【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于辐射防护领域，具体涉及一种用于放射性活度测量的极低能量下限高气压4πγ井形电离室。
技术介绍
1、4πγ井形电离室，测量放射性样品置于探测器内腔井中，样品发射的光子穿过电离室壁进入灵敏体积内，与工作气体相互作用产生电子-离子对。在电离室的高压极和收集极之间施加一个极化电场，使得电子-离子对定向迁移产生感应电流。相比于其他辐射探测器，是测量γ射线发射核素活度的重要探测器，也可以用于精密测量核素的半衰期。4πγ电离室的灵敏体积以接近4π立体角接收放射源发射的粒子，具有几何探测效率高，活度测量下限低等特点。
2、常规的4πγ电离室均是采用不锈钢壳体作为高压极，且外部还有一层外壳，用于防止机械损伤和屏蔽电磁干扰，即使是采用原子序数低的铝材料，能测量到的射线能量也不低于60kev，对于一些低发射能量的放射性核素，如125i(发射27.5kev的x射线)，常规探测器难以实现。
3、放射性活度具有随时间蜕变的特殊性质，特别是一些应用于临床诊断和治疗的短寿命或超短寿命人工核素。这些核素随时间的高速蜕变，使得活度测量并随时间进行结果的核对增加了困难，对测量灵敏度提出了更高的要求。
4、对一些低发射能量的放射性核素，如125i(发射27.5kev的x射线)，常规探测器难以实现，对一些超短寿命核素，测量的活度可能迅速降到极低，常规探测器也难以精确测量。因而在活度计量领域中，寻求一种对各种能量的核素快速确定活度，同时具有较宽的活度测量范围和极低的能量测量下限的方法是有意义的。
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供了一种极低能量下限高气压4πγ井形电离室，该装置可测量低至25kev能量的放射性核素，同时具有极低的放射性活度测量下限，极大的扩展了放射性核素的测量能力。
2、为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种极低能量下限高气压4πγ井形电离室，包括探测器测量单元、密封机构、外壳，所述探测器测量单元包括高压极、收集极、工作气体、充气咀、绝缘体，所述高压极与收集极之间加高压形成电场，将辐射转化为收集极上的电流信号，收集极穿过绝缘体引出电流信号，传输给前置放大电路板，所述高压极由两个同轴的圆柱形圆筒及上下部的圆环形的连接部分组成，所述收集极为一个同轴的圆筒，嵌入高压极圆筒中间，收集极由上端收集极接头和下端收集极支承座通过压力固定，通过充气咀向高压极与收集极之间充入高气压的工作气体，高压极与收集极采用贯通式结构，在收集极和高压极上开有通气孔，确保高压极及收集极两侧的气体压强相等，所述密封机构包括高压极接头、收集极接头，所述高压极接头将外部的高压供给高压极圆筒，所述收集极接头将收集极圆筒的信号传输给放大电路板，同时高压极接头和收集极接头通过绝缘体与外壳绝缘。
3、在上述技术方案中，放射源通过安培瓶或其它措施放置在中间贯通的放置空间内，在井形电离室的高压极与收集极之间内充高气压气体，用于收集放射源产生的电离能，产生电子离子对，通过电离室的一般工作原理测量放射源的活度。
4、进一步地，为尽可能的测量到低能的放射源射线，采用贯通式的高压极与收集极结构，在收集极和高压极上开有通气孔，确保高压极、收集极两侧的气体压强相等，高压极和收集极不需要承压，可以采用极薄的铝片，最大限度地降低了高压极和收集极对射线的阻挡。
5、进一步地，采用了贯通式的高压极和收集极结构之后，外壳内壁和外壳外壁具有对高压工作气体密封和防止外界碰撞划伤的双重功能。根据内外壁功能的不同，所述内壁为薄的铝材料，外壁为厚的不锈钢材料。首先，圆柱形筒所受气体压强与直径正相关，直径越大，压强越大，4πγ电离室井形的内壁直径小，外壁直径大，且内壁承受的压强为指向轴线的中心对称的，彼此之间有相互抵消的效果。其次，4πγ井形电离室活度测量放射源放置区域为中心槽内，对待测源射线的阻挡决定于外壳内壁的厚度，且4πγ电离室的结构决定了内壁不受外界机械损伤的影响，因此将所述内壁设计为极薄的铝材料，最大限度地降低了对射线的阻挡，所述外壁承受了较强的工作气体压强，和防止外界机械损伤的作用，而对待测源射线没有影响，设计为较厚的不锈钢材料，较厚的不锈钢外壳还能起到屏蔽外界γ本底干扰的作用。
6、进一步地，采用密封结构对高气压工作气体进行密封，包括充气咀、收集极接头、高压极接头，充气咀采用焊接工艺进行密封，收集极接头与高压极接头需要与外壳绝缘，采用绝缘度高的聚四氟乙烯材料，不能进行焊接，设置反向密封机构，当内部充工作气体，依靠内部的高气压，将高压极接头和收集极接头从内部反向压紧，起到密封效果。
7、进一步地，所述外壳内壁设计有多个高度不同凸起，用于放置托盘，托盘用来放置放射源，不同的凸起高度可以用来调节放射源放置的位置。
8、进一步地，在井形电离室的上部预留有前放板放置空间，并通过前放板屏蔽罩进行外部电磁环境的屏蔽，电离室的输出信号是微弱的电流信号，易受干扰，尽可能的减少前放板到收集极的距离，可以减小这种干扰。
9、本专利技术一种极低能量下限高气压4πγ井形电离室，打破了传统探测器对测量射线能量下限和活度测量范围的限制，通过建立高气压的工作气体，提高探测器的灵敏度，同时通过贯通式收集极和高压极、不同厚度材质的外壳内壁和外壁、反向密封机构等设计，确保在高气压下探测器密封结构良好，且尽可能地减少对射线能量的衰减，达到了既提高探测灵敏度又降低测量能量下限的目的。
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1.一种极低能量下限高气压4πγ井形电离室，其特征在于：包括探测器测量单元、密封机构、外壳，所述探测器测量单元包括高压极、收集极、工作气体、充气咀、绝缘体，所述高压极与收集极之间加高压形成电场，将辐射转化为收集极上的电流信号，收集极穿过绝缘体引出电流信号，传输给前置放大电路板，所述高压极由两个同轴的圆柱形圆筒及上下部的圆环形的连接部分组成，所述收集极为一个同轴的圆筒，嵌入高压极圆筒中间，收集极由上端收集极接头和下端收集极支承座通过压力固定，通过充气咀向高压极与收集极之间充入高气压的工作气体，高压极与收集极采用贯通式结构，在收集极和高压极上开有通气孔，确保高压极及收集极两侧的气体压强相等，所述密封机构包括高压极接头、收集极接头，所述高压极接头将外部的高压供给高压极圆筒，所述收集极接头将收集极圆筒的信号传输给放大电路板，同时高压极接头和收集极接头通过绝缘体与外壳绝缘。
2.根据权利要求1所述的极低能量下限高气压4πγ井形电离室，其特征在于：所述高压极和收集极为0.5mm厚铝片。
3.根据权利要求1所述的极低能量下限高气压4πγ井形电离室，其特征在于：所述外壳由
4.根据权利要求1所述的极低能量下限高气压4πγ井形电离室，其特征在于：所述高压极接头和收集极接头设置反向密封机构，当内部充工作气体，依靠内部的高气压从内部反向压紧，起到密封效果。
5.根据权利要求1所述的极低能量下限高气压4πγ井形电离室，其特征在于：井形电离室中心为放射源放置空间，所述外壳的内壁内侧，设有多个高度不同的凸起，用于放置托盘，托盘用来放置放射源，不同的凸起高度可以用来调节放射源放置的位置。
6.根据权利要求1所述的极低能量下限高气压4πγ井形电离室，其特征在于：井形电离室预留有前放板放置空间，并通过前放板屏蔽罩进行外部电磁环境的屏蔽。
...【技术特征摘要】
1.一种极低能量下限高气压4πγ井形电离室，其特征在于：包括探测器测量单元、密封机构、外壳，所述探测器测量单元包括高压极、收集极、工作气体、充气咀、绝缘体，所述高压极与收集极之间加高压形成电场，将辐射转化为收集极上的电流信号，收集极穿过绝缘体引出电流信号，传输给前置放大电路板，所述高压极由两个同轴的圆柱形圆筒及上下部的圆环形的连接部分组成，所述收集极为一个同轴的圆筒，嵌入高压极圆筒中间，收集极由上端收集极接头和下端收集极支承座通过压力固定，通过充气咀向高压极与收集极之间充入高气压的工作气体，高压极与收集极采用贯通式结构，在收集极和高压极上开有通气孔，确保高压极及收集极两侧的气体压强相等，所述密封机构包括高压极接头、收集极接头，所述高压极接头将外部的高压供给高压极圆筒，所述收集极接头将收集极圆筒的信号传输给放大电路板，同时高压极接头和收集极接头通过绝缘体与外壳绝缘。
2.根据权利要求1所述的极低能量下限高气压4...
【专利技术属性】
技术研发人员：施礼，王东芹，代传波，蔺常勇，王钰武，邓文康，林旭东，刘浩，程翀，刘康，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：
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