在各种形状和尺寸的检查源中使用化合物形式的稀土金属镥，用于校准和调节辐射检测装置。辐射镥－１７６，构成镥化合物一部分的天然存在的同位素（非人造），产生在校准中使用的大约９０、２００和３００千电子伏的伽马能。这种伽马能接近诸如Ｕ－２３５和Ｐｕ－２３９的特殊核材料的主要谱线，其通过辐射检测装置监控。在辐射校准源中的镥（其可以集成进辐射检测装置或在校准期间靠近辐射检测装置定位）提供了这样的好处，包括在制造或使用期间对于产生人造辐射性不需要反应堆或加速器，不出现危险的辐射暴露并且（由于镥－１７６的长的半衰期）辐射校准源基本上永远不需要替换。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于校准辐射检测装置的辐射源，更详而言之，涉及 含镥检查源、它们的制造以及它们的使用。
技术介绍
美国国土安全部的要求包括对能够灵敏检测从隐藏辐射性材料发出的伽马辐射的装置的需求(例如，根据美国国家标准机构(ANSI) 的标准，如ANSIN42.32)。很多钢厂和废料场也关注被称为孤立源 (orphane source)的潜在危险熔化，孤立源可能被包含在废料内或由 其向外输出。甚至垃圾和废物焚烧场在它们的门和人员身上配备用于 检测这种辐射能的监控器。可以配置商业可买到的高敏便携式或移动 式伽马辐射仪，用于检测非常小量的辐射能。一些传统的辐射检测仪器只通过装置显示感应到所检测的伽马射 线的数量(即计数)，而其他传统辐射检测装置能够测量和显示由装 置检测的伽马辐射场的辐射剂量。根据使用的装置，这种装置的操作 者可以设置单位时间单元所检测的粒子的绝对数量或所测量的辐射剂 量的警告阈值。 一些辐射检测系统被构造用于当伽马辐射的各自计数 或辐射剂量超过与背景水平有关的阈值时产生警告。在实际使用之前且优选地在它们的使用寿命期间定期的基础上， 典型地应该根据已知的标准校准辐射检测装置。校准可能需要将辐射 检测装置至少周期性地暴露于辐射源，呈现与那些所关注的辐射源相 似的能量谱。用于校准辐射检测器的辐射源(例如，所谓的检查源)的传统制 造典型地需要接近用于产生辐射性材料的反应堆或加速器。用作检查 源的人造同位素典型地呈现几分钟到几年的半衰期，具有短半衰期的 人造同位素需要频繁替换。由于多种原因，辐射源一般需要非常强烈(例如，发出大量的辐 射)。因此，这种辐射源在使用以及存储期间需要特殊处理。政府当 局已经建立了规定和规章，从而保护工人和公众免受这些辐射源的任 何可能危害。不幸地，这会阻碍即使少量这种辐射性材料的拥有和使 用。商业可购买到的高敏、静态、便携式或移动伽马辐射仪可以容易 地检测伽马辐射场的强度的极小量增大。然而，当将这种装置配置给 正常不处理辐射性材料的用户并且因此用户不拥有用于正确地测试检 测器性能的对应的检查源时，问题出现了。作为使用人造辐射性材料的替换，已经使用某些天然存在辐射性 的材料，来校验辐射检测装置的性能。然而，当今己知用作检查源的唯一的天然材料是K-40， Th-232衰变链的同位素，以及U-238衰变链的 同位素。诸如白热罩(钍)、旧表(镭)和肥料(钾K-40)的材料可以发 出用于测试目的合适水平的辐射。元素钍和铀呈现范围达3兆电子伏的 多谱能量；K-40产生大约1.5兆电子伏的单谱线。然而，由于这些同位 素的平均伽马能量明显地高于所关注的那些同位素的典型伽马能量， 因此它们不能很好地适于测试便携式监控器或口袋大小的闪烁检测 器。
技术实现思路
传统的辐射校准源面临着如上所述的多个缺陷。例如，用于校准 辐射检测装置的大多数已知的辐射源具有相当短的半衰期。因此，当 用于校准时，这种类型的辐射检测器校准源必须频繁地替换。另外， 如上所述，用于校准目的的某些传统材料受到政府机构高度管制。因 此，获得合理的政府许可使用某些辐射材料可能很困难，即使是用于 校准用来检测可能被运输容器或其他包围材料屏蔽的诸如浓縮铀或钚 或其他危险的孤立工业源的高控制物质是否存在的灵敏且复杂的装置 的合法目的。这里说明的本专利技术的技术和设备与上面所述的以及现有技术中已知的其他技术不同。具体而言，这里的实施例包括使用包含在稀土金属镥中的天然辐射性作为用于校准辐射检测装置的源。在几乎所有的包含钇的矿物中典型地存在着极少量的镥，且在独居石中存在着大约0.003%范围的量。可以通过利用碱或碱性土金属还原无水LuCl3或LuF3来制备镥。天然存在的镥包含2种不同的同位素富含量9 7.4°/。的稳定镥-17 5 ，和富含量2.6 %且半衰期大约为3.7 X 10'fl年(即，370亿年)的辐射性镥-176。因此，镥基校准源基本上永远不需要替换。另一个基于天然镥来制造测试源的原因在于其低特定辐射性(例如，对于Lu203大约48Bq/g)，这很低因此不成为健康问题。比较而言，传统的人造同位素Cs-137 (半衰期30年)显示了大约3.2X10'2Bq/g(87Ci/g)的特定活性，这会对暴露于该福射的任何人哪怕是很短的时间造成严重的健康伤害。另外，包含镥-176材料(例如，镥化合物和/或以其元素形式的镥-176)作为校准源使用提供了与伽马谱有关的优点。它在大约300千电子伏、大约200千电子伏和大约90千电子伏的能量接近期望的从诸如U-235和Pu-239的高度管制核材料发出的主要谱线。传统的技术涉及诸如Co-57和Ba-133作为校准源的替代使用(而不是使用U-235或Pu-239)，但是不幸的是后面这些物质具有很短的半衰期。在(如从镥发出的伽马辐射所提供的)大约90、 200和300千电子伏的谱区中的伽马能的使用比在使用非匹配的谱区时使辐射检测装置能够被更精确地校准。因此，这里的实施例使得辐射检测装置能够在更现实的条件下进行检测，例如与要检测的材料有关的期望的谱能条件。通过利用镥校准源将辐射检测装置校准到90、 200和/或300千电子伏，可以(周期性、临时地或反复地)校准或稳定辐射检测装置，以校正由于诸如温度变化的环境因素而衰退或漂移出限定。例如， 一个典型的辐射检测装置包括公共无机闪烁检测器(例如由掺铊碘化钠Nal(TI)制造的检测器)。这种检测器可以因为温度变化、老化和暴露于元素而呈现明显的漂移效应。用于稳定这种检测器的已知的方法包括将人造辐射性同位素(例如，Am-241或Cs-137)插入或注入到闪烁检测器。这些同位素的这种传统使用的缺点在于，即使这些材料发出相当低量的辐射，在这种前提下它们是人造的并且也可能不能被带到严格禁止存在或使用人造辐射材料的具有特定场所规定的某些地方。作为Am-241或Cs-137的替换，可以使用氯化钾(例如，KCI)作为用于产生伽马辐射的源。不幸地，由于KCI的低特定活性，为了产生与闪烁器检测器相互作用的可观量的伽马能，需要使用相当大量的KCI作为校准源。因此，使用KCI作为校准源相当不方便。在某些情况下，可以使用诸如LED (发光二极管)的非辐射性装置来校准辐射检测器的部分。例如，可以使用脉冲或连续光来稳定光电检测器装置(例如，光电倍增管)，用于补偿光电倍增管的放大漂移和其他电路的误差。然而，不能使用光源来解决在(辐射检测装置的)晶体或闪烁器中的不均匀性，该晶体或闪烁器用于将伽马能转化为由光子检测器所检测的对应的光子能。本专利技术的某些实施例包括使用化合物形式的镥作为检查源，用于校准伽马检测器或贝它检测器。例如，根据这里的实施例的辐射校准源包括无毒性化合物，例如氧化镥、碳酸镥、氯化镥等。这种非金属化合物可以形成为各种有用的形状，用于校准辐射检测装置。例如，辐射校准源可以形成为片、杆、盘、帽、环等。在某些情况下，辐射镥校准源成形为使其能够处于辐射检测装置的检测器材料(例如，闪烁器)附近或甚至与该材料接触。这里的某些实施例涉及控制镥基辐射校准源的厚度。例如，可以限制镥化合物的厚度，以减少或将辐射的自吸收最小化，辐射的自吸收会阻止辐射达到检测装置的检测装置(例如，闪烁器)。辐射检测装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种辐射校准源，用于校准辐射检测装置，所述辐射校准源包括含天然存在的镥的化合物，所述天然存在的镥包括同位素Ｌｕ－１７６。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-8-28 11/511,0781. 一种辐射校准源，用于校准辐射检测装置，所述辐射校准源包括含天然存在的镥的化合物，所述天然存在的镥包括同位素Lu-176。2. 根据权利要求1所述的辐射校准源，其中所述镥化合物是下列 中的至少一个i) 氧化镥，ii) 碳酸镥，和m)氯化镥。3. 根据权利要求2所述的辐射校准源，其中所述源的体积位于2 和50立方厘米之间。4. 根据权利要求1所述的辐射校准源，进一步包括低Z材料的外 壳，该外壳包围所述镥化合物的至少一部分。5. 根据权利要求1所述的辐射校准源，包括环，该环包含所述镥 化合物。6. 根据权利要求1所述的辐射校准源，包括杆，该杆包含所述镥 化合物。7. 根据权利要求6所述的辐射校准源，包括间隔开的包含所述镥 化合物的杆的阵列。8. 根据权利要求1所述的辐射校准源，包括盘，该盘包含所述镥 化合物。9. 一种辐射检测装置，包括辐射检测器，该辐射检测器用于将接收的伽马辐射转换为光子能；和辐射校准源，该辐射校准源包括具有同位素Lu-176的天然存在的 镥，所述源附置在所述辐射检测器的表面或置于其附近，并且可操作以 基于从所述辐射校准源发出的伽马辐射校准所述辐射检测装置。10.根据权利要求9所述的辐射检测装置，其中所述辐射校准源单 位表面积的重量小于阈值，以限制被所述辐射校准源吸收的伽马辐射11. 根据权利要求10所述的辐射检测装置，其中所述源包括镥化 合物；和所述阈值是每平方厘米所述辐射校准源的表面积所述镥化合物大 约为5g。12. 根据权利要求9所述的辐射检测装置，其中所述辐射检测器是 具有20和IOOO平方厘米之间的辐射检测表面积的贝它辐射表面污染检 测器；和其中所述辐射校准源覆盖辐射检测表面的至少一部分，该辐射检测 表面具有小于每平方厘米50mg镥化合物的单位表面积重量。13. 根据权利要求9所述的辐射检测装置，其中所述辐射检测器是 闪烁器，用于从辐射校准源接收伽马辐射并将所接收的伽马辐射转换为 光子能，所述辐射检测装置进一步包括光电检测器装置，用于检测由闪烁器产生的光子能； 放大器，用于放大由所述光电检测器响应于检测所述光子能而产生 的各个信号；和调节电路，用于将所述辐射检测装置校准到从大约90、 200和300 千电子伏的镥化合物发出的伽马能中的至少一个。14. 一种方法，包括 利用辐射检测器装置检测辐射能；和通过将所述辐射装置暴露于含有包括同位素Lu-176的天然存在的 镥的化合物，来校验所述辐射检测器的性能。15. 根据权利要求14所述的方法，其中校准所述辐射检测器装置 包括检测由所述镥化合物产生的伽马辐射的水平。16. 根据权利要求14所述的方法，其中校准所述辐射检测器装置 包括临时地将所述镥化合物定位在所述辐射检测器装置附近，以检测由 所述镥化合物的同位素Lu-176所产...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔艾瓦特斯臣科博霍，
申请(专利权)人：热费希尔科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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