一种便携式中子-伽玛能谱仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便携式中子-伽玛能谱仪，能谱仪包括外壳，设置在外壳中的中子探头、伽玛探头、中子慢化体和控制系统，中子探头设置在中子慢化体中，中子探头和伽玛探头平行放置，中子探头和伽玛探头的信号输出端分别与对中子探头和伽玛探头的信号进行处理的控制系统的信号输入端连接，所述中子探头设置有6LiI(Eu)闪烁晶体制成的中子探测元件，所述伽玛探头设置有氟溴化镧闪烁晶体制成的伽玛探测元件。本实用新型专利技术提供的便携式中子-伽玛能谱仪解决现有的辐射检测仪功能所存在的不足，对中子及伽玛射线响应灵敏，便携，可准确测量环境周围辐射水平，分辨率高，能准确快速检测伽玛射线并进行放射性核素的识别。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能谱仪，特别是涉及一种应用于安保、个人防护、环境辐射监 测、核科学及核医学研究领域的功能齐全且携带方便的便携式中子-伽玛能谱仪。
技术介绍
近年来，我国中子应用技术发展迅速，中子测井、中子诱发测井、中子照相、中子治 癌、中子活化分析等已经得到广泛应用；另外，大型粒子加速器、各种加速器中子源、散裂中 子源、核电站、反应堆及新型热核反应装置等核设施大量建造，而在这些核设施及中子源在 其周围环境会产生伽玛和中子射线的辐射，造成环境污染并使人员健康受到损伤，故必须 对核设施及中子源周围的环境辐射进行监测，各种伽玛射线能谱和中子射线的探测有着巨 大的需求。在防止放射性物质非法运输，事故中寻找失控放射源，反核恐怖事件，环境监测和 安保监测中，需要可携式辐射检测仪能同时检测中子射线和各种伽玛射线能谱，并准确快 速地确认放射源和放射污染种类和污染程度等，为制定防护计划、决策防护行动提供基本 数据。当前辐射检测仪主要有各种中子或伽玛个人剂量计、中子剂量当量仪及便携式伽 玛能谱仪，他们主要存在的问题是中子个人剂量计的中子检测灵敏度太低，一旦离开身体 后几乎没有什么计数；中子剂量当量仪由于其慢化体体积大且笨重，难于便携；便携式伽 玛能谱仪只能测伽玛射线并进行核素识别，不能同时检测中子。目前，便携式伽玛能谱仪多采用NaI闪烁晶体，实现伽玛探测及核素识别。NaI 具有高的光输出，但是密度较低，对Y射线探测效率相对较低，能量分辨率比较低(对 662kev，8%左右)，另外它的余辉现象使得其单光子计数率较低。采用高纯锗半导体的伽玛 能谱仪，能量分辨率高，探测准确程度高，但价格昂贵，使用不便(需制冷，体积庞大)。溴化 镧闪烁晶体(LaBivCe)是21世纪初被发现的晶体，它具有高光输出、快衰减、好的能量分 辨率(对662kev，3%左右)等特点，已有部分核素识别仪产品使用溴化镧晶体。但溴化镧 晶体极易潮解，晶体表面一旦与水汽接触便迅速溶解，给晶体加工、性能研究和实际应用带 来较大难度。氟溴化镧闪烁晶体是新出现的溴化稀土闪烁 材料，它克服了现有溴化镧闪烁晶体材料极易潮解，从而产生晶体加工和处理困难的缺陷， 具有良好的抗潮解性能同时仍然具有高光输出、快衰减和较好的能量分辨率(与溴化镧晶 体相当)。目前，实现中子探测的方法主要有核反应法、核反冲法、核裂变法与核激活法，其 中核反应法因其方法简单，测试精确快速而应用最为广泛。现有的利用核反应法进行中子探测的中子探测器主要为以3He正比计数管和kiBF3 正比计数管为中子探测元件的中子探测器，而现有的大部分中子探测器都是笨重的A-B型 雷姆仪，在中子探测元件外包有慢化体和吸收体，由于吸收体的存在，造成灵敏度下降，且 由于结构比较笨重，不适于室外携带使用；而6LiI(Eu)闪烁晶体具有光输出大、热中子探测效率高、高灵敏度等优点。总的来说，目前在环境监测、放射源搜寻和安保检测中应用的辐射检测仪存在着 检测不准确、难于便携或功能不足的缺点。因此，特别需要一种辐射检测仪，对中子及伽玛射线响应灵敏，分辨率高，便携，能 准确快速检测中子射线及各种伽玛射线能谱并进行放射性核素的识别的辐射检测仪，用于 安保、个人防护、环境辐射监测、核科学及核医学研究领域。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的主要目的在于提供一种便携式中子-伽玛能谱仪， 该便携式中子-伽玛能谱仪既能用以检测伽玛射线，又能用以检测中子射线，且具有便于 携带的优点。本技术的目的还在于提供一种便携式中子-伽玛能谱仪，以解决现有的辐射 检测仪功能所存在的不足，对中子及伽玛射线响应灵敏，分辨率高，便携，可准确测量环境 周围辐射水平，分辨率高，能准确快速检测伽玛射线并进行放射性核素的识别。本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种便携式中子-伽玛 能谱仪，其特征在于所述能谱仪包括外壳，设置在外壳中的中子探头、伽玛探头、中子慢化 体和控制系统，所述中子探头设置在中子慢化体中，所述中子探头和伽玛探头平行放置，所 述中子探头和伽玛探头的信号输出端分别与对中子探头和伽玛探头的信号进行处理的控 制系统的信号输入端连接，所述中子探头设置有6LiI (Eu)闪烁晶体制成的中子探测元件， 所述伽玛探头设置有氟溴化镧闪烁晶体制成的伽玛探测元件。在本技术的一个实施例中，所述中子探头由中子屏蔽外壳、中子探测元件、中 子光导、中子光电倍增管和中子前置放大电路构成，所述中子探测元件、中子光导、中子光 电倍增管和中子前置放大电路设置在所述中子屏蔽外壳内，所述中子探测元件的输出端与 中子光导的输入端连接，中子光导的输出端与中子光电倍增管的输入端连接，中子光电倍 增管的输出端与中子前置放大电路的输入端连接，中子前置放大电路的输出端与所述控制 系统的信号输入端连接。在本技术的一个实施例中，所述伽玛探头由伽玛屏蔽外壳、伽玛探测元件、伽 玛光导、伽玛光电倍增管和伽玛前置放大电路构成，所述伽玛探测元件、伽玛光导、伽玛光 电倍增管和伽玛前置放大电路设置在所述伽玛屏蔽外壳内，所述伽玛探测元件的输出端与 伽玛光导的输入端连接，伽玛光导的输出端与伽玛光电倍增管的输入端连接，伽玛光电倍 增管的输出端与伽玛前置放大电路的输入端连接，所述伽玛前置放大电路的输出端所述控 制系统的信号输入端连接。在本技术的一个实施例中，所述中子探头设置在中子慢化体的几何中心，中 子慢化体的前部为类圆台状，后部为柱形，所述中子慢化体的外表面到内表面之间的距离 相等。所述距离为2-8cm，优选距离为5cm。在本技术的一个实施例中，所述控制系统由第一放大器、第二放大器、甄别 器、计数器、多道脉冲幅度分析器、控制器、显示器、第一高压电源、第组高压电源和低压电 源构成，所述低压电源为14V可反复充电式的锂电池，所述第一放大器的信号输入端与所 述中子探头的信号输出端连接，所述第二放大器的信号输入端与所述伽玛探头的信号输出端连接，所述中子探头信号经第一放大器的信号输出端依次连接甄别器、计数器和控制器， 所述伽玛探头信号经第二放大器的输出端依次连接多道脉冲幅度分析器和控制器，所述显 示器与所述控制器连接，所述低压电源分别与所述中子探头、伽玛探头、第一高压电源、第 二高压电源、第一放大器、第二放大器、甄别器、计数器、多道脉冲幅度分析器、控制器和显 示器连接，所述第一高压电源与所述中子探头连接，所述第二高压电源和伽玛探头连接。本技术的积极进步效果在于本技术提供的便携式中子_伽玛能谱仪具 有以下优点本技术的便携式中子-伽玛能谱仪，采用氟溴化镧闪烁晶体作为伽玛探 测元件，采用6LiI(Eu)闪烁晶体作为中子探测元件，匹配高灵敏度的光电倍增管作为光电 转换器，在中子探头外包有一定厚度的高密度聚乙烯的中子慢化体，中子慢化体的前部为 类圆台状，后部为柱形，无吸收体，使中子探头的灵敏度更高，分辨率高；中子慢化体的厚度 在2-8cm之间，仪器便于携带，可准确测量环境周围辐射水平，能准确快速检测伽玛射线并 进行放射性核素的识别，为国内事故应急响应、边境控制、海关检测、核电站安全防护及核 科学及核医学研究等领域提供新的安全保障，有良好的社会和经济效益，为安保、个人防护 和环境辐射监测技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式中子－伽玛能谱仪，其特征在于：所述能谱仪包括外壳（１），设置在外壳（１）中的中子探头（１０）、伽玛探头（２０）、中子慢化体（３０）和控制系统（４０），所述中子探头（１０）设置在中子慢化体（３０）中，所述中子探头（１０）和伽玛探头（２０）平行放置，所述中子探头（１０）和伽玛探头（２０）的信号输出端分别与对中子探头（１０）和伽玛探头（２０）的信号进行处理的控制系统（４０）的信号输入端连接，所述中子探头设置有６ＬｉＩ（Ｅｕ）闪烁晶体制成的中子探测元件，所述伽玛探头设置有氟溴化镧闪烁晶体制成的伽玛探测元件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文渊，赵登红，宋建安，吴斌，
申请(专利权)人：上海新漫传感技术研究发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31