本发明专利技术提供了一种用于探测一个或多个辐射源的强度和方向的辐射探测器，其包括辐射传感器、逆准直仪和用于将逆准直仪指向不同方向的装置，该逆准直仪为传感器屏蔽至少一部分源自逆准直仪所指方向的入射辐射。根据本发明专利技术的另一个方面，本发明专利技术提供了一种用于探测一个或多个辐射源的强度和方向的方法，其包括如下步骤：提供辐射传感器；提供逆准直仪，该逆准直仪为传感器屏蔽至少一部分源自逆准直仪所指方向的入射辐射；提供用于将逆准直仪指向不同方向的装置；将逆准直仪指向一个方向；记录逆准直仪所指的方向和记录来自传感器的信号；在一个或多个不同方向上一次或多次重复前两个步骤。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及辐射探测领域以及用于探测辐射的仪器和方法。更具体地，本专利技术涉及用于定向辐射探测的方法和装置。
技术介绍
在可能存有多个放射源的环境中，以及在可能存有中度至高度放射性的环境(如核处理或去污设施)中，为安全起见，限制人工访问，以及相对于机械和电气支撑存在负载限制。在这样的环境中使用的定向辐射探测仪器的理想属性是该装置应当是坚固的、远程操作的、自主的(self-contained)、重量轻的、廉价的，使得它在使用后可以遗弃而无需去污，以及它应当能够在尽可能短的时间内勘验放射性环境。用于在中度至高度放射性环境中探测一个或多个辐射源的强度和方向的现有方法存在严重的缺陷。存在两种用于同时测量上述环境中的放射源的方向和强度的标准方法。第一种方法是在待勘验环境内将非定向辐射探测装置从一个位置运送到另一个位置。通过以此方式进行网格搜索，可以确定一个放射源或多个放射源的位置。这种方法的主要缺点是太占用时间。第二种方法是可以使用准直仪来建立一个方向性非常强的探测装置。通过将准直后的探测器指向不同的方向，可以获得辐射强度与方向的关系曲线图。在这样的探测器中使用的准直仪包括防辐射罩和开口，其中防辐射罩包围辐射传感器并且通过该开口校准辐射源的辐射。这种方法的主要缺点是准直仪的罩构件必须由诸如铅或不锈钢等重质材料制成，因此它非常结实，因此需要昂贵的机构来移动准直探测器以便使它能指向不同的方向。在美国专利N0.7，186，963中公开了这个类型装置的示例，该专利通用引用的方式并入本文。目前仍需要一种改进的且相对较轻、廉价的定向辐射探测装置。出于使申请人相信的已知信息与本申请之间具有可能的相关性的目的提供上述背景信息。不需要承认也不应当解释的是，任何前述信息构成相对于本专利技术的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于同时测量环境中的一个或多个辐射源的强度和方向的辐射探测器和辐射探测方法。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种用于同时探测一个或多个辐射源的强度和方向的辐射探测器，其包括辐射传感器、逆准直仪和用于将逆准直仪指向不同方向的装置，该逆准直仪为传感器屏蔽至少一部分源自逆准直仪所指方向的入射辐射。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种用于同时探测一个或多个辐射源的强度和方向的辐射探测器，其包括平转马达、俯仰马达、具有基部和两个臂部的u形支架、包括第一杆和第二杆的逆准直仪以及辐射传感器。平转马达的轴以可操作的方式连接至u形支架的基部，使得轴的旋转引起U形支架的旋转。俯仰马达以可操作的方式连接至U形支架的臂部，使得轴的旋转引起臂部内的俯仰马达的旋转。第一杆和第二杆以彼此纵向对齐但位于俯仰马达旋转轴线的相对两侧上。辐射传感器安装在第一杆上并位于第一杆的距离俯仰马达最远的端部。平转马达和俯仰马达的旋转允许逆准直仪指向不同的方向。逆准直仪和俯仰马达为传感器屏蔽至少一部分源自第二杆所指方向的入射辐射。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种用于探测一个或多个辐射源的强度和方向的方法，其包括如下步骤:(a)提供辐射传感器；(b)提供逆准直仪，该逆准直仪为传感器屏蔽至少一部分源自逆准直仪所指方向的入射辐射；(c)提供用于将逆准直仪指向不同方向的装置；(d)将逆准直仪指向一个方向；(e)记录逆准直仪所指的方向和记录来自传感器的信号；以及(f)在一个或多个不同方向上一次或多次重复步骤(d)和(e)。附图说明图1是采用准直仪的定向辐射探测器和采用逆准直仪的辐射探测器之间的工作原理的区别的示意图。图2是包括逆准直仪的定向辐射探测器的一个示例的示意图。图3是示出了辐射场对ρ-η结硅二极管电流和电压读数产生的影响的曲线图。图4是包括逆准直仪的定向辐射探测器的优选示例的立体示意图。图5是图4所示的定向辐射探测装置的正面示意图和局部截面图。图6是包括逆准直仪的定向辐射探测器的另一个示例的立体示意图。图7是包括逆准直仪的定向辐射探测器的另一个示例的立体示意图，其中，逆准直仪为竖直定向齿轮的径向辐条。图8Α和图8Β示出了 MATLAB三维球形图像显示的两个侧面图，图8C示出了 MATLAB三维球形图像显示的俯视图，该MATLAB三维球形图像显示表示使用定向辐射探测器并采用逆准直仪的方法进行的环境辐射源勘验。图9示出了通过采用逆准直方法的定向辐射探测的手动模式的屏幕截图。图10示出了通过采用逆准直方法的定向辐射探测的自动模式用户界面的屏幕截图。图11示出了在使用逆准直进行定向辐射探测的系统中所采用的额外信息选项卡的屏幕截图。图12Α和图12Β示出了通过采用逆准直方法的定向辐射探测的自动模式的流程图。具体实施例方式除非另有限定，本文所用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
普通技术人员通常所理解的相同含义。除非上下文中明确地指出，在本说明书和权利要求中所使用的单数形式“一个(a)” “一个(an)”和“所述(the)”包括复数含义。应理解本文所使用的术语“包括”意味着下面的列举是非穷举的，并且可以包括或可以不包括任何其他额外合适的项目，例如视情况而定的一个或多个进一步的特征、构件和/或成分。现已发现，逆准直仪可以用在同时探测一个或多个辐射源的方向和强度的改进方法和装置中。如上文详细的描述，当前用于探测辐射的方法和设备采用准直仪，准直仪包括罩部，该罩部除了窄束以外阻挡从所有方向射入辐射传感器的辐射场。与此相反，逆准直仪包括小防辐射罩，小防辐射罩只在窄束中阻挡电离辐射场并且允许探测器探测来自所有其他方向的辐射。采用准直仪的探测器在指向辐射源时将产生最大的响应，而采用逆准直仪的探测器在指向辐射源时(即，当逆准直仪的防辐射罩在辐射传感器和辐射源之间时)将产生最小的响应。图1示出了采用准直仪的探测器和采用逆准直仪的探测器之间的工作原理的区别。因为逆准直仪采用了明显更少的屏蔽材料，所以逆准直仪与辐射探测器的结合允许探测器比当前或之前辐射探测系统更小、更轻以及更不费力地构建。此外，逆准直仪的使用允许辐射探测器使用相对较小和廉价的机械驱动器远程指向不同的方向。逆准直仪优选地为由铅、钨或不锈钢制成的杆。然而，逆准直仪还可由任何其他能够屏蔽探测器以使其免受电离辐射的材料制成。杆的横截面可选地为圆形，但可以具有其他横截面。参照图2，辐射探测器的一个实施例采用逆准直仪10，该逆准直仪10为附接有辐射传感器20的铅杆。图2所示辐射传感器20基于固态二极管，该固态二极管发射响应电离辐射的电信号。辐射传感器20优选地包括在无偏电流生成模式中使用的市售固态ρ-η结封装硅二极管，并且输出的光电流用作辐射场强度的测量值。虽然不希望被理论所束缚，但使用二极管作为辐射传感器的背后理论是二极管对辐射起反应与光电二极管对可见光起反应的方式相同。当二极管暴露于辐射场时，即使未施加电压(即，无偏模式)，也会在二极管中产生反向电流。在电流对电压的曲线(IV曲线)上，这种效果是可直观表现为在存在辐射场时曲线向下位移(参见图3)。本专利技术人已经研究了光电流和辐射场强度之间的关系，并且发现这种关系是近似线性的。使用硅二极管作为成像器中的辐射传感器的主要优点是它们体积小、价格低廉以及适合在范围很广的伽马辐射剂量率内工作。具有小的传感器允许本专利技术辐射探测器的总体尺寸被最小化，因而允许探测器用在有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：巴斯卡尔·苏尔，S·余，阿尔琼·达斯，居伊·约恩克曼斯，
申请(专利权)人：加拿大原子能有限公司，
类型：
国别省市：
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