CN102354648A - 一种新型双阳极计数管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型双阳极计数管及其制备方法，它包括阴极（1）、分别封接在阴极（1）两端的左密封材料（2）和右密封材料（3）、阳极（4）和填充在阴极（1）内腔的工作气体（5），所述的阳极（4）为两根，其中一端安装在阴极（1）内腔内，另外一端穿过阴极（1）一端的右密封材料（3），并于右密封材料（3）相封接。本发明提供的计数管采用双阳极，可缩短计数管长度，增加计数管阴极的横截面面积，增加计数管的有效体积，计数管灵敏度高，与同样长度的计数管相比，单位时间计数率可提高200％以上，计数管的计量误差可下降10％，可解决现有技术核辐射探测小型化计量误差大的技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种计数管，具体设计一种新型双阳极计数管及其制备方法。
背景技术
目前盖革-米勒计数管都采用圆柱型阴极结构，随着核辐射探测小型化的趋势，要求计数管体积越来越小，但计数管体积减小，灵敏度也会降低，单位时间计数率降低，由于核裂变的随机性，计数管的计数率有一定的误差范围，要求计数管的灵敏度要高，单位时间计数率越大越好，这样核裂变的随机误差造成计数管的计量误差将会减小，而灵敏度降低，单位时间计数率降低，会造成计数管的计量误差将会增加。所以，很有必要在现有技术的基础上设计一种体积小，灵敏度高，计数率大的新型双阳极计数管。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对目前核辐射探测小型化对于计数管小型化的要求，提供一种长度短、体积小、计数管灵敏度高，计数率大，计量误差小，可以有效提高核辐射探测计量准确性的双阳极计数管，本发明的另一个目的是提供该双阳极计数管的制备方法。
技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
一种新型双阳极计数管，它包括阴极、分别封接在阴极两端的左密封材料和右密封材料、阳极和填充在阴极内腔的工作气体，所述的阳极为两根，其中一端安装在阴极内腔内，另外一端穿过阴极一端的右密封材料，并于右密封材料相封接。
作为优选方案，以上所述的新型双阳极计数管，所述的阴极由膨胀合金材料制成的两端未封口的椭圆柱型腔体，本发明采用椭圆柱型腔体的阴极和圆柱形腔体阴极相比，具有更高的灵敏度和计数率，膨胀合金是一种反常热膨胀特性的一种精密合金，具有良好的封接性、可焊性、耐蚀性、可加工性和易切削性，本发明采用的膨胀合金可以为铁镍钴玻封合金。
作为优选方案，以上所述的新型双阳极计数管，所述的阳极为直径0.5～2mm的膨胀合金丝。本发明采用双阳极，缩短了计数管长度，增加了计数管阴极的横截面面积，有效增加计数管的有效体积，提高计数管灵敏度，减小计数管的计量误差，和现有技术相比，可有效提高核辐射探测计量准确性。
作为优选方案，以上所述的新型双阳极计数管，所述的阴极左密封材料和右密封材料均为钼组玻璃制成，作为更优选方案，所述的左密封材料和右密封材料均为DM308～DM320型的钼组玻璃制成，具有与金属钼或可伐合金相近的膨胀系数，能有效的封接密封计数管阴极。
作为优选方案，以上所述的新型双阳极计数管，所述的工作气体为溴氖混合气体。
本发明提供的新型双阳极计数管实际工作时，在阳极上分别加上两组同样大小的正电压，阴极加负电压，当有放射源辐射粒子进入计数管空间时，双阳极周围惰性气体分子可以同时碰撞电离，生成电子---离子对，每根阳极丝都能吸收产生的电子，留下大量地正离子，包围着阳极，形成一个“离子层”（称为正离子鞘），使阳极附近电场强度下降不能产生电子增值，气体放电也就终止了。放电终止后在电场作用下，质量大的正离子鞘慢慢向阴极移动，达到阴极，使放电终止，分别完成了一次记数，然后通过取样电路记录下来，实验表明具有优异的灵敏度和计数率。
本发明提供的新型双阳极计数管的制备方法，其包括以下步骤：
a、首先取圆柱型钢筒加工成椭圆柱型阴极，清洗阴极，备用；用左密封材料烧接在阴极左端，左密封材料未封口，用右密封材料封接在阴极右端，然后将两根阳极的一端安装在阴极内腔内，阳极另外一端穿出阴极内腔并用右密封材料封接，备用；
b、取步骤a制备得到的新型双阳极计数管，将左密封材料开口连接在烘箱的排气系统上，开启排气系统，关闭烘箱升温到350～450℃，保温，当新型双阳极计数管的真空度小于等于9×10-2Pa时，开始降温，当温度降至200～220℃时，给双阳极计数管充入3000～10000Pa氯气，然后温度升至230～250℃，保持2h；开启排气系统抽走双阳极计数管内的氯气，降温至室温；当双阳极计数管内真空度小于等于9×10-2Pa时，充入12000～34000Pa溴气，进行火花放电，放电结束后抽走双阳极计数管内的溴气；烘箱升温到120～150℃，再充入3000～10000Pa溴，保持30s后，降温让其自然冷却至室温，开启排气系统，使双阳极计数管的真空度小于等于2.6×10-2Pa时，给双阳极计数管内充入13000～36000Pa溴氖混合气体，备用；
c、取步骤b制备得到的双阳极计数管，用煤氧火焰封离左密封材料；
d、取步骤c制备得到的双阳极计数管放入钴60放射源源室5R/h处，然后加500~550V电压老化10~12h，即得。
作为优选方案，以上所述的新型双阳极计数管的制备方法，步骤d中双阳极计数管放入钴60放射源源室5R/h处，然后加500V电压老化12h。
作为优选方案，以上所述的新型双阳极计数管的制备方法，所述的左密封材料和右密封材料为钼组玻璃制成。
本发明所述的新型双阳极计数管的制备方法，其中步骤b中首先充入氯气可以使双阳极计数管阴极及其阳极表面钝化；然后又充入溴气，并电火花放电，可以去除阴极内表面和阳极外表面的毛刺并起到激活管子的作用，提高双阳极计数管的性能。
有益效果：本发明提供的新型双阳极计数管与现有技术的记数管相比，具有以下优点：
本发明所述的新型双阳极计数管，采用双阳极，可缩短计数管长度，增加计数管阴极的横截面面积，增加计数管的有效体积，计数管灵敏度高，与同样长度的计数管相比，单位时间计数率可提高200％以上，计数管的计量误差可下降10％，可解决现有技术核辐射探测小型化计量误差大的技术难题，适用范围广泛。
本发明提供的新型双阳极计数管的制备方法，经过大量工艺筛选，确定最佳的工艺路线和工艺参数，工艺可操作性强，工作效率高，所制备得到的双阳极计数管精密度高，稳定性好，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明所述的新型双阳极计数管纵剖面的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，一种新型双阳极计数管，它包括椭圆柱型阴极（1）、分别封接在阴极（1）两端的左密封材料（2）和右密封材料（3）、阳极（4）和填充在阴极（1）内腔的工作气体（5），所述的阳极（4）为两根，其中一端安装在阴极（1）内腔内，另外一端穿过阴极（1）一端的右密封材料（3），并与右密封材料（3）相封接。
以上所述的新型双阳极计数管，所述的阴极（1）由膨胀合金材料制成的两端未封口的椭圆柱型腔体。
以上所述的新型双阳极计数管，所述的阳极（4）为直径0.5～2mm的膨胀合金丝。
以上所述的新型双阳极计数管，所述的左密封材料（2）和右密封材料（3）均为钼组玻璃制成。
本发明所述的新型双阳极计数管，所述的工作气体（5）为溴氖混合气体。
经功能检测，本发明制备得到的以上新型双阳极计数管与同样长度的计数管相比，单位时间计数率提高了2.3倍，计数管的计量误差下降了10％。
本发明提供的新型双阳极计数管的制备方法，具体包括以下步骤：
a、首先取圆柱型钢筒加工成椭圆柱型阴极（1），清洗阴极（1），备用；用左密封材料（2）烧接在阴极（1）左端，左密封材料（2）未封口，用右密封材料（3）封接在阴极（1）右端，然后将两根阳极（2）的一端安装在阴极（1）内腔内，阳极（2）另外一端穿出阴极（1）内腔并用右密封材料（3）封接，备用；
b、取步骤a制备得到的新型双阳极计数管，将左密封材料（2）开口连接在烘箱的排气系统上，开启排气系统，关闭烘箱升温到350～450℃，保温，当新型双阳极计数管的真空度小于等于9×10-2Pa时，开始降温，当温度降至200～220℃时，给双阳极计数管充入3000～10000Pa氯气，然后温度升至230～250℃，保持2h；开启排气系统抽走双阳极计数管内的氯气，降温至室温；当双阳极计数管内真空度小于等于9×10-2Pa时，充入12000～34000Pa溴气，进行火花放电，放电结束后抽走双阳极计数管内的溴气；烘箱升温到120～150℃，再充入3000～10000Pa溴，保持30s后，降温让其自然冷却至室温，开启排气系统，使双阳极计数管的真空度小于等于2.6×10-2Pa时，给双阳极计数管内充入13000～36000Pa溴氖混合气体，备用；
c、取步骤b制备得到的双阳极计数管，用煤氧火焰封离左密封材料（2）；
d、取步骤c制备得到的双阳极计数管放入钴60放射源源室5R/h处，然后加500~550V电压老化10~12h，即得。
以上所述的新型双阳极计数管的制备方法，所述的左密封材料（2）和右密封材料（3）为钼组玻璃制成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种新型双阳极计数管，其特征在于：它包括阴极（1）、分别封接在阴极（1）两端的左密封材料（2）和右密封材料（3）、阳极（4）和填充在阴极（1）内腔的工作气体（5），所述的阳极（4）为两根，其中一端安装在阴极（1）内腔内，另外一端穿过阴极（1）一端的右密封材料（3），并于右密封材料（3）相封接。
2.根据权利要求1所述的新型双阳极计数管，其特征在于：所述的阴极（1）由膨胀合金材料制成的两端未封口的椭圆柱型腔体。
3.根据权利要求1所述的新型双阳极计数管，其特征在于：所述的阳极（4）为直径0.5～2mm的膨胀合金丝。
4.根据权利要求1所述的新型双阳极计数管，其特征在于：所述的左密封材料（2）和右密封材料（3）为钼组玻璃制成。
5.根据权利要求1至4任一项所述的新型双阳极计数管，其特征在于：所述的工作气体（5）为溴氖混合气体。
6.一种制备权利要求5所述的新型双阳极计数管的方法，其特征在于包括以下步骤：
a、首先取圆柱型钢筒加工成椭圆柱型阴极（1），清洗阴极（1），备用；用左密封材料（2）烧接在阴极（1）左端，左密封材料（2）未封口，用右密封材料（3）封接在阴极（1）右端，然后将两根阳极（2）的一端安装在阴极（1）内腔内，阳极（2）另外一端穿出阴极（1）内腔并用右密封材料（3）封接，备用；
b、取步骤a制备得到的新型双阳极计数管，将左密封材料（2）开口连接在烘箱的排气系统上，开启排气系统，关闭烘箱升温到350～450℃，保温，当新型双阳极计数管的真空度小于等于9×10-2Pa时，开始降温，当温度降至200～220℃时，给双阳极计数管充入3000～10000Pa氯气，然后温度升至230～250℃，保持2h；开启排气系统抽走双阳极计数管内的氯气，降温至室温；当双阳极计数管内真空度小于等于9×10-2Pa时，充入12000～34000Pa溴气，进行火花放电，放电结束后抽走双阳极计数管内的溴气；烘箱升温到120～150℃，再充入3000～10000Pa溴，保持30s后，降温让其自然冷却至室温，开启排气系统，使双阳极计数管的真空度小于等于2.6×10-2Pa时，给双阳极计数管内充入13000～36000Pa溴氖混合气体，备用；
c、取步骤b制备得到的双阳极计数管，用煤氧火焰封离左密封材料（2）；
d、取步骤c制备得到的双阳极计数管放入钴60放射源源室5R/h处，然后加500~550V电压老化10~12h，即得。
7.根据权利要求6所述的新型双阳极计数管的制备方法，其特征在于，步骤d中双阳极计数管放入钴60放射源源室5R/h处，然后加500V电压老化12h。
8.根据权利要求6所述的新型双阳极计数管的制备方法，其特征在于，所述的左密封材料（2）和右密封材料（3）为钼组玻璃制成。
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