CN103364821A

CN103364821A - 一种动态探测放射源的方法及监测系统

Info

Publication number: CN103364821A
Application number: CN2012100878727A
Authority: CN
Inventors: 王凯亮; 叶天强; 肖国荣
Original assignee: RADPAC (HANGZHOU) CO Ltd
Current assignee: RADPAC (HANGZHOU) CO Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-23

Abstract

本发明涉及一种动态探测放射源的方法及监测系统，该方法用于动态计算核辐射脉冲信号平均间隔时间及比较判断，该方法包含步骤：接收辐射脉冲信号；连续同步计算本底辐射脉冲的平均间隔时间tr和监测辐射脉冲的平均间隔时间ts；计算比较值B，

，当B>A时，输出有除天然辐射外的人工放射源的报警信息。应用一种动态探测放射源的方法的处理分析单元称为动态分析单元。一种动态探测放射源监测系统用于探测是否有除天然辐射外的人工放射源，所述监测系统包括辐射探测器、成形电路、峰值保持电路、A/D转换、数字甄别、报警装置以及m个动态分析单元，m为正整数。本发明所述的一种动态探测放射源的方法及监测系统，降低了探测下限，能够快速地探测出是否有除天然辐射外的人工放射源的存在，具有系统配置简单、高可靠性、高灵敏度、快速监测等特点。

Description

一种动态探测放射源的方法及监测系统

技术领域

本发明涉及放射源监测和搜寻应用中特别关心的，如何在有天然本底辐射存在的环境里，快速并可靠地探测到是否有除天然本底辐射外的微弱人工放射源的方法及系统。

背景技术

众所周知，自地球形成以来，就存在天然的本底辐射，放射性核素衰变是随机的，但有统计规律，服从正态分布。

放射性核素衰变产生的γ射线，与物质相互作用会产生三种效应，分别是光电效应、康普顿效应和电子对效应，作用的宏观结果就是我们俗称的屏蔽。

在探测和搜寻放射源的过程中，屏蔽肯定是有存在的，因屏蔽使得检测到的剂量率数值会有所降低，在车辆通道式放射性物质监测系统中，因车辆本身和所运载货物本身的屏蔽作用，使得剂量率数值会降低到没有车辆通过时的剂量率值的2/3，甚至只有1/2，加上辐射剂量率值本身是有统计涨落的，因此简单地应用剂量率值或脉冲计数法来判断是否有除天然辐射外的放射源存在，效果不好，难以探测到活度比较低的微弱放射源，普遍反映要么漏报警比例高，要么是误报警的比例高。

为此，业内提出的主要技术是通过应用能谱分析、天然本底扣除等方法，能谱分析需要足够长的数据采集时间，对应用于通过式的场所不是很理想。

如何能在复杂的工况下，提高探测下限，快速地探测出有除天然辐射外的微弱放射源，具有十分重要的价值，尤其是在我们国家，金属熔炼企业辐射事故时有发生的情况下，显得特别迫切。

发明内容

基于上述情况，本发明所要解决的技术问题是提供一种动态探测放射源的方法及监测系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种动态探测放射源的方法，所述的一种动态探测放射源的方法包含步骤：

接收辐射脉冲信号；

连续同步计算本底辐射脉冲的平均间隔时间tr和监测辐射脉冲的平均间隔时间ts；

计算比较值B，

Figure 2012100878727100002DEST_PATH_IMAGE001

，当B>A时，输出有除天然辐射外的人工放射源存在的报警信息, A为判断阈值。

所述的一种动态探测放射源的方法有三个工作参数，分别是：1、测量本底辐射的时间值Tr；2、当前辐射的监测脉冲数Ns；3、判断阈值A。

通过测量在时间Tr内的辐射脉冲数，得到在时间Tr内的本底辐射脉冲的平均间隔时间tr；通过测量Ns个当前辐射脉冲的时间，得到监测辐射脉冲的平均间隔时间ts，ts的计算是在每接收到n个辐射脉冲信号就进行的，n值为正整数。

应用所述的一种动态探测放射源的方法进行处理分析的单元，称为动态分析单元。

根据本发明的另一个方面，提供一种动态探测放射源的监测系统，所述的一种动态探测放射源的监测系统包括辐射探测器、成形电路、峰值保持电路、A/D转换、数字甄别、报警装置以及m个如上所述的动态分析单元,m为正整数。

所述数字甄别是根据A/D转换计算的数字结果，将辐射脉冲信号的峰值处于不同幅度区范围的脉冲信号提交给不同的动态分析单元。

所述的一种动态探测放射源的监测系统的工作过程为：探测器得到辐射脉冲信号，脉冲成形电路对信号进行成形处理，经成形处理的辐射脉冲信号通过峰值保持电路获取峰值信息，经A/D转换后通过数字甄别，将各脉冲信息提交给相应的各动态分析单元去参与计算分析，满足报警条件的，由动态分析单元输出报警信息给报警装置，报警装置发出报警信号。

本发明所述的的一种动态探测放射源的方法及监测系统，降低了探测下限，能够快速地探测出是否有除天然辐射外的微弱放射源的存在；具有系统配置简单、高可靠性、高灵敏度、快速监测等特点。

本发明所述的一种动态探测放射源的方法及监测系统适用于放射源搜寻、通过式放射性监测等场所应用。

附图说明

本发明上述的和其它特点将通过接下来对实施例的详细说明并结合附图，而变得更加明显和更容易理解，其中：

图1示出了一种动态探测放射源的方法流程图；

图2示出了根据本发明实施例的一种动态探测放射源监测系统框图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的说明性、非限制性实施例，对根据本发明的一种动态探测放射源的方法及监测系统作进一步的说明。

参见附图2，附图2示出了根据本发明实施例的一种动态探测放射源监测系统S200，一种动态探测放射源监测系统S200包括探测器S201、成形电路S202、峰值保持电路S203、A/D转换S204、数字甄别S205、m个动态分析单元S206及报警装置S207, m为正整数。

一种动态探测放射源监测系统S200的工作过程为：探测器S201得到辐射脉冲信号，脉冲成形电路S202对信号进行成形处理，经成形处理的信号通过峰值保持电路S203获取峰值信息，经A/D转换S204后通过数字甄别S205，将各脉冲信息提交给相应的各动态分析单元S206去计算分析，满足报警条件的，由动态分析单元S206输出报警信息给报警装置S207，报警装置S207发出报警信号。

动态分析单元S206的工作包含三个步骤：

S101接收辐射脉冲信号；

S102连续同步计算本底辐射脉冲的平均间隔时间tr和监测辐射脉冲的平均间隔时间ts ；

S103计算比较值B，

，当B>A时，S104输出有除天然辐射外的人工放射源存在的报警信息, A为判断阈值。

动态分析单元S206的三个工作参数，分别是：1、测量本底辐射水平的时间值Tr；2、当前辐射的监测脉冲数Ns；3、判断阈值A。

通过测量在时间Tr内的辐射脉冲数，得到在时间Tr内的本底辐射脉冲的平均间隔时间tr；通过测量Ns个当前辐射脉冲的时间，得到监测辐射脉冲的平均间隔时间ts。

为了实现快速动态探测的目的，ts是在每接收到n个辐射脉冲信号就进行计算得出的，n值为可以是1的正整数，。

各动态分析单元S206的三个工作参数设置：Tri、Nsi、Ai，i=1,2,…,m 可以互不相同。

设置多个动态分析单元S206，是考虑到大多数核辐射探测材料，如塑料闪烁体、无机闪烁体（NaI、CsI）、正比计数器等，对γ射线具有能量分辨特性，即检测到的辐射脉冲信号幅度与探测到的γ射线能量具有线性关系。本实施例探测器S201使用的是NaI辐射探测器。

通过数字甄别S205，将辐射脉冲信号的峰值处于不同幅度区范围的脉冲信号提交给不同的动态分析单元S206去参与计算，使得各动态分析单元S206对应于一个或多个常见的人工放射性核素，如第一个动态分析单元S206对应的能量区间为50KeV-80KeV，主要用于对241Am的探测。

各动态分析单元所对应的辐射脉冲信号的峰值幅度区之间可以有断隔，进一步提高了系统S200抗干扰的能力，如对于40K的γ射线能量1460KeV，没有动态分析单元S206包含对应，以去除天然40K γ射线对探测系统S200的干扰影响。

除天然以外的微量放射源出现后，尽管微量放射源贡献的脉冲数相对于本底辐射脉冲总数可能很有限，甚至只有本底辐射的几个百分点，容易被淹没在本底辐射的统计涨落中，难以判别，但对于经过分割后的各动态分析单元S206的计算结果来说，其B值有很大的提升，很容易超越一个比较高的判断阈值A而发出报警信息。

恰当地选择各动态分析单元S206的工作参数，在获得对所有除天然以外的人工放射源足够低的探测下限前提下，实现了监测系统S200快速实时探测的要求。

动态分析单元S206也可以是只有一个，那么数字甄别S205之后的辐射脉冲信号都参与到同一个动态分析单元S206里计算，这样的工作模式比较适合应用于屏蔽较小的场所和针对特定放射源的搜寻应用。

监测系统S200的优点有：

1、通过选择一个固定的合适的Ns值，降低监测系统的误报警率，解决了用一个固定的监测时间所带来的因采集的辐射脉冲数量变化不定，而导致误报警率难以控制在一个可接受水平以下的问题；

2、因不需要将系统的工作时段分为天然本底辐射数据采集时段和监测两时段，而取消了类似系统中通常会需要配备的占位检测设备；

3、因采用动态实时计算，动态探测放射源监测系统S200具有快速监测的特点；

4、通过数字甄别S205、多个动态分析单元S206又极大地降低了动态探测放射源监测系统S200的探测下限；

5、通过各动态分析单元S206工作参数的合理设置，动态探测放射源监测系统S200满足了各类监测场所的差异化监测要求。

应该注意的是用上述实施例对本发明进行说明，而不是对本发明进行限制，并且本领域的技术人员在不背离所附权利要求范围的情况下可设计出替换实施例。

Claims

1.一种动态探测放射源的方法及监测系统，其特征在于该方法包含步骤：

接收辐射脉冲信号；

计算比较值B，

，当B>A时，输出有除天然辐射外的人工放射源的报警信息, A为判断阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的方法有三个工作参数：1、测量本底辐射的时间值Tr；2、当前辐射的监测脉冲数Ns；3、判断阈值A。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的监测辐射脉冲的平均间隔时间ts计算是在每接收到n个辐射脉冲信号就进行的，n值是正整数。

4.一种动态探测放射源存在的方法及监测系统，其特征在于该监测系统包括：辐射探测器、成形电路、峰值保持电路、A/D转换、数字甄别、报警装置以及m个动态分析单元,m为正整数。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述的动态分析单元是应用了权利1所述的一种动态探测放射源的方法进行处理分析的单元。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述的数字甄别是根据对脉冲信号的峰值进行A/D转换计算的数字结果，将辐射脉冲信号的峰值处于不同幅度区范围的脉冲信号提交给不同的所述的动态分析单元。