CN105549063A - 一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法 - Google Patents
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Abstract
一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法，属于放射性监测技术领域。为了解决现有的塑料闪烁体探测器采集效率低的问题。将辐射源固定在与筒形壳体的两端距离相等的位置，且使辐射源发出γ射线，使塑料闪烁体内分子电离和激发，产生荧光，荧光打到光电倍增管上形成光电子，通过分压电路使电子在光电倍增管内倍增后，在光电倍增管的阳极回路中形成脉冲信号，经放大器对该脉冲信号整形放大处理，单道分析器对接收的脉冲信号进行阈值甄别，并将甄别结果通过航空插座送至数据处理装置进行处理，完成对辐射源发出的γ射线的探测。该方法用于对放射性物质进行监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于放射性监测的探测器，属于放射性监测技术领域。
背景技术
塑料闪烁体是有机闪烁物质在塑料中的固容体，一般由基质闪烁物质及移波剂组成。基质材料多是聚苯乙烯等闪烁物质，移波剂的作用是把闪烁光有效的快速传输及延长。塑料闪烁体不是晶体，只是有机闪烁体，可用于快中子、质子、宇宙射线几裂变碎片等的探测。它容易制备大体积的透明体，且容易加工成各种形状，并具有不潮解、耐辐照、闪烁衰减时间短、价格低的优点。在环境辐射监测中常使用大面积塑料闪烁体探测器，作为大区域辐射监测、航测和通道式探测系统的主探测元件。但是，塑料闪烁体的能量分辨率差，其能谱中的细节均被康普顿散射淹没，因此一般只作强度测量用，不能区分本底和人工放射性。
在实际应用过程中,当塑料闪烁体较长时，在离光收集点较远的入射粒子所产生的光子到达光收集点的光程较长，光信号的衰减很严重，引起光收集效率降低，从而导致探测效率降低，因此如何提高大面积塑料闪烁体探测器的γ射线探测效率是一个有待解决的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有的塑料闪烁体探测器采集效率低的问题，本发明提供了一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法。
一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法，所述的塑料闪烁体探测器包括筒形壳体、两个光电探测单元、塑料闪烁体和数据处理装置；
所述光电探测单元包括壳体盖套、铝座、航空插座、多根弹簧、多个螺栓、分压射随板和光电倍增管；
所述的铝座、航空插座、弹簧、螺栓、分压射随板和光电倍增管位于筒形壳体内，
壳体盖套与筒形壳体的一端固定连接，所述壳体盖套中心设置有通孔，
铝座的一侧紧壳体盖套，航空插座穿过壳体盖套的通孔后，与铝座固定连接，铝座的另一侧固定有多个螺栓，每个螺栓上均套有一根弹簧，分压射随板上设置有多个定位孔，每个定位孔与一个螺栓相对应，并且螺栓的末端插入对应的定位孔内，使得每根弹簧的两端分别压在分压射随板和铝座上，所述的光电倍增管的管座焊接在分压射随板上，光电倍增管的感应端与塑料闪烁体的一端紧密接触，分压射随板的数据信号输出端通过导线2-6与航空插座连接，
所述的两个光电探测单元在筒形壳体的两端径向对称，塑料闪烁体位于筒形壳体内，
分压射随板包括分压电路、放大器和单道分析器；分压电路的电压信号输出端与光电倍增管的管座连接，光电倍增管的脉冲信号输出端与放大器的脉冲信号输入端连接，放大器的数据信号输出端与单道分析器的数据信号输入端连接，单道分析器的数据信号输出端与航空插座的信号输入端连接，航空插座的数据信号输出端与数据处理装置的数据信号输入端连接；
该方法包括如下步骤：
将辐射源固定在与筒形壳体的两端距离相等的位置，且使辐射源发出γ射线，使塑料闪烁体内分子电离和激发，产生荧光，荧光打到光电倍增管上形成光电子，通过分压电路使电子在光电倍增管内倍增后，在光电倍增管的阳极回路中形成脉冲信号，经放大器对该脉冲信号整形放大处理，单道分析器对接收的脉冲信号进行阈值甄别，并将甄别结果通过航空插座送至数据处理装置进行处理，完成对辐射源发出的γ射线的探测。
所述的数据处理装置包括符合计数器、加和计数器和数据处理器；
符合计数器的两个数据信号输入端均通过航空插座与单道分析器的数据信号输出端连接，符合计数器的数据信号输出端与数据处理器第一数据信号输入端连接，
加和计数器的两个数据信号输入端均通过航空插座与单道分析器的数据信号输出端连接，加和计数器的数据信号输出端与数据处理器第二数据信号输入端连接。
所述的数据处理装置对接收的信号进行处理的具体过程为：
符合计数器，用于接收两个航空插座输出的数据信号，对接收的两个数据信号进行匹配，将匹配成功的数据信号送至数据处理器，
加和计数器，用于接收两个航空插座输出的数据信号，对接收的两个数据信号进行加和，并将加和的结果送至数据处理器，
数据处理器将接收的加和结果作为被减数与匹配成功的数据作差，再将该差值结果除以2，最终获得探测结果。
所述的筒形壳体为铸铝外壳。
所述的筒形壳体两个端部的外侧壁均设有环形凹槽。
本发明通过塑料闪烁体探测器测量辐射源所释放出的辐射射线能量，并根据其能量变化特征获得辐射源所含有射线能量大小，最后将测量的参数与标定参数作比较，从而确定测量过程是否达到标准。采用双路探测的形式进行的研究，测量两路符合计数，用两路加和计数结果减去符合计数结果后，再除以2，获得最终的探测结果。
本发明所述的一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法适用于对含放射性核素的介质进行实时监测，并可应用于物位检测。
本发明带来的有益效果是，
1.在壳体外部两端各有一个环形凹槽，用于固定本发明所述的一种塑料闪烁体探测器。
2.将光电倍增管的管座与分压电路焊接在一个线路板上，减少中间环节，避免了干扰，提高稳定性。
3.在线路板与固定铝座之间加入弹簧线圈，增加了光电倍增管与探头连接座之间的紧密性。
4.在分压线路中采用电阻、电容、晶体管等元器件共同完成，同等计数情况下减少了探测器的功耗。
5.探测器高压、电源、信号分离式接线，使用航空插座连接，可减少在应用过程中的干扰问题。
6.通过两路数据进行信号采集，可保证辐射源发出的射线在塑料闪烁体内处于较长时间时，降低光信号的衰减情况，在离光收集点较远的入射粒子所产生的光子得到收集，提高光收集效率，且光的采集效率和测量精度均提高了5％以上。
附图说明
图1为本发明所述的一种塑料闪烁体探测器的结构示意图。
图2为具体实施方式一中所述的光电探测单元的局部放大图。
图3为分压射随板和数据处理装置的电路连接关系图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法，所述的塑料闪烁体探测器包括筒形壳体1、两个光电探测单元2、塑料闪烁体3和数据处理装置4；
所述光电探测单元2包括壳体盖套2-1、铝座2-2、航空插座2-3、多根弹簧2-4、多个螺栓2-5、分压射随板2-8和光电倍增管2-9；
所述的铝座2-2、航空插座2-3、弹簧2-4、螺栓2-5、分压射随板2-8和光电倍增管2-9位于筒形壳体1内，
壳体盖套2-1与筒形壳体1的一端固定连接，所述壳体盖套2-1中心设置有通孔，
铝座2-2的一侧紧壳体盖套2-1，航空插座2-3穿过壳体盖套2-1的通孔后，与铝座2-2固定连接，铝座2-2的另一侧固定有多个螺栓2-5，每个螺栓2-5上均套有一根弹簧2-4，分压射随板2-8上设置有多个定位孔，每个定位孔与一个螺栓2-5相对应，并且螺栓2-5的末端插入对应的定位孔内，使得每根弹簧2-4的两端分别压在分压射随板2-8和铝座2-2上，所述的光电倍增管2-9的管座焊接在分压射随板2-8上，光电倍增管2-9的感应端与塑料闪烁体3的一端紧密接触，分压射随板2-8的数据信号输出端通过导线2-6与航空插座2-3连接，
所述的两个光电探测单元2在筒形壳体1的两端径向对称，塑料闪烁体3位于筒形壳体1内，
分压射随板2-8包括分压电路2-8-1、放大器2-8-2和单道分析器2-8-3；分压电路2-8-1的电压信号输出端与光电倍增管2-9的管座连接，光电倍增管2-9的脉冲信号输出端与放大器2-8-2的脉冲信号输入端连接，放大器2-8-2的数据信号输出端与单道分析器2-8-3的数据信号输入端连接，单道分析器2-8-3的数据信号输出端与航空插座2-3的信号输入端连接，航空插座2-3的数据信号输出端与数据处理装置4的数据信号输入端连接；
该方法包括如下步骤：
将辐射源固定在与筒形壳体1的两端距离相等的位置，且使辐射源发出γ射线，使塑料闪烁体3内分子电离和激发，产生荧光，荧光打到光电倍增管2-9上形成光电子，通过分压电路2-8-1使电子在光电倍增管内倍增后，在光电倍增管2-9的阳极回路中形成脉冲信号，经放大器2-8-2对该脉冲信号整形放大处理，单道分析器2-8-3对接收的脉冲信号进行阈值甄别，并将甄别结果通过航空插座2-3送至数据处理装置4进行处理，完成对辐射源发出的γ射线的探测。
本实施方式，分压电路2-8-1可采用电阻、电容、晶体管等元器件共同完成，分压电路2-8-1通过现有的技术即可实现，分压电路2-8-1为光电倍增管提供所需的高压，分压射随板2-8为脉冲信号提供传输能力。
一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法，通过塑料闪烁体探测器测量辐射源所释放出的辐射射线能量，并根据其能量变化特征获得辐射源所含有射线能量大小，最后将测量的参数与标定参数作比较，从而确定测量过程是否达到标准。
具体实施方式二：参见图2和图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法的区别在于，所述的数据处理装置4包括符合计数器4-1、加和计数器4-2和数据处理器4-3；
符合计数器4-1的两个数据信号输入端均通过航空插座2-3与单道分析器2-8-3的数据信号输出端连接，符合计数器4-1的数据信号输出端与数据处理器4-3第一数据信号输入端连接，
加和计数器4-2的两个数据信号输入端均通过航空插座2-3与单道分析器2-8-3的数据信号输出端连接，加和计数器4-2的数据信号输出端与数据处理器4-3第二数据信号输入端连接。
具体实施方式三：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法的区别在于，所述的数据处理装置4对接收的信号进行处理的具体过程为：
符合计数器4-1，用于接收两个航空插座2-3输出的数据信号，对接收的两个数据信号进行匹配，将匹配成功的数据信号送至数据处理器4-3，
加和计数器4-2，用于接收两个航空插座2-3输出的数据信号，对接收的两个数据信号进行加和，并将加和的结果送至数据处理器4-3，
数据处理器4-3将接收的加和结果作为被减数与匹配成功的数据作差，再将该差值结果除以2，最终获得探测结果。
具体实施方式四：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法的区别在于，所述的筒形壳体1为铸铝外壳。
具体实施方式五：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法的区别在于，所述的筒形壳体1两个端部的外侧壁均设有环形凹槽2-7。
Claims (5)
1.一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法，所述的塑料闪烁体探测器包括筒形壳体(1)、两个光电探测单元(2)、塑料闪烁体(3)和数据处理装置(4)；
所述光电探测单元(2)包括壳体盖套(2-1)、铝座(2-2)、航空插座(2-3)、多根弹簧(2-4)、多个螺栓(2-5)、分压射随板(2-8)和光电倍增管(2-9)；
所述的铝座(2-2)、航空插座(2-3)、弹簧(2-4)、螺栓(2-5)、分压射随板(2-8)和光电倍增管(2-9)位于筒形壳体(1)内，
壳体盖套(2-1)与筒形壳体(1)的一端固定连接，所述壳体盖套(2-1)中心设置有通孔，
铝座(2-2)的一侧紧壳体盖套(2-1)，航空插座(2-3)穿过壳体盖套(2-1)的通孔后，与铝座(2-2)固定连接，铝座(2-2)的另一侧固定有多个螺栓(2-5)，每个螺栓(2-5)上均套有一根弹簧(2-4)，分压射随板(2-8)上设置有多个定位孔，每个定位孔与一个螺栓(2-5)相对应，并且螺栓(2-5)的末端插入对应的定位孔内，使得每根弹簧(2-4)的两端分别压在分压射随板(2-8)和铝座(2-2)上，所述的光电倍增管(2-9)的管座焊接在分压射随板(2-8)上，光电倍增管(2-9)的感应端与塑料闪烁体(3)的一端紧密接触，分压射随板(2-8)的数据信号输出端通过导线(2-6)与航空插座(2-3)连接，
所述的两个光电探测单元(2)在筒形壳体(1)的两端径向对称，塑料闪烁体(3)位于筒形壳体(1)内，
分压射随板(2-8)包括分压电路(2-8-1)、放大器(2-8-2)和单道分析器(2-8-3)；分压电路(2-8-1)的电压信号输出端与光电倍增管(2-9)的管座连接，光电倍增管(2-9)的脉冲信号输出端与放大器(2-8-2)的脉冲信号输入端连接，放大器(2-8-2)的数据信号输出端与单道分析器(2-8-3)的数据信号输入端连接，单道分析器(2-8-3)的数据信号输出端与航空插座(2-3)的信号输入端连接，航空插座(2-3)的数据信号输出端与数据处理装置(4)的数据信号输入端连接；
其特征在于，该方法包括如下步骤：
将辐射源固定在与筒形壳体(1)的两端距离相等的位置，且使辐射源发出γ射线，使塑料闪烁体(3)内分子电离和激发，产生荧光，荧光打到光电倍增管(2-9)上形成光电子，通过分压电路(2-8-1)使电子在光电倍增管内倍增后，在光电倍增管(2-9)的阳极回路中形成脉冲信号，经放大器(2-8-2)对该脉冲信号整形放大处理，单道分析器(2-8-3)对接收的脉冲信号进行阈值甄别，并将甄别结果通过航空插座(2-3)送至数据处理装置(4)进行处理，完成对辐射源发出的γ射线的探测。
2.根据权利要求1所述的一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法，其特征在于，所述的数据处理装置(4)包括符合计数器(4-1)、加和计数器(4-2)和数据处理器(4-3)；
符合计数器(4-1)的两个数据信号输入端均通过航空插座(2-3)与单道分析器(2-8-3)的数据信号输出端连接，符合计数器(4-1)的数据信号输出端与数据处理器(4-3)第一数据信号输入端连接，
加和计数器(4-2)的两个数据信号输入端均通过航空插座(2-3)与单道分析器(2-8-3)的数据信号输出端连接，加和计数器(4-2)的数据信号输出端与数据处理器(4-3)第二数据信号输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法，其特征在于，所述的数据处理装置(4)对接收的信号进行处理的具体过程为：
符合计数器(4-1)，用于接收两个航空插座(2-3)输出的数据信号，对接收的两个数据信号进行匹配，将匹配成功的数据信号送至数据处理器(4-3)，
加和计数器(4-2)，用于接收两个航空插座(2-3)输出的数据信号，对接收的两个数据信号进行加和，并将加和的结果送至数据处理器(4-3)，
数据处理器(4-3)将接收的加和结果作为被减数与匹配成功的数据作差，再将该差值结果除以2，最终获得探测结果。
4.根据权利要求1或2所述的一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法，其特征在于，所述的筒形壳体(1)为铸铝外壳。
5.根据权利要求1或2所述的一种采用塑料闪烁体探测器实现的探测方法，其特征在于，所述的筒形壳体(1)两个端部的外侧壁均设有环形凹槽(2-7)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160504 |