CN108897056A - 一种伽马放射性物质安检门 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种伽马放射性安检门，包括门式框架，门式框架中的第一立柱和第二立柱相对的两个侧面为入射面板；伽马探测器的塑料闪烁体呈梯形形状，光电倍增管安装在塑料闪烁体的短边一侧；第一立柱内的两个伽马探测器，其中一个安装在第一立柱内的上半部，另外一个安装在第一立柱内的下半部，位于上半部的伽马探测器的塑料闪烁体的长边紧贴第一立柱的顶部，位于下半部的伽马探测器的塑料闪烁体的长边紧贴第一立柱的底部，两个伽马探测器的光电倍增管均朝向第一立柱的几何中心；第二立柱内的两个伽马探测器和第一立柱采用相同安装方式。本发明在不降低总有效信号的基础上，可以保证满足有效探测区的探测灵敏度和灵敏度一致性要求，并且提高探测效率。
Description
技术领域
本发明涉及安检技术领域，具体涉及一种伽马放射性物质安检门。
背景技术
放射性物质对人体和动物的危害众所周知，为了公共安全，在港口、边境、机场、火车站、核电站等场所的出入口会安装放射性物质监测设备，对行人、行李等进行检测，以阻止放射性物质非法转移。
伽马射线是放射性物质发射的放射性射线之一，常见的放射源中伽马放射源居多，很多中子放射源也会伴随发射伽马射线，所以通过探测伽马射线可以监测绝大多数放射性物质。塑料闪烁体因其价格便宜、体积大，可探测射线的能量范围宽，对伽马射线的探测灵敏度比较高，所以被广泛用于监测伽马放射性物质。
但塑料闪烁体的结构排布和晶体加工形状很重要，会影响整个有效探测区的探测灵敏度和灵敏度一致性，不合理的排布还会增加系统的成本和结构复杂度。
此外，塑料闪烁体的探测效率不仅受塑料闪烁体本身的体积影响，还受包装材料的成分影响。最初安检门多采用铝合金或不锈钢板等金属板作为安检门的入射面板，这种高原子序数高密度材料会降低塑料闪烁体的探测效率。而目前多采用聚乙烯板，很大程度上改善了这一问题，但是聚乙烯板容易变形，不仅在常温下使用时间久会老化变形，高温潮热环境中更容易变形，所以采用该材料做盖板的设备无法通过高温潮热测试。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种伽马放射性物质安检门，在不降低总有效信号的基础上，可以保证满足有效探测区的探测灵敏度和灵敏度一致性要求，并且提高探测效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种伽马放射性安检门，包括门式框架，所述门式框架包括第一立柱、第二立柱和横梁，所述横梁的两端分别连接所述第一立柱和第二立柱；所述第一立柱和第二立柱相对的两个侧面为入射面板；所述第一立柱和第二立柱的内部分别安装有伽马探测器，所述伽马探测器主要由塑料闪烁体和光电倍增管组成；所述塑料闪烁体呈梯形形状，光电倍增管安装在塑料闪烁体的短边一侧；所述第一立柱和第二立柱内部分别安装有两个伽马探测器；所述第一立柱内的两个伽马探测器，其中一个安装在第一立柱内的上半部，另外一个安装在第一立柱内的下半部，位于上半部的伽马探测器的塑料闪烁体的长边紧贴第一立柱的顶部，位于下半部的伽马探测器的塑料闪烁体的长边紧贴第一立柱的底部，两个伽马探测器的光电倍增管均朝向第一立柱的几何中心；所述第二立柱内的两个伽马探测器，其中一个安装在第二立柱内的上半部，另外一个安装在第二立柱内的下半部，位于上半部的伽马探测器的塑料闪烁体的长边紧贴第二立柱的顶部，位于下半部的伽马探测器的塑料闪烁体的长边紧贴第二立柱的底部，两个伽马探测器的光电倍增管均朝向第二立柱的几何中心。
进一步地，第一立柱、第二立柱和横梁均为内部中空且相互连通，所述横梁内设置有控制板和电源，所述电源、伽马探测器均电性连接于所述控制板。
进一步地，所述入射面板采用碳纤维板。
更进一步地，入射面板的厚度为2mm-5mm。
再进一步地，入射面板的厚度为3mm。
本发明的有益效果在于：
1、本发明中，门式框架的第一立柱和第二立柱的上部分和下部分空间均填充探测晶体，中间部分无探测晶体且安装光电倍增管。这种结构是保证系统灵敏度一致性小于30％的关键因素之一。
2、塑料闪烁体采用梯形结构设计，可以增大伽马放射性安检门顶部和底部的探测计数，同时增大系统总探测效率。这种梯形结构是保证系统灵敏度一致性小于30％的关键因素之二。
3、入射面板采用碳纤维板，可以有效解决聚乙烯板变形问题和铝合金板或钢板降低系统总探测效率的问题。
本发明提供了既可使伽马放射性安检门灵敏度一致性小于30％，又不降低伽马放射性安检门总探测效率的有效解决方案。
附图说明
图1为本发明实施例的外部结构示意图；
图2为本发明实施例的右侧视角示意图(含第一立柱和横梁的内部示意图)
图3为本发明实施例的伽马探测器结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，以下实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
一种伽马放射性安检门，如图1-3所示，包括门式框架1，所述门式框架1包括第一立柱2、第二立柱3和横梁4，所述横梁4的两端分别连接所述第一立柱2和第二立柱3；所述第一立柱2和第二立柱3相对的两个侧面为入射面板5；所述第一立柱2和第二立柱3的内部分别安装有伽马探测器6，所述伽马探测器6主要由塑料闪烁体9和光电倍增管10组成；所述塑料闪烁体9呈梯形形状，光电倍增管10安装在塑料闪烁体9的短边一侧；所述第一立柱2和第二立柱3内部均安装有两个伽马探测器6；所述第一立柱2内的两个伽马探测器6，其中一个安装在第一立柱2内的上半部，另外一个安装在第一立柱2内的下半部，位于上半部的伽马探测器6的塑料闪烁体9长边紧贴第一立柱的顶部，位于下半部的伽马探测器6的塑料闪烁体9的长边紧贴第一立柱的底部，两个伽马探测器6的光电倍增管10均朝向第一立柱2的几何中心；所述第二立柱3内的两个伽马探测器6，其中一个安装在第二立柱3内的上半部，另外一个安装在第二立柱3内的下半部，位于上半部的伽马探测器6的塑料闪烁体9长边紧贴第二立柱3的顶部，位于下半部的伽马探测器6的塑料闪烁体9的长边紧贴第二立柱3的底部，两个伽马探测器6的光电倍增管10均朝向第二立柱3的几何中心。
在本实施例中，第一立柱2、第二立柱3和横梁4均为内部中空且相互连通，所述横梁4内设置有控制板7和电源8，所述电源8、伽马探测器6均电性连接于所述控制板7。
进一步地，所述入射面板5采用碳纤维板。
更进一步地，入射面板5的厚度为2mm-5mm(根据设备大小确定)。在本实施例中，入射面板5的厚度为3mm。
以下结合数据对本实施例的伽马放射性物质安检门的性能作进一步的说明。
伽马射线在穿过物质时，其强度会减弱，所以入射面板5的材料会影响塑料闪烁体8的探测效率。现有安检门多采用铝合金板、不锈钢板或聚乙烯板，铝合金板和不锈钢板对伽马射线的衰减比聚乙烯板大，但不易变形，聚乙烯板因材料本身特点，常温下长时间使用会变形，在高温潮热环境中短时间内就会弯曲。本实施例采用碳纤维板5作为入射面板，其对伽马射线的衰减比铝合金板和不锈钢板小，在高温潮热环境中又不容易变形，材料还可以做得比较薄，具有突出的优势。表1是采用蒙特卡罗方法计算的几种材料对662keV伽马射线的衰减情况和半吸收厚度：
表1
从表1可以看出，对于同样体积的塑料闪烁体，采用3mm碳纤维板的探测效率比采用5mm聚乙烯板高0.4％，比采用5mm铝合金板高5.2％，比采用3mm不锈钢板高11％，且3mm碳纤维板在高温潮热环境下不易变形。
灵敏度一致性是指在探测区域内，距安检门探测面一定距离，垂直地面方向的伽马探测灵敏度的相对变化程度，此变化程度是指各点源计数率相对于其平均值的最大变化，用百分比表示。
本实施例中，伽马探测器6的排列方式如图2所示，塑料闪烁体9长边一侧紧贴立柱顶部或底部，短边一侧朝向立柱几何中心，立柱中间位置保持无探测晶体排布，安装光电倍增管。据GB/T 24246-2009标准，系统灵敏度一致性的计算方式是：
在安检门中心线上取如图2所示的9个点A1-A4、O、B1-B4(间隔25cm)，同一放射源分别放在九个点上，测试各点的总净计数Mi，计算九个点总净计数平均值每个点的灵敏度一致性为：
九个点中灵敏度一致性最大值代表系统的灵敏度一致性。
本实施例采用如图2所示的伽马探测器排布方式和图3所示的塑料闪烁体9结构，可以使系统灵敏度一致性远小于30％，同时塑料闪烁体9梯形结构设计，不仅可提高安检门顶部A1处和底部B1处的探测计数，也增大了安检门总探测效率。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种伽马放射性安检门，包括门式框架，所述门式框架包括第一立柱、第二立柱和横梁，所述横梁的两端分别连接所述第一立柱和第二立柱；所述第一立柱和第二立柱相对的两个侧面为入射面板；所述第一立柱和第二立柱的内部分别安装有伽马探测器，所述伽马探测器主要由塑料闪烁体和光电倍增管组成；其特征在于，所述塑料闪烁体呈梯形形状，光电倍增管安装在塑料闪烁体的短边一侧；所述第一立柱和第二立柱内部分别安装有两个伽马探测器；所述第一立柱内的两个伽马探测器，其中一个安装在第一立柱内的上半部，另外一个安装在第一立柱内的下半部，位于上半部的伽马探测器的塑料闪烁体的长边紧贴第一立柱的顶部，位于下半部的伽马探测器的塑料闪烁体的长边紧贴第一立柱的底部，两个伽马探测器的光电倍增管均朝向第一立柱的几何中心；所述第二立柱内的两个伽马探测器，其中一个安装在第二立柱内的上半部，另外一个安装在第二立柱内的下半部，位于上半部的伽马探测器的塑料闪烁体的长边紧贴第二立柱的顶部，位于下半部的伽马探测器的塑料闪烁体的长边紧贴第二立柱的底部，两个伽马探测器的光电倍增管均朝向第二立柱的几何中心。
2.根据权利要求1所述的伽马放射性安检门，其特征在于，第一立柱、第二立柱和横梁均为内部中空且相互连通，所述横梁内设置有控制板和电源，所述电源、伽马探测器均电性连接于所述控制板。
3.根据权利要求1所述的伽马放射性安检门，其特征在于，所述入射面板采用碳纤维板。
4.根据权利要求3所述的伽马放射性安检门，其特征在于，入射面板的厚度为2mm-5mm。
5.根据权利要求4所述的伽马放射性安检门，其特征在于，入射面板的厚度为3mm。
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