CN109557574A - 大面积放射性平面源均匀性测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大面积放射性平面源均匀性测量装置，包括设置在屏蔽箱内的测量支架和探测器探头，探测器探头通过数据线与设在屏蔽箱外部的电子学系统连接，电子学系统连接用于数据处理的计算机，所述测量支架包括底座、垂直支撑杆、水平可调杆和连接头，制备好的大面积放射性平面源放置在所述底座上，垂直支撑杆的一端与底座固定连接，并通过连接头连接所述水平可调杆，水平可调杆能够沿垂直支撑杆上下移动，并能够沿水平方向步进式移动，所述探测器探头设置在水平可调杆上。该大面积放射性平面源均匀性测量装置使用方便，稳定可靠，测量精度高。

Description

大面积放射性平面源均匀性测量装置
技术领域
本发明属于放射源均匀性测量技术，具体涉及一种大面积放射性平面源均匀性测量装置。
背景技术
在科学研究、医疗卫生和工业生产等放射源应用领域，常需要放射源均匀性这一重要特性参量。放射源的均匀性，表征了放射源的一种质量特性。实际测量放射源均匀性，测量的是特定范围内由放射源发射的射线引起的效应。这种效应如果能用数字表示，就可用来表征放射源的均匀性。核探测技术中，用得最多的是用气体探测器、闪烁探测器、甚至是用热释光探测器等由射线引起的计数或对应的活度，获取数据时，保持放射源上各线元或面积元相同，对应于放射源的不同部位，由不同的计数或单位质量中所含的放射性活度，获知放射源均匀性的信息。
实际应用中，需要的基本上是放射源的线均匀性和面均匀性，或单位质量和单位面积上所含放射性活度的分布。实际做放射源均匀性测量时，获取测量数据的线元或面积元的几何尺寸、每点测量时间和测量距离等互有影响。对于大面积滤膜放射源均匀性的测量，为了保证整个放射源均匀性测量过程中测量响应相同，保持放射源上每个线元或面积元与探测器之间的相对距离相同是十分重要的，特别是在近距离测量时尤为如此。因为，如果测量距离小于2cm，那么，对于不同的测量点，测量距离即使只有0.1mm的差异，就有可能引起1％以上的测量误差，从而严重影响到放射源均匀性的准确测定。因此需要加工探测器固定装置，保证放射源与探测器之间的相对位置不变。
发明内容
本发明的目的在于针对大面积滤膜放射源均匀性测量中遇到的难题，提供一种大面积放射性平面源均匀性测量装置，以提高测量的精度和稳定性。
本发明的技术方案如下：一种大面积放射性平面源均匀性测量装置，包括设置在屏蔽箱内的测量支架和探测器探头，探测器探头通过数据线与设在屏蔽箱外部的电子学系统连接，电子学系统连接用于数据处理的计算机，所述测量支架包括底座、垂直支撑杆、水平可调杆和连接头，制备好的大面积放射性平面源放置在所述底座上，垂直支撑杆的一端与底座固定连接，并通过连接头连接所述水平可调杆，水平可调杆能够沿垂直支撑杆上下移动，并能够沿水平方向步进式移动，所述探测器探头设置在水平可调杆上。
进一步，如上所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其中，所述的探测器探头上套有限束圈，限束圈上开有使放射源的射线入射到探测器探头上的限束孔。
进一步，如上所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其中，探测器采用离子注入型探测器。
进一步，如上所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其中，所述屏蔽箱的框架板包括四层结构，从里到外的材料分别是聚氯乙烯、铅、聚氯乙烯、紫铜；屏蔽箱的外表面涂刷避光涂料。
进一步，如上所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其中，在所述屏蔽箱的一侧框架板上开设小孔，用于连接探测器探头与电子学系统的所述数据线从小孔穿出。
进一步，如上所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其中，在所述屏蔽箱的正面设有推拉门式通道，用于放置放射性平面源及对水平可调杆进行位置调节。
进一步，如上所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其中，所述电子学系统包括偏置电源、前置放大器、主放大器、定时单道分析器、计数器和NIM机箱。
进一步，如上所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其中，根据不同比活动的放射性平面源的测量，选用不同面积大小的探测器探头，对应不同面积大小的探测器探头选用不同内径大小的限束圈。
进一步，如上所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其中，所述测量支架的底座为有机玻璃材质，垂直支撑杆、水平可调杆和连接头均为聚四氟乙烯材质；所述限束圈的材质为聚四氟乙烯。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明所提供的大面积放射性平面源均匀性测量装置，整个装置的本底水平约为1.5CPS，在一个源均匀性的测量时间内，不稳定性约小于0.5％。
(2)已测量的放射源的活性平面尺寸为25cm×20cm，测量时滤膜源面向上，探头每测一个点，探头(套置限束圈)在平面源上移动一个限束孔直径距离，每个源共测100个点，均匀性测量结果满足F分布。
(3)本发明所提供的大面积放射性平面源均匀性测量装置能够满足当前工作需要，使用方便，稳定可靠，所得大面积放射性平面源均匀性测量结果与伽马谱仪法测量结果相符，并且具有更高的测量精确度，以及耗时短、效率高等特点。
附图说明
图1为本发明大面积放射性平面源均匀性测量装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明是针对大面积滤膜放射源均匀性测量所提供的测量装置，放射源均匀性测量基本上是测量放射源的线均匀性和面均匀性，或单位质量和单位面积上所含放射性活度的分布，本发明装置是用于面均匀性测量。
在用核探测技术的计数法做放射源均匀性测量时，通常的做法是在放射源一侧与探测器之间挡上一层足够厚的屏蔽层，屏蔽层的厚度至少能使引起探测器计数的放射源发出的主要射线强度减少到百分之二十以下。这一点，在做大面积放射源的均匀性测量时时十分重要的。本发明的放射性平面源均匀性测量装置是选用PIPS(离子注入型)探测器，其主要是针对α、β放射性的测量，因此在用单探头装置作步进式扫描测量时，选用限束圈(厚度大约为2mm，满足屏蔽层作用)套置于探头上，限束圈留一小孔(限束圈内孔)使放射源发出的射线直接入射到探测器上，在均匀性测量时，限束圈与探头紧贴放射性平面源表面，小孔就是获取放射源均匀性数据的面积元。
为了保证整个放射源均匀性测量过程中测量响应相同，保持放射源上每个线元或面积元与探测器之间的相对距离相同是十分重要的，特别是在近距离测量时尤为如此。因此需要加工探测器固定装置，保证放射源与探测器之间的相对位置不变。在扫面测量时，对应于放射源上所有获取数据点的线元或面积元不应重叠，其几何长度或几何面积的总和至少应占放射源活性区长度或活性区面积的50％以上，甚至80％以上。测量数据点的分布，应均匀或合理；测量数据点的总数，至少应大于所期望的放射源积分均匀性倒数。因此设计水平可调杆，通过手动等距调节水平可调杆的长度，保证测量数据点的分布均匀合理。
本实施例提供的大面积放射性平面源均匀性测量装置的结构主要分为三个部分：测量支架、PIPS(离子注入型)探测器、屏蔽箱。探测器探头部位与测量支架置于屏蔽箱内。
测量支架由底座7、垂直支撑杆4、水平可调杆5、连接头6组成。其中底座7采用有机玻璃材质，用于放置制备好的大面积放射性平面源。垂直支撑杆4采用聚四氟乙烯材质，用于支撑水平可调杆5，通过连接头6连接保证水平可调杆5能够上下移动，从而保证水平可调杆5与底座7之间的距离可调。水平可调杆5也采用聚四氟乙烯材质，通过连接头与垂直支撑杆连接，另一端为环形固定圈，用于固定PIPS探测器探头部位。连接头6也采用聚四氟乙烯材质，用于连接垂直支撑杆4和水平可调杆5。测量支架整体都采用非金属材质。
针对探测放射性物质发射的射线，通过将离子注入型探测器与金硅面垒探测器进行比较，发现离子注入型探测器与金硅面垒探测器同样具有很好的结特性，但环境对离子注入型探测器的影响较小且位置灵敏度高，因此选取PIPS(离子注入型)探测器用于均匀性测量。PIPS(离子注入型)探测器测量装置由探测器探头8、电子学系统10、具有数据获取软件的计算机等组成，电子学系统是由偏置电源、前置放大器、主放大器、定时单道分析器、计数器和NIM机箱组成的。针对在均匀性测量时，探头与平面源表面距离保持一定，探测器探头由测量支架固定；通过调节测量支架，保证在对大面积放射性平面源进行均匀性测量时，探测器探头与大面积放射性平面源表面距离能够保持一定，同时也能够通过调节水平可调杆使探测器探头采取步进式扫描方式进行均匀性测量。探头处固定一限束圈9，该限束圈材质选用聚四氟乙烯。具体做法是将探测器固定，手动移动水平可调杆，进行全范围密点测量，以测量结果的相对标准偏差作为该源的不均匀度，并判断所研制的标准源是否达到预定技术指标。
针对PIPS探头对光敏感，因此加工一屏蔽箱，屏蔽箱1其框架板由四层组成，由里往外的材料分别是：聚氯乙烯、铅、聚氯乙烯、紫铜。用于屏蔽外界的光、电磁辐射及电离辐射干扰。外表面涂刷避光涂料。屏蔽箱1右侧开一小孔11，用于数据线3的通过，该数据线用于连接探测器探头与电子学系统。屏蔽箱正面设置为推拉门式通道2，用于实验操作时放置平面源及手动步进式移动探头对平面源进行不同部位的放射性测量。
在对大面积放射性平面源进行均匀性测量时，大面积放射性平面源放于有机玻璃支架的面板上，限束圈套置在探测器探头上，调节水平可调杆与大面积放射性平面源表面的距离，使探测器能够探测到放射性平面源上放射性物质所发射的射线，产生的脉冲信号由前置放大器放大后输出到后端电子学系统进行处理。为适应不同实验要求(不同比活度的放射性平面源选用不同面积大小的探测器探头，对应不同的探测器探头选用不同内径大小的限束圈)，备有不同内径大小的限束圈(居中开一个限束孔)，使用时，可按需要选择带有合适孔束的限束圈，并将其套置于探测器探头上。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种大面积放射性平面源均匀性测量装置，其特征在于：包括设置在屏蔽箱(1)内的测量支架和探测器探头(8)，探测器探头(8)通过数据线(3)与设在屏蔽箱外部的电子学系统(10)连接，电子学系统连接用于数据处理的计算机，所述测量支架包括底座(7)、垂直支撑杆(4)、水平可调杆(5)和连接头(6)，制备好的大面积放射性平面源放置在所述底座(7)上，垂直支撑杆(4)的一端与底座(7)固定连接，并通过连接头(6)连接所述水平可调杆(5)，水平可调杆(5)能够沿垂直支撑杆(4)上下移动，并能够沿水平方向步进式移动，所述探测器探头(8)设置在水平可调杆(5)上。
2.如权利要求1所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其特征在于：所述的探测器探头(8)上套有限束圈(9)，限束圈(9)上开有使放射源的射线入射到探测器探头上的限束孔。
3.如权利要求1所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其特征在于：探测器采用离子注入型探测器。
4.如权利要求3所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其特征在于：所述屏蔽箱(1)的框架板包括四层结构，从里到外的材料分别是聚氯乙烯、铅、聚氯乙烯、紫铜；屏蔽箱(1)的外表面涂刷避光涂料。
5.如权利要求1所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其特征在于：在所述屏蔽箱(1)的一侧框架板上开设小孔，用于连接探测器探头与电子学系统的所述数据线(3)从小孔穿出。
6.如权利要求1所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其特征在于：在所述屏蔽箱(1)的正面设有推拉门式通道(2)，用于放置放射性平面源及对水平可调杆进行位置调节。
7.如权利要求1所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其特征在于：所述电子学系统包括偏置电源、前置放大器、主放大器、定时单道分析器、计数器和NIM机箱。
8.如权利要求2所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其特征在于：根据不同比活动的放射性平面源的测量，选用不同面积大小的探测器探头，对应不同面积大小的探测器探头选用不同内径大小的限束圈。
9.如权利要求1所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其特征在于：所述测量支架的底座(7)为有机玻璃材质，垂直支撑杆(4)、水平可调杆(5)和连接头(6)均为聚四氟乙烯材质。
10.如权利要求2所述的大面积放射性平面源均匀性测量装置，其特征在于：所述限束圈(9)的材质为聚四氟乙烯。
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