CN114578408A - 一种二维平面的放射源定位设备 - Google Patents
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Abstract
本发明应用于放射源定位，属于核技术应用领域，具体涉及一种主要应用于放射源的监控管理及搜寻的二维平面的放射源定位设备。包括四个相同规格的核辐射探测器、信号读取及处理系统，其中：所述核辐射探测器用于对放射源发射粒子数经由一定距离后的此位置下放射性粒子计数或其他辐射信息记录；所述信号读取系统包含常规的核电子学系统，用以将探测器探测到的信号转化为电信号传输至计算机；结合本专利所述的放射源定位方法及设备所需探测器简单、方法高效，不依赖复杂的计算过程，解决了当前放射源探测设备复杂、繁琐的问题。
Description
技术领域
本发明应用于放射源定位，属于核技术应用领域，具体涉及一种主要应用于放射源的监控管理及搜寻的二维平面的放射源定位设备。
背景技术
随着二十一世纪核能新春的到来，国内放射源的应用范围也大幅放宽，相关放射源数量激增。2019年全国发生的辐射事故中，40％为放射源丢失事故。虽然目前放射源管理严格，但是仍有源的丢失，放射源的丢失极易造成严重的辐射伤害，甚至引起社会恐慌，放射源的定位是核技术发展领域不可忽视问题。
相关技术中，存在基于探测器统计性质的方法定位放射源，基于放射性衰减的平方反比关系的方法定位放射源，基于自适应M-H采样的方法定位放射源。然而，这些定位方法的原理都较为复杂、繁琐，当前寻找一种简单高效的方法进行放射源定位或者搜寻，仍有待解决。
发明目的
本发明的目的是为了克服现有技术中对于放射源进行定位时，需要大量计算才能获得放射源坐标的问题，提供一种方法简洁，且不失精度的二维平面的放射源定位设备。
本发明的目的是这样实现的：
一种二维平面的放射源定位设备，包括四个相同规格的核辐射探测器、信号读取及处理系统，其中：
所述核辐射探测器用于对放射源发射粒子数经由一定距离后的此位置下放射性粒子计数或其他辐射信息记录；
所述信号读取系统包含常规的核电子学系统，用以将探测器探测到的信号转化为电信号传输至计算机；
所述信号处理系统包含计算机预设探测器解码软件以及内置定位算法，根据读取到的四个探测器计数，直接输出放射源坐标并显示放射源相对位置于显示器；
其定位方法适用于四个探测器包围下的正四边形的二维区域，整体呈现中心对称，并以定位空间中心设为坐标原点；
其中，X为放射源在定位空间内的横坐标，Y为放射源在定位空间内的纵坐标，L为定位空间边长一半，n1、n2、n3、n4分别表示为1号、2号、3号、4探测器计数率，定位方法给出放射源横坐标X与纵坐标Y：
根据四个探测器记录数据的比值关系与探测器放置间隔距离给出放射源位置信息，所述核辐射探测器包括：气体室探测器、闪烁体探测器、半导体探测器。
所述读取及处理系统还包括：控制系统移动的终端，包括手持终端、无人车、无人机、潜航器或可移动机器人；控制系统固定的终端，包括墙面固定分析终端、水下分析终端、空中分析终端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：结合本专利所述的放射源定位方法及设备所需探测器简单、方法高效，不依赖复杂的计算过程，解决了当前放射源探测设备复杂、繁琐的问题。
附图说明
图1是放射源定位设备示意图；
图2是可移动探测器示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。通过参考示范性实施方式，对本发明技术问题、技术方案和优点进行阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例，可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为了实现上述目的，本发明提供了一种二维平面的放射源定位方法，所述方法必要信息包括：四个探测器正方形放置于定位平面，给出相邻两个探测器的边长信息，给出探测器计数信息或其他辐射信息。
上述探测器计数信息或其他辐射信息，可进行补充，例如给出剂量信息等探测器可给出的数值，但这些数值必须扣除此处的天然本底造成的计数或者剂量信息。
本发明的另一个目的在于结合此方法，给出较为简易的放射源定位设备。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种放射源定位设备，采用如下步骤对放射源进行定位：
在放射源可能存在空间的最大区域，确定一个正方形二维平面，将四个规格相同的核辐射探测器放置于正方形平面的四个顶点，以此确定为定位空间；四个辐射探测器探测到放射性计数信息后，将数据传送给核电子学设备进行处理，处理后的数据经过计算机分析后直接给出放射源位置信息并显示于屏幕。
第一次测量探测器放置于放射源可能存在的最大区域，第二次测量以第一次测量位置为中心，缩小范围，可多次测量。
进一步的，为了确保准确率，测量次数应当不低于两次。
进一步的，根据本发明上述实施例的放射源的定位设备还可以具有如下附加的技术特征：
探测器采用可移动式设计，存在发射信号及接受信号移动模块。
特别的，四个探测器规格型号必须相同，对同一种源的响应不能存在差异。
探测器类型多样，包含常用的气体式辐射探测器，闪烁体式辐射探测器，半导体式探测器，以及不常用的切伦科夫计数器等。
所述核电子学设备给出的辐射信息包括但不限于计数信息。
所述计算机可为简单运算设备，设备可为移动式设备，或者车载设备。
进一步的，放射源定位设备可以集成于一个设备或箱体，探测器可单独取出进行分离，箱体中集成核电子学处理模块以及计算机分析模块。
本发明实施方式提供了一种放射源定位设备和定位方法，所述定位设备包括：四个核辐射探测器，用于获得核辐射计数(或其他)信息；四个辐射探测器读出信号传入信息处理中心，并用本发明所述定位算法反推射放射源可能存在位置，显示于输出设备。
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明实施例的放射源定位设备的结构示意图。
图1所示，放射源定位设备包括四个完全相同的核辐射探测器1、数据处理中心4、数据分析中心5。
图1中探测器围成的区域为放射源可能存在的范围，称为定位空间2，探测器真实存在位置3。
图2是本发明的探测器示意图。
图2所示，探测器驱动模块1、探测器灵敏模块2、探测器信号发射模块3。
探测器驱动模块可以根据数据分析中心的指令进行移动。
特别的，进行放射源定位时，通过程序对探测器进行校准，包括但不限于扣除此地的天然本底。
具体的，放射源定位设备工作情况下，四个探测器首先固定位置，并将坐标信息，辐射信息发射经处理中心接受处理后，由分析中心结合定位算法给出坐标信息。
进一步的，放射源定位设备的数据处理中心可以集成到探测器移动模块，探测器可以实时传输信号给数据分析中心。
特别的，定位算法中定位空间边长一半为L，n1、n2、n3、n4分别表示为1号、2号、3号、4号探测器，探测器给出辐射信息包括但不限于计数率(/s)，本定位方法给出放射源横坐标X与纵坐标Y：
其中以图1中标号为1的探测器为一号探测器，以逆时针方向依次定义为2号、3号、4探测器，并且探测过程中探测器编号不改变。
特别的，本定位方法依赖于多次测量，测量次数应当不少于2次。
特别的，四个探测器移动轨迹应当可控，并且移动后呈现正方形分布。
特别的，本定位设备第一次定位空间和第二次定位区间大小可以相同，不同的是第二次定位区间要以第一次估算的放射源位置坐标为中心。
最终，经过两次测量放射源定位精确程度大幅度提高，根据本发明实施例的放射源的定位方法及设备，无需依赖人员近距离测量，方法简便，可以有效缩短定位范围，避免盲目搜索。
特别的，此定位方法及设备两次测量的定位空间可以不同，可以根据实际情况有所缩小，但是依旧按照第一次定位估算位置为中心。
尽管已经示出和描述了本发明的普通应用实施方式，应当理解的是，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对实施方式进行变化、修改、替换或变型的调整，本发明的保护范围以权利要求书不由上述具体实施方式所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。
Claims (3)
1.一种二维平面的放射源定位设备，其特征在于，包括四个相同规格的核辐射探测器、信号读取及处理系统，其中：
所述核辐射探测器用于对放射源发射粒子数经由一定距离后的此位置下放射性粒子计数或其他辐射信息记录；
所述信号读取系统包含常规的核电子学系统，用以将探测器探测到的信号转化为电信号传输至计算机；
所述信号处理系统包含计算机预设探测器解码软件以及内置定位算法，根据读取到的四个探测器计数，直接输出放射源坐标并显示放射源相对位置于显示器；
其定位方法适用于四个探测器包围下的正四边形的二维区域，整体呈现中心对称，并以定位空间中心设为坐标原点；
其中，X为放射源在定位空间内的横坐标，Y为放射源在定位空间内的纵坐标，L为定位空间边长一半，n1、n2、n3、n4分别表示为1号、2号、3号、4探测器计数率，定位方法给出放射源横坐标X与纵坐标Y：
2.根据权利要求1所述的一种二维平面的放射源定位设备，其特征在于：根据四个探测器记录数据的比值关系与探测器放置间隔距离给出放射源位置信息，所述核辐射探测器包括：气体室探测器、闪烁体探测器、半导体探测器。
3.根据权利要求1所述的一种二维平面的放射源定位设备，其特征在于，所述读取及处理系统还包括：控制系统移动的终端，包括手持终端、无人车、无人机、潜航器或可移动机器人；控制系统固定的终端，包括墙面固定分析终端、水下分析终端、空中分析终端。
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