CN116184472A - 一种基于模拟放射源的辐射探测系统 - Google Patents

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黄涛星
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Abstract

本申请提供了一种基于模拟放射源的辐射探测系统，所述系统包括模拟放射源以及模拟探测装置；所述模拟放射源包括用于产生非核辐射信号的信号发生装置以及用于对所述信号发射装置进行供电的电源；所述模拟探测装置用于接收和识别所述信号发射装置产生的射频信号，对接收到的所述射频信号进行分析处理，得到所述模拟放射源的相对距离信息和放射源参数信息，其中所述射频信号中包含信号发射装置的标签信息以及非辐射物理信号。利用模拟探测装置接收到的模拟放射源的标签信息和其它非核辐射物理信号，经数据分析处理后，可获得模拟探测装置所处位置处的辐射场信息，该辐射场信息经进一步处理可获得用于显示模块显示输出的显示信息。

Description

一种基于模拟放射源的辐射探测系统
技术领域
本发明涉及核辐射探测领域，特别涉及一种基于模拟放射源的辐射探测系统。
背景技术
在核事故应急处置演习过程中，为满足实战化的训练需求，往往需要使用真实放射源来构建核事故辐射场景。然而，由于真实放射源发射出来的射线具有一定的危害性，可对人体造成伤害。因此，在核事故应急处置演习过程中应尽可能的减少或避免使用真实放射源，从而避免对应急处置人员造成辐照伤害。采用基于核脉冲信号发生器的放射源模拟设备，在一定程度上能够满足训练需求。但该类模拟设备具有体积大、不便携带、结构设计复杂、野外适应性差等缺点，难以满足核事故应急处置训练的实际需求。
此外，丢失放射源的寻找是核事故应急处置演习的重要训练科目之一。由于，核辐射探测器的瞬时剂量率值或蜂鸣报警频率等响应情况和探测器与放射源的距离直接相关，在放射源的实际寻找过程中，通常利用上述探测器的响应情况来进行放射源的寻找与定位。因此，在使用模拟放射源进行训练时应实现探测器的响应情况随放射源的距离变化而变化。但通常基于上述核脉冲信号发生器的放射源模拟装备并不具备模拟放射源的测距功能，因此探测器的响应情况并不能满足真实辐射环境的模拟。
发明内容
鉴于此，本发明的主要目的是解决现有的探测器的响应情况并不能满足真实辐射环境模拟的技术问题。
本发明提供一种基于模拟放射源的辐射探测系统，所述系统包括模拟放射源以及模拟探测装置；
所述模拟放射源包括用于产生非核辐射信号的信号发生装置以及用于对所述信号发射装置进行供电的电源；
所述模拟探测装置用于接收和识别所述信号发射装置产生的射频信号，对接收到的所述射频信号进行分析处理，得到所述模拟放射源的相对距离信息、信号强度信息和放射源参数信息，其中所述射频信号中包含信号发射装置的标签信息以及非辐射物理信号。
在本发明的一些实施例中，所述模拟放射源为单一源或混合源。
在本发明的一些实施例中，所述模拟放射源为放射性活度为3.7×107Bq的137Cs源。
在本发明的一些实施例中，所述射频信号为包括无线电波、声、光、热、磁中一种或多种的非核辐射信号。
在本发明的一些实施例中，所述模拟探测装置包括数据采集模块以及数据分析模块，所述数据采集模块用于接收和识别所述信号发射装置产生的射频信号，所述数据分析模块用于将所述信号发射装置的标签信息与预先存储有与所述标签信息相对应的放射源参数信息数据库进行比对，得到所述射频信号的放射源参数信息，根据所述非辐射物理信号测量所述模拟探测装置与所述信号发生装置的相对距离信息，以及根据所述相对距离信息和所述放射源参数信息计算得到所述模拟探测装置所处位置的辐射场信息。
在本发明的一些实施例中，所述模拟探测装置所处位置的辐射场信息，包括模拟探测装置所处位置处的剂量率、能谱以及探测效率。
在本发明的一些实施例中，其中，测量所述模拟探测装置与所述信号发生装置的相对距离信息采用基于TOF和阵列天线原理、到达时间差法、方向测量定位法和信号强度定位法中的一种或几种进行计算。
在本发明的一些实施例中，其中，测量所述模拟探测装置与所述信号发生装置的相对距离信息采用信号强度定位法进行计算。
在本发明的一些实施例中，所述模拟探测装置还包括与所述数据分析模块连接的显示模块，所述显示模块用于显示所述模拟探测装置所处位置的辐射场信息。
在本发明的一些实施例中，所述模拟探测装置还包括电源，所述电源用于对所述模拟探测装置中的所述数据采集模块以及所述数据分析模块进行供电。
本发明提供的一种基于模拟放射源的辐射探测系统，利用模拟探测装置接收到的模拟放射源的标签信息和其它非核辐射物理信号，经数据分析处理后，可获得模拟探测装置所处位置处的辐射场信息，该辐射场信息经进一步处理可获得用于显示模块显示输出的显示信息。显示信息具有与真实核辐射场相同的显示效果，便于核事故应急处置人员的操作训练，避免了真实的核辐射，更安全。
附图说明
图1为本发明一实施方式的模拟放射源的结构示意图；
图2为本发明一实施方式的模拟探测装置的结构示意图；
图3为本发明一实施方式的一种基于模拟放射源的辐射探测系统结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
11、信号发生装置；12、电池；13、外壳13；21、数据采集模块；22、数据分析模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例一
本发明提供一种基于模拟放射源的辐射探测系统，所述系统包括模拟放射源以及模拟探测装置。如图1所示，所述模拟放射源包括用于产生非核辐射信号的信号发生装置11以及用于对所述信号发射装置11进行供电的电源12。所述模拟探测装置用于接收和识别所述信号发射装置产生的射频信号，对接收到的所述射频信号进行分析处理，得到所述模拟放射源的相对距离信息和放射源参数信息，其中所述射频信号中包含信号发射装置的标签信息以及非辐射物理信号。
具体地，射频信号为包括无线电波、声、光、热、磁中一种或多种的非核辐射信号。
如图2所示，所述模拟探测装置包括数据采集模块21以及数据分析模块22，所述数据采集模块21用于接收和识别所述信号发射装置产生的射频信号，所述数据分析模块22用于将所述信号发射装置的标签信息与预先存储有与所述标签信息相对应的放射源参数信息数据库进行比对，得到所述射频信号的放射源参数信息，根据非辐射物理信号测量模拟探测装置与信号发生装置的相对距离信息，以及根据相对距离信息和放射源参数信息计算得到模拟探测装置所处位置的辐射场信息。辐射场信息具体指，模拟源类型(预设置好活度和系数)，通过识别到模拟源类型，当前位置活度＝源活度*系数/距离2。
需要说明的是，测量所述模拟探测装置2与所述模拟放射源的相对距离信息采用到达时间法、到达时间差法、方向测量定位法和信号强度定位法中的一种或几种进行计算。
进一步地，模拟探测装置还包括与数据分析模块22连接的显示模块，显示模块用于显示模拟探测装置所处位置的辐射场信息。
模拟探测装置还包括电源，电源用于对模拟探测装置中的数据采集模块21以及数据分析模块22进行供电。
实施例二
在一个具体实施例中，如图3所示，一种基于模拟放射源的辐射探测系统，包括包括：一枚模拟γ放射源，设定为放射性活度为3.7×107Bq的137Cs源；一个模拟探测装置，设定为环境γ剂量率仪。模拟γ放射源具有唯一的标签编号信息，当模拟探测器在探测模拟放射源时，可根据该标签编号信息唯一确定该模拟放射源。模拟137Cs源与模拟环境γ剂量率仪通过使用超宽带技术进行测距。因此，当模拟探测器与模拟放射源进行通信，并采用到达时间差方法进行相对距离测量之后，模拟探测器所获得的信息包括两个方面：(1)是该模拟放射源的标签信息；(2)是该模拟放射源与模拟探测器之间的距离信息。
模拟放射源的源项参数信息及探测特性参数信息均实现存储于模拟探测器的数据处理模块中。其中的源项参数信息包括放射源的类型、放射源的活度等参数，探测特性参数信息包括探测器的类型、探测效率、能量分辨率、能量响应范围及探测器系统的电子学特性参数等。此外，上述参数信息与模拟放射源的标签信息具有一一对应关系。
当模拟探测器获得模拟放射源的标签信息和模拟放射源与模拟探测器之间的距离信息之后。首先，模拟探测器的数据处理模块根据模拟放射源的标签信息可唯一确定此时模拟放射源的源项参数信息和探测特性参数信息。获得的参数信息供后续数据处理模块使用。
当模拟探测器的数据处理模块获得模拟放射源的参数信息和探测特性参数信息后，数据处理模块可根据这些参数并结合模拟放射源与模拟探测器之间的距离信息，可实时计算出该模拟探测器所处位置处的实时γ剂量率参数，并进一步可获得累积γ剂量率信息。
获得的γ剂量率及累积剂量信息可通过模拟探测器的显示模块进行输出显示，用于指导核应急处置操作人员的训练。
此外，根据实际需求，可实现一个模拟探测器对应多个模拟放射源或者多个模拟探测器对应一个放射源或者多个模拟探测器对应多个模拟放射源的应用场景。从而能够更加真实的反应核事故情境下的模拟放射源的搜寻与探测过程。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于模拟放射源的辐射探测系统，其特征在于，所述系统包括模拟放射源以及模拟探测装置；
所述模拟放射源包括用于产生非核辐射信号的信号发生装置以及用于对所述信号发射装置进行供电的电源；
所述模拟探测装置用于接收和识别所述信号发射装置产生的射频信号，对接收到的所述射频信号进行分析处理，得到所述模拟放射源的相对距离信息、信号强度信息和放射源参数信息，其中所述射频信号中包含信号发射装置的标签信息以及非辐射物理信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于模拟放射源的辐射探测系统，其特征在于，所述模拟放射源为单一源或混合源。
3.根据权利要求1所述的一种基于模拟放射源的辐射探测系统，其特征在于，所述模拟放射源为放射性活度为3.7×107Bq的137Cs源。
4.根据权利要求1所述的一种基于模拟放射源的辐射探测系统，其特征在于，所述射频信号为包括无线电波、声、光、热、磁中一种或多种的非核辐射信号。
5.根据权利要求1所述的一种基于模拟放射源的辐射探测系统，其特征在于，所述模拟探测装置包括数据采集模块以及数据分析模块，所述数据采集模块用于接收和识别所述信号发射装置产生的射频信号，所述数据分析模块用于将所述信号发射装置的标签信息与预先存储有与所述标签信息相对应的放射源参数信息数据库进行比对，得到所述射频信号的放射源参数信息，根据所述非辐射物理信号测量所述模拟探测装置与所述信号发生装置的相对距离信息，以及根据所述相对距离信息和所述放射源参数信息计算得到所述模拟探测装置所处位置的辐射场信息。
6.根据权利要求5所述的一种基于模拟放射源的辐射探测系统，其特征在于，所述模拟探测装置所处位置的辐射场信息，包括模拟探测装置所处位置处的剂量率、能谱以及探测效率。
7.根据权利要求1所述的一种基于模拟放射源的辐射探测系统，其特征在于，其中，测量所述模拟探测装置与所述信号发生装置的相对距离信息采用基于TOF和阵列天线原理、到达时间差法、方向测量定位法和信号强度定位法中的一种或几种进行计算。
8.根据权利要求1所述的一种基于模拟放射源的辐射探测系统，其特征在于，其中，测量所述模拟探测装置与所述信号发生装置的相对距离信息采用信号强度定位法进行计算。
9.根据权利要求1所述的一种基于模拟放射源的辐射探测系统，其特征在于，所述模拟探测装置还包括与所述数据分析模块连接的显示模块，所述显示模块用于显示所述模拟探测装置所处位置的辐射场信息。
10.根据权利要求5所述的一种基于模拟放射源的辐射探测系统，其特征在于，所述模拟探测装置还包括电源，所述电源用于对所述模拟探测装置中的所述数据采集模块以及所述数据分析模块进行供电。
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