CN116908901A - 一种核污染水放射性的便携式检测仪 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种核污染水放射性的便携式检测仪，包括：低本底测量室，低本底测量室包括上测量室和下测量室，上测量室和下测量室相互抵接形成密闭空间，在上测量室和下测量室之间设置有样品盘，设置在上测量室的β放射性测量模块；设置在下测量室的γ放射性测量模块；分别与β放射性测量模块、γ放射性测量模块连接的数据采集模块；与数据采集模块连接的数据分析模块，数据分析模块用于通过样品盘的容积以及实验刻度的β射线探测效率，计算出水样品的β活度浓度；通过样品盘的容积以及实验刻度的γ射线探测效率，计算出水样品的γ活度浓度。实现了通过对水样品进行一次检测，快速判别核污染水的污染程度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及核污染水检测技术领域，特别涉及一种核污染水放射性的便携式检测仪。
背景技术
水中的放射性污染核素主要来源于三个方面：空中核爆炸试验、工业核废物的排放和核电站意外核污染事故，目前对人类生活影响最大的就是意外核事故。在发生核爆炸或核电站堆芯熔毁事故后，泄漏造成大量放射性物质随飘尘进入大气，最终这些放射性沉降物会污染地表水，形成长期的放射性污染。为保证用水安全，防止核污染扩散，需要对核污染水的放射性进行监测。
对放射性污染核素的定量测量，通常采用低本底的伽玛能谱仪，所使用的探测器包括高纯锗、碘化钠或溴化镧等。虽然该类仪器分析精度高，但是其需要配置大体积铅屏蔽室，并且测量时间长，造价十分昂贵，不适合在核事故污染发生时一般老百姓对日常食品和水中放射性含量的快速测定。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是对日常食品和水中放射性含量进行快速测定。
本发明提供一种核污染水放射性的便携式检测仪，包括：
低本底测量室，所述低本底测量室包括上测量室和下测量室，所述上测量室和所述下测量室相互抵接形成密闭空间，在所述上测量室和所述下测量室之间设置有样品盘，所述样品盘用于盛放待测量的水样品；
设置在所述上测量室的β放射性测量模块，所述β放射性测量模块用于探测所述水样品放出的β射线；
设置在所述下测量室的γ放射性测量模块；所述γ放射性测量模块用于探测所述水样品放出的γ射线；
分别与所述β放射性测量模块、所述γ放射性测量模块连接的数据采集模块，所述数据采集模块同于采集所述γ放射性测量模块、所述β放射性测量模块的测量数据，并将所述测量数据发送至数据分析模块；
与所述数据采集模块连接的数据分析模块，所述数据分析模块用于通过所述样品盘的容积以及实验刻度的β射线探测效率，计算出所述水样品的β活度浓度；通过所述样品盘的容积以及实验刻度的γ射线探测效率，计算出所述水样品的γ活度浓度。
在本发明的一些实施方式中，所述便携式检测仪还包括显示模块，所述显示模块与所述数据分析模块连接，所述显示模块用于对所述β活度浓度和所述γ活度浓度进行输出显示。
在本发明的一些实施方式中，所述β放射性测量模块包括第一探测器、第一光电倍增管组件和定标器，在β射线进入所述第一探测器后产生荧光信号，经由所述第一光电倍增管组件对所述荧光信号进行收集并放大后，生成电脉冲信号，所述电脉冲信号通过幅度甄别后进入定标器，对β射线数量进行计数。
在本发明的一些实施方式中，所述第一探测器为塑料闪烁体，其中，所述塑料闪烁体和所述第一光电倍增管组件通过铝箔封装。
在本发明的一些实施方式中，所述γ放射性测量模块包括第二探测器、第二光电倍增管组件和脉冲幅度分析器，在β射线进入所述第二探测器后产生荧光信号，经由所述第二光电倍增管组件对所述荧光信号进行收集并放大后，生成电脉冲信号，通过所述脉冲幅度分析器对所述电脉冲信号进行脉冲幅度分析形成γ能谱，经能谱分析识别出放射性核素种类与总峰计数。
在本发明的一些实施方式中，所述第二探测器为NaI晶体，其中，所述NaI晶体和所述第二光电倍增管组件通过避光材料封装。
本发明提供的一种核污染水放射性的便携式检测仪，实现了通过一次采样，既可以测量核污染水中γ放射性核素活度，同时又能测量β放射性核素活度，实现了通过对水样品进行一次检测，快速判别核污染水的污染程度的目的。
附图说明
图1为本发明一实施方式的一种核污染水放射性的便携式检测仪的原理框图；
图2为本发明一实施方式的一种核污染水放射性的便携式检测仪的结构图；
图3为本发明一实施方式的一种核污染水放射性的便携式检测仪的上测量室的剖面结构图；
图4为本发明一实施方式的一种核污染水放射性的便携式检测仪的上测量室的正视图；
图5为本发明一实施方式的一种核污染水放射性的便携式检测仪的下测量室的剖面结构图；
图6为本发明一实施方式的一种核污染水放射性的便携式检测仪的下测量室的正视图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、β放射性测量模块；2、γ放射性测量模块；3、样品盘；4、线缆；101、顶盖；102、上壳；103、提手；104、第一主板组件；105、遮光罩；106、第一光电倍增管组件；107、铅盖；108、上盖压板；109、金属网格；110、金属支撑骨；111、遮光铝膜；112、塑料闪烁体；113、探头腔体；114、第一雷莫插座；201、下壳盖板；202、铅室；203、拉手；204、下壳；205、底板；206、内胆；207、内胆底板；208、下探头外壳；209、NaI晶体；210、第二光电倍增管组件；211、探头端盖；212、电池；213、第二主板组件；214、探头板组件；215、脚垫；216、电源按钮；217、第二雷莫插座；218、指示灯；219、USB接口。
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。
请参阅图1，其示出了本申请的一种核污染水放射性的便携式检测仪的原理框图。
一种核污染水放射性的便携式检测仪，包括：低本底测量室、样品盘、β放射性测量模块、γ放射性测量模块、数据采集模块、数据分析处理模块、显示模块、电池及外壳。
γ放射性测量模块使用闪烁体对γ射线进行探测，γ射线进入闪烁体后激发出正比于射线能量的荧光，用光电倍增管对荧光信号进行收集与放大，形成电压脉冲信号，通过信号采集电路记录下来。优选地，γ放射性测量模块可选用NaI、LaBr、CeBr等闪烁晶体中的一种。
β放射性测量模块使用闪烁体对β射线进行探测，β射线进入闪烁体后激发出荧光，用光电倍增管对荧光信号进行收集与放大，形成电压脉冲信号，通过信号采集电路记录下来。优选地，γ放射性测量模块可选用塑料闪烁体。
数据采集模块用于接收γ放射性测量模块、β放射性测量模块探测到的辐射信号。
数据采集模块采集到的信息将发送给数据处理模块，用于数据分析。
数据分析处理模块用于处理数据采集模块发送的脉冲幅度、计数率等信号。
数据分析处理模块的数据处理过程包括：
数据分析处理模块预先存储有典型γ放射性核素的γ能谱，能够通过测量的γ能谱识别出γ污染核素的种类。
γ放射源参数信息数据库可根据实际需要进行调整和修改。
数据分析处理模块获得数据采集模块发送的测量信息后，首先将标签信息与放射源参数信息数据库中的标签信息进行查表，并由此获得放射源参数信息；
显示信息包括但不限于β射线总计数、β活度浓度、γ射线总计数、γ活度浓度、γ能谱、γ放射性核素识别结果等信息。
显示模块，包括显示屏和显示控制模块。
显示屏用于将上述显示信息显示输出。
显示控制模块用于显示信息的显示输出控制。
电池用于给便携式核污染水β、γ放射性检测仪供电。
外壳用于γ探测模块、β探测模块、屏蔽体、电池、数据采集与分析模块、显示模块的安装与固定。
在一个具体实施例中，如图2-图6所示，一种核污染水放射性的便携式检测仪，包括：低本底测量室，所述低本底测量室包括上测量室和下测量室，所述上测量室和所述下测量室相互抵接形成密闭空间，在所述上测量室和所述下测量室之间设置有样品盘，所述样品盘用于盛放待测量的水样品；设置在所述上测量室的β放射性测量模块，所述β放射性测量模块用于探测所述水样品放出的β射线；设置在所述下测量室的γ放射性测量模块；所述γ放射性测量模块用于探测所述水样品放出的γ射线；分别与所述β放射性测量模块、所述γ放射性测量模块连接的数据采集模块，所述数据采集模块同于采集所述γ放射性测量模块、所述β放射性测量模块的测量数据，并将所述测量数据发送至数据分析模块；与所述数据采集模块连接的数据分析模块，所述数据分析模块用于通过所述样品盘的容积以及实验刻度的β射线探测效率，计算出所述水样品的β活度浓度；通过所述样品盘的容积以及实验刻度的γ射线探测效率，计算出所述水样品的γ活度浓度。
应用本实施例的技术方案，样品盘3设置在β放射性测量模块1与γ放射性测量模块2之间，通过线缆4分别连接两个测量模块上的第一雷莫插座114和第二雷莫插座217，进行供电和数据传输。
β放射性测量模块1的探测器为第一光电倍增管组件106和塑料闪烁体112置于探头腔体113内的组合形式。塑料闪烁体112位于探头腔体113的前端窗口位置，外部采用遮光铝膜111覆盖，防止外部光线进入腔体。外部采用金属支撑骨110和金属网格109进行支撑和防护。第一光电倍增管组件106位于探头腔体113的顶部窗口位置，外部采用遮光罩105覆盖，防止外部光线进入探头腔体1113。引出连接引线与第一主板组件104连接，进行供电和信号传输。通过第一雷莫插座114与第一主板组件104连接，实现对β放射性测量模块1的供电和数据传输。探测器外部采用铅盖进行屏蔽，铅盖通过上壳102进行固定和保护，防止铅外露污染，配合上盖压板108进行固定。外部采用顶盖101进行β放射性测量模块1的封闭和防护。β放射性测量模块1两侧安装提手103，用于β放射性测量模块1的取放和搬运。
γ放射性测量模块2的探测器为NaI晶体209和第二光电倍增管组件210的组合形式，外部包裹下探头外壳208保护，尾部采用探头端盖211进行固定和密封。引出连接引线与第二主板组件213连接，进行供电和信号传输。搭配内胆206和内胆底板207组成样品盘3放置空间。探测器外部采用铅室202进行屏蔽，铅室202通过下壳204进行固定和保护，防止铅外露污染，配合下壳盖板201进行固定。电池212和第二主板组件213及探头板组件214均通过下壳204的结构进行安装固定，电源按钮216、第二雷莫插座217、指示灯218和USB接口219通过下壳204安装孔位进行安装固定，内部与第二主板组件213连接通信。外部采用底板205进行封闭和防护，底部205安装脚垫215对整体进行支撑和减震防护。γ放射性测量模块2两侧安装拉手203，用于整体设备的搬运。
在一些可选的实施例中，便携式检测仪还包括显示模块，显示模块与数据分析模块连接，显示模块用于对β活度浓度和γ活度浓度进行输出显示。
进一步地，β放射性测量模块1包括第一探测器、第一光电倍增管组件106和定标器，在β射线进入第一探测器后产生荧光信号，经由第一光电倍增管组件对荧光信号进行收集并放大后，生成电脉冲信号，电脉冲信号通过幅度甄别后进入定标器，对β射线数量进行计数。
具体地，第一探测器为塑料闪烁体112，其中，塑料闪烁体112和第一光电倍增管组件106通过铝箔封装。
进一步地，γ放射性测量模块2包括第二探测器、第二光电倍增管组件210和脉冲幅度分析器，在β射线进入第二探测器后产生荧光信号，经由第二光电倍增管组件210对荧光信号进行收集并放大后，生成电脉冲信号，通过脉冲幅度分析器对电脉冲信号进行脉冲幅度分析形成γ能谱，经能谱分析识别出放射性核素种类与总峰计数。
具体地，第二探测器为NaI晶体209，其中，NaI晶体209和第二光电倍增管组件210通过避光材料封装。
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 (6)
1.一种核污染水放射性的便携式检测仪，其特征在于，包括：
低本底测量室，所述低本底测量室包括上测量室和下测量室，所述上测量室和所述下测量室相互抵接形成密闭空间，在所述上测量室和所述下测量室之间设置有样品盘，所述样品盘用于盛放待测量的水样品；
设置在所述上测量室的β放射性测量模块，所述β放射性测量模块用于探测所述水样品放出的β射线；
设置在所述下测量室的γ放射性测量模块；所述γ放射性测量模块用于探测所述水样品放出的γ射线；
分别与所述β放射性测量模块、所述γ放射性测量模块连接的数据采集模块，所述数据采集模块同于采集所述γ放射性测量模块、所述β放射性测量模块的测量数据，并将所述测量数据发送至数据分析模块；
与所述数据采集模块连接的数据分析模块，所述数据分析模块用于通过所述样品盘的容积以及实验刻度的β射线探测效率，计算出所述水样品的β活度浓度；通过所述样品盘的容积以及实验刻度的γ射线探测效率，计算出所述水样品的γ活度浓度。
2.根据权利要求1所述的一种核污染水放射性的便携式检测仪，其特征在于，所述便携式检测仪还包括显示模块，所述显示模块与所述数据分析模块连接，所述显示模块用于对所述β活度浓度和所述γ活度浓度进行输出显示。
3.根据权利要求1所述的一种核污染水放射性的便携式检测仪，其特征在于，所述β放射性测量模块包括第一探测器、第一光电倍增管组件和定标器，在β射线进入所述第一探测器后产生荧光信号，经由所述第一光电倍增管组件对所述荧光信号进行收集并放大后，生成电脉冲信号，所述电脉冲信号通过幅度甄别后进入定标器，对β射线数量进行计数。
4.根据权利要求3所述的一种核污染水放射性的便携式检测仪，其特征在于，所述第一探测器为塑料闪烁体，其中，所述塑料闪烁体和所述第一光电倍增管组件通过铝箔封装。
5.根据权利要求1所述的一种核污染水放射性的便携式检测仪，其特征在于，所述γ放射性测量模块包括第二探测器、第二光电倍增管组件和脉冲幅度分析器，在β射线进入所述第二探测器后产生荧光信号，经由所述第二光电倍增管组件对所述荧光信号进行收集并放大后，生成电脉冲信号，通过所述脉冲幅度分析器对所述电脉冲信号进行脉冲幅度分析形成γ能谱，经能谱分析识别出放射性核素种类与总峰计数。
6.根据权利要求5所述的一种核污染水放射性的便携式检测仪，其特征在于，所述第二探测器为NaI晶体，其中，所述NaI晶体和所述第二光电倍增管组件通过避光材料封装。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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