CN202177702U - 一种低本底γ能谱仪屏蔽铅室 - Google Patents

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张博
张晶
王浩
许石华
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Abstract

本实用新型提供一种低本底γ能谱仪屏蔽铅室，包括有支座架，其特征在于所述的支座架包括连接平台和支架，在所述的连接平台下方安设有下包裹层，在联接平台的上方安设上屏蔽室，所述的上屏蔽室包括上下叠合相连的屏蔽室层和晶体包裹层，晶体包裹层在下，屏蔽室层在上，在屏蔽室层的上端安设有顶盖。本实用新型结构设置合理，大大减少了重金属铅材的用量，降低了制作成本，减轻了重量；上屏蔽室采用上下叠合相连的结构，可以根据不同的被测样品的体积和形状，自由组合多层屏蔽室层。使得本实用新型的使用性能更为灵活和方便，也便于安装和搬运。

Description

一种低本底γ能谱仪屏蔽铅室
技术领域
本实用新型涉及铅室屏蔽装置，具体是一种适用于低本底γ能谱仪屏蔽外界放射性干扰的屏蔽铅室结构。
背景技术
在放射性核素检测领域，比如建材放射性核素检测或者土壤中放射性核素检测中，γ能谱仪是最常用甚至是必须的检测设备。为了能更为准确的检测样品中的放射性核素含量，屏蔽自然界的本底辐射影响，构造一个低本底的检测环境是检测中至关重要的。目前应用最为广泛的方法是采用壁厚不小于100mm铅当量的金属屏蔽室，也是中国国家标准GB11743-1989、GB6566-2010和检定规程JJG417-2006等的要求。置于铅室中的探测器由两部分构成：碘化纳(NaI)闪烁晶体和光电倍增管。其中，NaI晶体是γ光子的有效探测部分；光电倍增管体积较大，但是不具备探测γ光子的能力。现有的铅室设计一般能够达到国标或者能谱仪检定规程中的要求，即对于
Figure BDA0000081321130000011
 NaI探测器，在能区(59～3000)keV内本底计数率不大于8s-1(cps)的性能要求。但是现有的铅室存在以下问题：
将整个探测器(包括NaI和光电倍增管)均放置于铅室中，由于为了保证铅室的内顶面与探测器的探测面之间的距离而增加了铅室的高度和体积，从而造成了铅等重金属材料的严重浪费，不利于节能减排，也不符合环保要求。同时，由于铅等密度很大的材料质量也很大，造成了搬运，安装的困难。同时，由于被测样品一般置于探测器的端面，即NaI晶体上方。被测样品发出的γ射线主要通过探测器的端面被NaI晶体探测，而晶体四周的环面几乎不直接接收γ射线。但是，外界本底辐射可以穿过铅室入射晶体中，所以，为了降低本底计数，NaI晶体的环面需要更厚实的屏蔽。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术存在的不足提供一种结构设置合理，耗材少，使用性能灵活的用于低本底γ能谱仪的屏蔽铅室。
本实用新型的技术方案为：包括有支座架，其特征在于所述的支座架包括连接平台和支架，在所述的连接平台下方安设有下包裹层，在连接平台的上方安设上屏蔽室，所述的上屏蔽室包括上下叠合相连的屏蔽室层和晶体包裹层，晶体包裹层在下，屏蔽室层在上，在屏蔽室层的上端安设有顶盖。
按上述方案，所述的晶体包裹层呈中空环形，由铅制成，铅的壁厚为140mm～180mm，外围由钢板包覆；所述的晶体包裹层设置1～3层，上下叠合，叠合面上下分别设置相互配置的凹凸盘形止口。
所述的屏蔽室层呈中空环形，由铅制成，铅的壁厚为80mm～120mm，外围由钢板包覆；所述的屏蔽室层设置1～3层，上下叠合，叠合面上下分别设置相互配置的凹凸盘形止口。
按上述方案，所述的顶盖由铅制成，厚度为80mm～120mm，外围和顶部由钢板包覆，顶盖的一侧通过转动铰链与屏蔽室层相连；所述的顶盖可分为左右两块，左右两块的一侧分别通过转动铰链与屏蔽室层相连。
所述的下包裹层呈杯筒状，由铅制成，外围和底面的厚度为40mm～60mm，外围由钢板包覆，连接在连接平台下方，内腔与上方的晶体包裹层内腔相连通，与上屏蔽室共同形成一个封闭的铅室空腔。
所述的支座架包括连接平台和支架，连接平台为中空盘形，连接平台的下方安设三个支腿构成支架。
本实用新型的有益效果在于：1、合理设计了屏蔽铅室结构，改变以往为了将整个探测器放置于铅室中构建很大屏蔽铅室的方式，将探测器的闪烁晶体(NaI)部分重点用加厚铅包裹，光电倍增管部分则采用相对薄的铅包裹，在保证更低本底的测量环境前提下，大大减少了重金属铅材的用量，降低了制作成本，减轻了重量；2、上屏蔽室采用上下叠合相连的结构，屏蔽铅室的尺寸可以根据应用需求进行灵活变换：可以根据不同的探测器几何尺寸，采用不同高度的闪烁晶体包裹层；也可以根据不同的被测样品的体积和形状，自由组合多层屏蔽室层。使得本实用新型的使用性能更为灵活和方便，也便于安装和搬运。
本实用新型铅室的屏蔽性能指标和材料用料如下：
Figure BDA0000081321130000021
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的总体结构示意图。
图2为本实用新型铅室下包裹层结构示意图。
图3为本实用新型上层屏蔽室、探测器放置位置及被测样品放置位置结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例及附图更加详细地说明本实用新型。
本实用新型包括三个部分，支座架、下包裹层和上屏蔽室。
所述的支座架包括连接平台10和支架3，连接平台为中空圆盘形，连接平台的下方安设三个支腿构成支架，支腿与连接平台采用焊接方式连接，三个支腿成120度夹角圆周分布，整个支座架为钢制构件。
在所述的连接平台下方通过螺钉连接下包裹层。下包裹层2呈杯筒状，由铅制成，外围和底面的铅层12厚度为50mm，外围由10mm的钢板13包覆，外围上端设置安装盘11，通过安装盘连接在连接平台下方。下包裹层内腔与上方的晶体包裹层内腔相连通，与上屏蔽室共同形成一个封闭的铅室空腔。下包裹层底部一侧开设电缆孔14，供探测器的电缆、信号线引出。下包裹层主要用于放置探测器的下部分，即探测器中光电倍增管部分。
在连接平台的上方安设上屏蔽室1。所述的上屏蔽室包括上下叠合相连的屏蔽室层4和晶体包裹层5，其中晶体包裹层在下，屏蔽室层在上。在屏蔽室层的上端安设有顶盖6。所述的晶体包裹层呈中空圆环形，由铅制成，铅壁厚为160mm，内腔孔径为100mm，外围由10mm的钢板包覆，外径440mm。晶体包裹层设置2层，每层高度为65mm，上下叠合，叠合面上下分别设置相互配置的凹凸盘形止口。加厚的铅屏蔽对闪烁晶体的四周进行包裹，能最大程度的减少外界放射性射线对测量的干扰，降低环境本底。所述的屏蔽室层呈中空圆环形，由铅制成，铅壁厚为100mm，内腔孔径为220mm，外围由10mm的钢板9包覆，外径与晶体包裹层外径相同。所述的屏蔽室层设置2层，下层高度为65mm，上层为100mm，构成了总共165mm的样品测量空间，满足大多数样品测量需要；上下层相叠合，叠合面上下分别设置相互配置的凹凸盘形止口。同时，屏蔽室层和晶体包裹层相叠合的上下面也分别设置相互契合的凹凸盘形止口。屏蔽室层内腔和晶体包裹层内腔相连通，构成上屏蔽室空腔。所述的顶盖为圆盘形，由铅制成，厚度为100mm，外径440mm，外围和顶部由10mm的钢板9包覆。顶盖分为左右两块，其一侧分别通过转动铰链7与屏蔽室层相连，两块半圆形铅块能通过转动铰链进行开合操作。同时，左右两块铅块的结合处为楔形，相互契合，保证顶盖良好的密封性。顶盖上还安设有手柄8。
本实用新型的下包裹层内腔与上屏蔽室空腔相连通，形成一个封闭的铅室空腔，用于放置探测器和被测样品。探测器放置于下包裹层内时，光电倍增管16的大部分位于铅室空腔下层的包裹层中，晶体15部分完全位于晶体包裹层中。探测器的上端面与晶体包裹层处于同一平面，被测样品17直接放置于探测器的端面上。

Claims (9)

1.一种低本底γ能谱仪屏蔽铅室，包括有支座架，其特征在于所述的支座架包括连接平台和支架，在所述的连接平台下方安设有下包裹层，在连接平台的上方安设上屏蔽室，所述的上屏蔽室包括上下叠合相连的屏蔽室层和晶体包裹层，晶体包裹层在下，屏蔽室层在上，在屏蔽室层的上端安设有顶盖。
2.按权利要求1所述的低本底γ能谱仪屏蔽铅室，其特征在于所述的晶体包裹层呈中空环形，由铅制成，铅的壁厚为140mm～180mm，外围由钢板包覆。
3.按权利要求2所述的低本底γ能谱仪屏蔽铅室，其特征在于所述的晶体包裹层设置1～3层，上下叠合，叠合面上下分别设置相互契合的凹凸盘形止口。
4.按权利要求1或2所述的低本底γ能谱仪屏蔽铅室，其特征在于所述的屏蔽室层呈中空环形，由铅制成，铅的壁厚为80mm～120mm，外围由钢板包覆。
5.按权利要求4所述的低本底γ能谱仪屏蔽铅室，其特征在于所述的屏蔽室层设置1～3层，上下叠合，叠合面上下分别设置相互契合的凹凸盘形止口。
6.按权利要求1或2所述的低本底γ能谱仪屏蔽铅室，其特征在于所述的顶盖由铅制成，厚度为80mm～120mm，外围和顶部由钢板包覆，顶盖的一侧通过转动铰链与屏蔽室层相连。
7.按权利要求6所述的低本底γ能谱仪屏蔽铅室，其特征在于所述的顶盖分为左右两块，左右两块的一侧分别通过转动铰链与屏蔽室层相连，左右两块铅块的结合处为楔形，相互契合。
8.按权利要求1或2所述的低本底γ能谱仪屏蔽铅室，其特征在于所述的下包裹层呈杯筒状，由铅制成，外围和底面的厚度为40mm～60mm，外围由钢板包覆，外围上端设置安装盘，通过安装盘连接在连接平台下方，内腔与上方的晶体包裹层内腔相连通，与上屏蔽室共同形成一个封闭的铅室空腔。
9.按权利要求1或2所述的低本底γ能谱仪屏蔽铅室，其特征在于所述的支座架包括连接平台和支架，连接平台为中空盘形，连接平台的下方安设三个支腿构成支架。
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