CN203606501U - γ射线准直器及其探测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种γ射线准直器及其探测系统，其中所述γ射线准直器包括圆柱形的、用于对γ射线进行屏蔽的屏蔽体及沿所述屏蔽体的轴向贯通开设的准直孔，所述准直器还包括固定在所述准直孔内的过滤器，所述准直孔的内壁上设有用于对γ射线进行吸收的第一内衬层，所述第一内衬层的内壁上还设有第二内衬层，且所述第一内衬层的一端与所述过滤器的端面相接触。通过在准直孔的内壁上设置第一内衬层及在第一内衬层的内壁贴合第二内衬层，从而在准直孔内形成了紧密贴合的第一内衬层和第二内衬层，第一内衬层和第二内衬层能将γ射线在准直孔内引起的散射γ射线进行屏蔽和吸收，减少了进入探测器内的无需测量的γ射线。
Description
技术领域
本实用新型涉及核辐射探测技术领域，更具体地说，涉及一种γ射线准直器及使用该γ射线准直器的探测系统。
背景技术
核电站在极端恶劣环境如严重事故安全壳卸压排气过程中会释放出多种放射性核素，这些放射性核素会对环境造成极大的污染，而对这些放射性核素的活度浓度的定量测量，可作为评估环境污染水平的重要依据。现有技术是采用在铅屏蔽体中直接打孔的测量准直器来对γ射线进行屏蔽，并对放射性核素的活度进行测量，但采用这种装置的探测装置仅能够实现对放射性核素总浓度的测量，无法实现对多核素放射性物质各成分的定量分析测量。
在现有的探测装置中，当放射性核素发射的γ射线与管壁、测量准直器相互作用过程中，会发生多次散射，采用简单的铅室打孔设计测量准直器，会造成γ射线多次散射的γ光子进入探测器，从而形成更复杂的γ能谱，造成核素的分辨能力降低，无法测出可造成严重环境污染的典型核素活度浓度测量值。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的准直器无法对γ射线多次散射的γ射线进入屏蔽和吸收的缺陷，提供一种能屏蔽和吸收散射的γ射线的γ射线准直器及其探测系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种γ射线准直器，包括圆柱形的、用于对γ射线进行屏蔽的屏蔽体及沿所述屏蔽体的轴向贯通开设的准直孔，所述准直器还包括固定在所述准直孔内的过滤器，所述准直孔的内壁上设有用于对γ射线进行吸收的第一内衬层，所述第一内衬层的内壁上还设有第二内衬层，且所述第一内衬层的一端与所述过滤器的端面相接触。
在本实用新型所述的γ射线准直器中，所述第一内衬层为铜内衬层，所述第二内衬层为锡内衬层。
在本实用新型所述的γ射线准直器中，所述准直孔为圆柱形，所述第一内衬层和第二内衬层均为圆筒状，且所述准直孔、第一内衬层和第二内衬层自外而内依次同轴设置。
在本实用新型所述的γ射线准直器中，所述过滤器为圆片状，所述过滤器包括两个相互平行的圆形表面，所述过滤器的一个所述圆形表面与所述准直孔的端面共面设置，所述过滤器的另一个所述圆形表面与所述第一内衬层和第二内衬层的一端均相接触。
在本实用新型所述的γ射线准直器中，所述第一内衬层和第二内衬层的轴向长度相等。
在本实用新型所述的γ射线准直器中，所述过滤器的轴向长度与所述第一内衬层的轴向长度之和等于所述准直孔的轴向长度，所述过滤器的轴向长度与所述第二内衬层的轴向长度之和等于所述准直孔的轴向长度。
在本实用新型所述的γ射线准直器中，所述屏蔽体为铅屏蔽体，所述准直孔的直径为48mm-50mm；所述过滤器的轴向厚度为28mm-33mm。
在本实用新型所述的γ射线准直器中，所述第一内衬层的外径为48mm-50mm，内径为42mm-44mm。
在本实用新型所述的γ射线准直器中，所述第二内衬层的外径为42mm-44mm，内径为39mm-41mm。
本实用新型还提供了一种γ射线探测系统，包括γ射线源和探测器，且所述γ射线源的γ射线出射光路上设有上述所述的γ射线准直器。
实施本实用新型的γ射线准直器及其探测系统，具有以下有益效果：通过在准直孔的内壁上设有第一内衬层及在第一内衬层的内壁贴合第二内衬层，从而在准直孔内形成了紧密贴合的第一内衬层和第二内衬层，第一内衬层和第二内衬层能将γ射线在准直孔内引起的散射γ射线进行屏蔽和吸收，减少了进入探测器内的无需测量的γ射线。则当在核电站出现严重泄漏事故时，该准直器可以将环境中的及无需测量的核素的射线进行有效吸收和屏蔽，提高典型核素的分辨能力，从而可以测量出可造成环境污染的典型核素的活度浓度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型较佳实施例提供的γ射线准直器的剖视图；
图2是本实用新型较佳实施例提供的γ射线探测系统的示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型较佳实施例提供的γ射线准直器，包括屏蔽体1、准直孔2、过滤器3、第一内衬层4和第二内衬层5，其中，过滤器3、第一内衬层4和第二内衬层5均设置在准直孔2内。
为了降低准直器的厚度、实现对高辐射环境中γ射线进行屏蔽和吸收，使用低本底铅作为准直器的基底材料，从而制成了屏蔽体1，即屏蔽体1是铅屏蔽体。屏蔽体1可以为方形、圆柱形或其它合适的形状，本实施例中的屏蔽体1为圆柱形。
准直孔2大体为圆筒状，是沿屏蔽体1的轴向上开设的贯通的通孔，且准直孔2开设在圆柱形屏蔽体1的中部，从而使屏蔽体1形成中空的圆柱状。准直孔2的轴心线与屏蔽体1的轴心线重合，准直孔2的直径会影响到准直器的重量与体积、材料成本及加工难度，因此综合考虑准直孔2的直径在48mm-50mm之间，并能将γ射线光束限制在探测器能够接受的范围内，优选地准直孔2的直径为49.6mm。
过滤器3为圆片状，固定在准直孔2内并与准直孔2的内壁紧密结合，且过滤器3位于靠近γ射线源的一侧。过滤器3包括两个相互平行的圆形表面，过滤器3的一个圆形表面与屏蔽体1上开设的准直孔2的端面共面设置，过滤器3的另一个圆形表面与第一内衬层4和第二内衬层5的一端均相接触。由于过滤器3固定在准直孔2内并与准直孔2的内壁紧密接触，因此过滤器3的径向长度与准直孔2的直径相等，即过滤器3的直径等于准直孔2的直径。过滤器3用于将环境中的粉尘、杂质以及一些低能的γ射线进行过滤或吸收，以使它们不能进入准直孔2内，因此过滤器3的轴向厚度影响到对粉尘、杂质以及低能γ射线的过滤及吸收，故将过滤器3的轴向厚度限定在28mm-33mm之间，不仅能有效地将粉尘和杂质过滤掉，而且还能使一些低能的γ射线不能透过过滤器3进入准直孔2内，实现了对低能γ射线的屏蔽作用，过滤器3的轴向厚度为30mm较佳，且过滤器3由锡制成。
第一内衬层4和第二内衬层5均为圆筒状，并用于吸收由准直孔2引起的散射的γ射线。第一内衬层4设置在准直孔2的内壁上，并与准直孔2的内壁紧密结合，第二内衬层5又紧密贴合在第一内衬层4的内壁上，从而在准直孔2内形成了两层内衬层的结构。由于铜和锡本身对γ射线具有较好的吸收，且反射效果不明显，第一内衬层4由纯铜材料制成，第二内衬层5由纯锡材料制成，从而形成了第一内衬层4为铜内衬层，第二内衬层5为锡内衬层。通过在准直孔2内壁设置第一内衬层4和第二内衬层5，当高能的γ射线透过过滤器3进入准直孔2内时，第一内衬层4和第二内衬层5用于吸收由准直孔2引起的散射的γ射线，减少γ射线的散射从而使进入探测器的γ光子减少，提高典型核素的分辨能力。
本实施例中，准直孔2为圆柱形，第一内衬层4和第二内衬层5均为圆筒状，且准直孔2、第一内衬层4和第二内衬层5由外而内依次同轴设置，即准直孔2、第一内衬层4和第二内衬层5的轴心线也相重合。
第一内衬层4和第二内衬层5的轴向长度相等，且第二内衬层5套合在第一内衬层4内部。第一内衬层4和第二内衬层5的一端均与准直孔2远离过滤器3的端面共平面，第一内衬层4和第二内衬层5的另一端均与过滤器3置于准直孔2内的圆形表面相接触，从而满足过滤器3的轴向长度与第一内衬层4的轴向长度之和等于准直孔2的轴向长度，过滤器3的轴向长度与第二内衬层5的轴向长度之和也等于准直孔2的轴向长度。
由于第一内衬层4与准直孔2的内壁紧密贴合，因此第一内衬层4的外径等于准直孔2的直径，即第一内衬层2的外径在48mm-50mm之间，第一内衬层4的内径在42mm-44mm之间。又由于第二内衬层5套合在第一内衬层4内，并与第一内衬层4的内壁紧密贴合，故第二内衬层5的外径等于第一内衬层4的内径，即第二内衬层5的外径在42mm-44mm之间，第二内衬层5的内径在39mm-41mm之间。由于屏蔽体1是由铅材料制成的，而铅本身也具有放射性，因此透过过滤器3进入准直孔2内的γ射线会发生散射，第一内衬层4和第二内衬层5用于同时吸收由准直孔2的侧壁及准直孔2本身散射的γ射线，而第一内衬层4和第二内衬层5的厚度不仅影响吸收的γ射线的量的多少，还会影响准直器本体的重量和体积，因此需要根据不同的要求设计不同的厚度，但需与探测器相匹配。
本实用新型通过在准直孔2的内壁上设有第一内衬层4及在第一内衬层4的内壁设有第二内衬层5，从而在准直孔2内形成了紧密贴合的第一内衬层4和第二内衬层5，第一内衬层4和第二内衬层5能将γ射线在准直孔2内引起的散射γ射线进行屏蔽和吸收，减少了进入探测器内的无需测量的γ射线。则当在核电站出现严重泄漏事故时，该准直器可以将环境中的及无需测量的核素的γ射线进行有效吸收和屏蔽，提高典型核素的分辨能力，从而可以测量出可造成环境污染的典型核素的活度浓度。
如图2所示，本实用新型还提供了一种γ射线探测系统，包括γ射线源6、准直器和探测器7，其中准直器设置在γ射线源6和探测器7之间，使γ射线源6的γ出射光路通过准直器后，最后射向探测器7进行活度浓度的测量。该实施例中的准直器为上述任意的γ射线准直器。探测器7为现有的各种能实现活度测量的探测器，具体结构这里不再详述。在实际应用中，γ射线源6可能是含有放射性气体的混合气体，如核电站出现严重事故时泄漏的气体等。
本实用新型的γ射线探测系统，通过采用上述的在准直孔2内设置第一内衬层4和第二内衬层5的准直器，将γ射线在准直孔2内引起的散射γ射线进行屏蔽和吸收，提高了探测器的核素分辨能力和测量精度，实现了探测器对典型核素的活度浓度的定量测量，可作为评估环境污染水平的判断依据。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (10)
1.一种γ射线准直器，包括圆柱形的、用于对γ射线进行屏蔽的屏蔽体（1）及沿所述屏蔽体（1）的轴向贯通开设的准直孔（2），其特征在于，所述准直器还包括固定在所述准直孔（2）内的过滤器（3），所述准直孔（2）的内壁上设有用于对γ射线进行吸收的第一内衬层（4），所述第一内衬层（4）的内壁上还设有第二内衬层（5），且所述第一内衬层（4）的一端与所述过滤器（3）的端面相接触。
2.根据权利要求1所述的γ射线准直器，其特征在于，所述第一内衬层（4）为铜内衬层，所述第二内衬层（5）为锡内衬层。
3.根据权利要求1所述的γ射线准直器，其特征在于，所述准直孔（2）为圆柱形，所述第一内衬层（4）和第二内衬层（5）均为圆筒状，且所述准直孔（2）、第一内衬层（4）和第二内衬层（5）自外而内依次同轴设置。
4.根据权利要求3所述的γ射线准直器，其特征在于，所述过滤器（3）为圆片状，所述过滤器（3）包括两个相互平行的圆形表面，所述过滤器（3）的一个所述圆形表面与所述准直孔（2）的端面共面设置，所述过滤器（3）的另一个所述圆形表面与所述第一内衬层（4）和第二内衬层（5）的一端均相接触。
5.根据权利要求4所述的γ射线准直器，其特征在于，所述第一内衬层（4）和第二内衬层（5）的轴向长度相等。
6.根据权利要求5所述的γ射线准直器，其特征在于，所述过滤器（3）的轴向长度与所述第一内衬层（4）的轴向长度之和等于所述准直孔（2）的轴向长度，所述过滤器（3）的轴向长度与所述第二内衬层（5）的轴向长度之和等于所述准直孔（2）的轴向长度。
7.根据权利要求1所述的γ射线准直器，其特征在于，所述屏蔽体（1）为铅屏蔽体，所述准直孔（2）的直径为48mm-50mm；所述过滤器（3）的轴向厚度为28mm-33mm。
8.根据权利要求1所述的γ射线准直器，其特征在于，所述第一内衬层（4）的外径为48mm-50mm，内径为42mm-44mm。
9.根据权利要求1所述的γ射线准直器，其特征在于，所述第二内衬层（5）的外径为42mm-44mm，内径为39mm-41mm。
10.一种γ射线探测系统，其特征在于，包括γ射线源（6）和探测器（7），且所述γ射线源（6）的γ射线出射光路上设有如权利要求1-9任意一项所述的γ射线准直器。
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