CN205067759U - 一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器 - Google Patents
一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，包括金属铝圆筒，金属铝圆筒的端部设置有金属铝前盖，金属铝圆筒中心设置有圆柱形金属铅芯，圆柱形金属铅芯外表面设置有无机闪烁晶体，无机闪烁晶体外表面设置有MgO光反射层，金属铝圆筒内设置有光电倍增管，无机闪烁晶体由相同形状的NaI晶体、CsI晶体、BGO晶体构成，NaI晶体、CsI晶体、BGO晶体分别为圆心角均为120°的扇状柱体。通过测量探测器各晶体的计数，得出放射源发出的γ射线的方向信息，从而得出放射源的位置。其体积较小，重量轻，便于携带。
Description
技术领域
本实用新型属于放射源定位技术领域，涉及一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器。
背景技术
当前，国内对丢失的放射源的定位方法研究还处于起步阶段，且多借鉴国外的方法、经验，探测方法单一，工作量和耗时量都比较大，探测过程中有一定的危险性。在国外，各国对放射源定位方法做了不同程度的研究，得到了不同的探测方法，主要可以分为两大类：一类是基于方向探测器的放射源定位方法；另一类是基于辐射场中计数率随位置变化的放射源定位方法。
基于计数率变化定位放射的源方法工作量和耗时量都比较大，且在一定距离外对放射源进行定位时误差较大；基于方向探测器的放射源定位方法能够很快的对一定距离外的放射源进行较为准确的定位，是搜寻放射源快速有效的方法，但目前普遍存在探测精度较低、设备笨重等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，能直接在异常辐射场中快速得出放射源的方向，探测精度高，并在一定距离内对放射源进行定位，从而缩短放射源的定位时间，以减少搜寻人员的受照射时间，提高放射源搜寻的安全性；设备轻便。
本实用新型所采用的技术方案是，一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，包括金属铝圆筒，金属铝圆筒的端部设置有金属铝前盖，金属铝圆筒中心设置有圆柱形金属铅芯，圆柱形金属铅芯外表面设置有无机闪烁晶体，无机闪烁晶体外表面设置有MgO光反射层，金属铝圆筒内设置有光电倍增管，无机闪烁晶体由相同形状的NaI晶体、CsI晶体、BGO晶体构成，NaI晶体、CsI晶体、BGO晶体分别为圆心角均为120°的扇状柱体，无机闪烁晶体内径30mm，外径75mm，高50mm。
进一步的，所述金属铝前盖与金属铝圆筒通过密封环氧树脂密封。
进一步的，端面的MgO光反射层与金属铝前盖之间设置有海绵垫衬。
进一步的，所述金属铝圆筒外表面涂抹有闪烁晶体边界的光学耦合剂和胶粘剂。
进一步的，所述无机闪烁晶体与圆柱形金属铅芯之间设置有光反射层MgO薄层，NaI晶体、CsI晶体、BGO晶体之间也设置有光反射层MgO薄层，金属铝圆筒上刻有0°刻度线。
进一步的，所述金属铝前盖内径83mm、外径87mm、深10mm，厚2mm。
进一步的，所述MgO光反射层为2mm厚空心圆柱状MgO反光材料，内径75mm，外径79mm，深50mm，一端封闭，厚度2mm。
进一步的，所述金属铝圆筒内径79mm，外径83mm。
进一步的，所述海绵垫衬直径79mm，厚2mm。
进一步的，所述圆柱状金属铅芯直径30mm，高50mm。
本实用新型的有益效果是，通过测量探测器各晶体的计数，得出放射源发出的γ射线的方向信息，从而得出放射源的位置。其体积较小，重量轻，便于携带。γ射线方向探测器的角度分辨率较高，对能量在0.2～1.2MeV之间的γ射线，探测器的偏差约为1°。测量方法简单、高效，采用四次测量法，仅需四次测量即可得出放射源的方向信息，结果可信度高，误差较小。能量低于0.2MeV时，通过绘制全能峰与θ的关系曲线亦能较为准确的得出放射源的位置。
附图说明
图1是多晶体耦合γ射线方向探测器探头轴线剖视图。
图2是多晶体耦合γ射线方向探测器探头闪烁晶体区域圆柱面剖视图。
图3为多晶体耦合γ射线方向探测器定位放射源原理图。
图中，1为金属铝前盖，2为MgO光反射层，3为金属铝圆筒，4为海绵垫衬，5为无机闪烁晶体，6为圆柱形金属铅芯，7为密封环氧树脂，8为闪烁晶体边界的光学耦合剂和胶粘剂，9为光电倍增管，10为NaI晶体，11为CsI晶体，12为BGO晶体，13为光反射层MgO薄层，14为放射源，15为0°刻度线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，结构如图1、图2所示，包括金属铝圆筒3，金属铝圆筒3的端部设置有金属铝前盖1，金属铝前盖1与金属铝圆筒3通过密封环氧树脂7密封，金属铝圆筒3中心设置有圆柱形金属铅芯6，圆柱形金属铅芯6外表面设置有无机闪烁晶体5，无机闪烁晶体5外表面设置有MgO光反射层2，端面的MgO光反射层2与金属铝前盖1之间设置有海绵垫衬4，金属铝圆筒3外表面涂抹有闪烁晶体边界的光学耦合剂和胶粘剂8，金属铝圆筒3内设置有光电倍增管9。
无机闪烁晶体5由相同形状的NaI晶体10、CsI晶体11、BGO晶体12构成，结构如图2所示，NaI晶体10、CsI晶体11、BGO晶体12分别为圆心角均为120°的扇状柱体，内径30mm，外径75mm，高50mm。无机闪烁晶体5与圆柱形金属铅芯6之间设置有光反射层MgO薄层13，NaI晶体10、CsI晶体11、BGO晶体12之间也设置有光反射层MgO薄层13。金属铝圆筒3上刻有0°刻度线15。
金属铝前盖1内径83mm、外径87mm、深10mm，盖顶均匀，厚2mm。MgO光反射层2为2mm厚空心圆柱状MgO反光材料，内径75mm，外径79mm，深50mm，一端封闭，厚度2mm。金属铝圆筒3内径79mm，外径83mm，长度与光电倍增管9的选取有关。圆盘状的海绵垫衬4，直径79mm，厚2mm。圆柱状金属铅芯6，直径30mm，高50mm。
将三个不同类型的闪烁体(NaI晶体10、CsI晶体11、BGO晶体12)耦合于同一光电倍增管9上，是基于对于某一能量的γ光子，不同闪烁体晶体由于其γ闪烁效率不同，将不同晶体耦合于同一光电倍增管并经多道分析器后，得到的能谱图其全能峰是分离的，NaI、CsI、BGO闪烁体的γ闪烁效率和相关参数如表1所示。根据这一原理，可将两种或两种以上不同的闪烁体晶体耦合测量并得到各闪烁体的计数。
表1三种无机闪烁体的性能参数
由于NaI晶体10的形状和铅的屏蔽效应，当γ射线的入射角度不同时，入射到NaI晶体有效γ光子数不同(正对NaI闪烁体入射时有最大值，正对铅屏蔽体入射时达到最小值)，因此探测到的射线粒子数与射线的入射方向相关。在放射源定位时，旋转探测器的探头，测量得到某一位置探测器的全能峰计数率和角度的关系，就可得出放射源的方向，从而定位放射源。
设计了一种新型测量方式：四次测量法。四次测量法仅需四次侧量即可得出放射源的方向。采用该方法，在使用单一晶体计算时，部分特殊角度会产生较大的误差，因此采取多晶体耦合的方式，以减少误差。一般采用先由三种晶体分别求出θ后求平均值的方法，也可采用加权平均的方式，以保证探测结果的可靠性。
分别于两个不同位置测量，得出各位置放射源的方向θ1、θ2，分别两个位置的过探测器，沿放射源的方向θ1、θ2作直线，交点即为放射源的位置，如图3所示。
Claims (10)
1.一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，包括金属铝圆筒(3)，金属铝圆筒(3)的端部设置有金属铝前盖(1)，金属铝圆筒(3)中心设置有圆柱形金属铅芯(6)，圆柱形金属铅芯(6)外表面设置有无机闪烁晶体(5)，无机闪烁晶体(5)外表面设置有MgO光反射层(2)，金属铝圆筒(3)内设置有光电倍增管(9)，所述无机闪烁晶体(5)由相同形状的NaI晶体(10)、CsI晶体(11)、BGO晶体(12)构成，NaI晶体(10)、CsI晶体(11)、BGO晶体(12)分别为圆心角均为120°的扇状柱体，无机闪烁晶体(5)内径30mm，外径75mm，高50mm。
2.根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，所述金属铝前盖(1)与金属铝圆筒(3)通过密封环氧树脂(7)密封。
3.根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，端面的MgO光反射层(2)与金属铝前盖(1)之间设置有海绵垫衬(4)。
4.根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，所述金属铝圆筒(3)外表面涂抹有闪烁晶体边界的光学耦合剂和胶粘剂(8)。
5.根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，所述无机闪烁晶体(5)与圆柱形金属铅芯(6)之间设置有光反射层MgO薄层(13)，NaI晶体(10)、CsI晶体(11)、BGO晶体(12)之间也设置有光反射层MgO薄层(13)，金属铝圆筒(3)上刻有0°刻度线(15)。
6.根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，所述金属铝前盖(1)内径83mm、外径87mm、深10mm，厚2mm。
7.根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，所述MgO光反射层(2)为2mm厚空心圆柱状MgO反光材料，内径75mm，外径79mm，深50mm，一端封闭，厚度2mm。
8.根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，所述金属铝圆筒(3)内径79mm，外径83mm。
9.根据权利要求3所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，所述海绵垫衬(4)直径79mm，厚2mm。
10.根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，所述圆柱状金属铅芯(6)，直径30mm，高50mm。
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