CN206400116U - 用于车辆通道核辐射监测的探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于核辐射探测技术领域，特别涉及一种核辐射探测器。用于车辆通道核辐射监测的探测器，其按功能结构划分了内部区域，包括塑闪探测单元、中子探测器单元、伽马剂量当量率探测器单元和中控电路处理单元。塑闪探测单元加装了上下左右及背部的厚铅屏蔽，V型中子探测器加装了屏蔽材料，消除了外界射线的不利影响，提高了探测器的探测效率和系统灵敏度。本实用新型实现了对过往车辆通道中所夹带的各类放射源射线进行实时监测，特别是可以监测通道过关点位的实时剂量当量率，在判定车辆是否夹带放射性物质的同时，对车辆外表的辐射安全进行预警，以免在不知情的状况下造成过量外照射伤害，并且具有核素分辨能力为后续现场处理提供处理依据。

Description

用于车辆通道核辐射监测的探测器

技术领域

本实用新型属于核辐射探测技术领域，特别涉及一种核辐射探测器。

背景技术

废旧金属原料来源复杂，会不可避免地夹杂一些未经处理的废弃核仪器和含源设备，混在废旧金属中的废弃放射源会在未知的情况下打包、运输，如果冶炼企业未经过辐射监测，废弃放射源将在炼化后，作为型材和钢坯出售，最终深加工成建材和设备，长期使用将严重影响这些材料使用者的生存和健康。而掺杂在废钢中放射源将严重污染炼钢生产线、严重危害炼钢工人的身体健康。这些混杂放射性物质的成品钢将给企业带来巨大损失。

为防止放射源熔炼事故的发生，在废旧金属收购环节和钢材出厂环节安装辐射监测系统，可有效检测出金属原料和钢材是否含放射性，阻止企业进行熔炼和加工，减少工人外照射的危害和企业损失。

目前废旧金属处理场所和钢厂使用的核检测设备大都为便携式设备，效率低下、盲区多，并需大量人力完成；部分使用的通道监测设备探测器拆装异常不便，且检测目标较为单一、灵敏度低，易产生漏检。

发明内容

本实用新型的目的是：针对于现有技术的不足，提供一种可以检出多类不同能量的伽马射线和中子射线的高灵敏度且易维护的用于车辆通道核辐射监测的探测器。

本实用新型的技术方案是：用于车辆通道核辐射监测的探测器，它包括：门型钢梁、铅屏、塑闪探测单元、伽马剂量当量率探测器、中子屏蔽体、中子探测器、中控电路处理单元、安装箱面板以及安装箱箱体；

门型钢梁为∏型，安装在安装箱箱体的外侧；

安装箱箱体内部由钢板划分为右侧E、A、F，左侧C、B五个功能分区；

塑闪探测单元包括：表面包裹黑色避光材料的塑闪，以及安装在塑闪两端导光圆孔面的上光电单元、下光电单元；塑闪位于安装箱箱体的分区A内；上光电单元、下光电单元分别穿过分区A上下的钢板，位于分区E、分区F中；

伽马剂量当量率探测器位于安装箱箱体的分区C内；

中子屏蔽体位于安装箱箱体的分区B内，其截面为V型，开口向上，中子探测器紧贴于中子屏蔽体的V型口中；

中控电路处理单元位于安装箱箱体的分区C内，其通过引出电路线分别连接上光电单元、下光电单元、伽马剂量当量率探测器、中子探测器；

铅屏包括：竖立安装于安装箱箱体的分区A左右两侧的右侧铅屏、左侧铅屏，竖立安装于安装箱箱体的分区A上下两侧的上端铅屏、下端铅屏，平置安装于安装箱箱体的分区A底部的背部铅屏；

安装箱面板用于将安装箱箱体密封。

有益效果：1、本实用新型所通过内部结构的划分，使其能较易检修和方便除错。通过不同的探测单元的结构形式原理优化处理，例如加装塑闪探测单元的厚铅屏蔽，使用中子探测器屏蔽V型结构，提高了装置灵敏度和探测效率，并极大程度上消除外界干扰的影响。

2、本实用新型具备了探测不同射线能力，且可直接监测过关点位的实时剂量当量率。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成爆炸图；

图2为本实用新型中安装箱箱体内部的分区图；

图3为本实用新型中塑闪铅屏分布示意图；

图4为本实用新型中塑闪光电单元分解图；

图5为本实用新型中塑闪和光电单元配合安装图；

图6为本实用新型中伽马剂量当量率探测器示意图；

图7为本实用新型中中子探测器安装示意图；

图8为本实用新型内部单元就位图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

参见附图1、8，用于车辆通道核辐射监测的探测器，它包括：门型钢梁1、铅屏、塑闪探测单元、伽马剂量当量率探测器10、中子屏蔽体11、中子探测器12、中控电路处理单元13、安装箱面板14以及安装箱箱体15；

门型钢梁1为∏型，安装在安装箱箱体15的外侧；具体为：门型钢梁1内侧左右两边分别开有孔距250mm的的固定圆通孔。安装箱箱体15外侧左右两边则分别配钻与门型钢梁等距的固定圆通孔。安装箱箱体15平置于门型钢梁1的框架内部，使用6×M8的螺栓在圆通孔内固定。

安装箱箱体15内部由钢板划分为右侧E、A、F，左侧C、B五个功能分区；进一步的，安装箱箱体15的A区与E区的连接钢板几何中心、A区与F区的连接钢板几何中心，开75mm×105mm的方形通孔。安装箱箱体15的C区和E区连接钢板、B区和F区连接钢板、C区和B区连接钢板，分别开过线圆通孔。图2所示为安装箱箱体15的内部分区图。

参见附图4、5，塑闪探测单元包括：表面包裹黑色避光材料的塑闪9，以及安装在塑闪9两端导光圆孔面的上光电单元7、下光电单元8；塑闪9位于安装箱箱体15的分区A内；上光电单元7、下光电单元8分别穿过分区A上下的钢板，位于分区E、分区F中；上光电单元7、下光电单元8的结构相同，均包括：盖体7-1、弹簧7-2、光电倍增管A7-3、外壳7-4以及基座7-5；电倍增管7-3选用为口径的高灵敏度双碱光电倍增管，电倍增管7-3的光电面涂覆导光硅脂，置于外壳7-4内；外壳7-4与基座7-5固定连接；塑闪9两端导光圆孔面嵌入基座7-5内与光电倍增管A7-3的光电面接触；弹簧7-2位于外壳7-4的内部，通过上述盖体7-1给光电倍增管A7-3产生压力，增强光电倍增管A7-3光电面和塑闪9导光圆孔面的耦合效果。

参见附图6，伽马剂量当量率探测器10位于安装箱箱体15的分区C内；伽马剂量当量率探测器10包括：NaI晶体10-1、光电倍增管B10-2、高压前放模块10-3；其中，NaI晶体10-1使用能量分辨率优于9.0％的大体积晶体；光电倍增管B10-2的光电面涂覆导光硅脂，耦合到NaI晶体10-1的玻璃窗口。

中子屏蔽体11位于安装箱箱体15的分区B内，其截面为V型，开口向上，中子探测器12紧贴于中子屏蔽体11的V型口中；中子屏蔽体11选用中子吸收截面大的材料，例如聚乙烯材料，中子探测器12选用氦三气体探测器或锂玻璃探测器，图7所示为中子探测器安装示意图。

中控电路处理单元13位于安装箱箱体15的分区C内，包括：接口电路、中控数据采集处理单元、低压电源和直流高压模块；其中，接口电路的输出形式为485总线或Zigbee无线传输或射频传输或短消息传输。中控电路处理单元13通过引出电路线分别连接上光电单元7、下光电单元8、伽马剂量当量率探测器10、中子探测器12；中控电路处理单元13；具体为：塑闪上端光电单元7的引出电路线，通过安装箱箱体15的C区和E区连接钢板的过线圆通孔，连接到中控电路处理单元13。塑闪下端光电单元8的引出电路线，经过安装箱箱体15的B区和F区连接钢板的过线圆通孔，再通过C区和B区连接钢板的过线圆通孔，连接到中控电路处理单元13。伽马剂量当量率探测器10的引出电路线，则就近连接中控电路处理单元13。中子探测器12的引出电路线，直接通过C区和B区连接钢板的过线圆通孔，连接到中控电路处理单元13。

中控数据采集处理单元负责采集塑闪探测单元、伽马剂量当量率探测单元和中子探测单元的数据，通过内部数据处理，通过接口电路上传输出。低压电源提供各探测单元所需的直流电压，例如+3.3V、+5V、±12V、+24V直流电压。直流高压模块则提供各探测单元所需的高压，例如4路-2000V～0V的电压输出。

铅屏包括：均采用5mm厚的铅屏蔽板的右侧铅屏2、背部铅屏3、上端铅屏4、下端铅屏5、左侧铅屏6。上端铅屏4和下端铅屏5的几何中心，分别开75mm×105mm的方形通孔。安装过程中，将右侧铅屏2、左侧铅屏6分别竖立于安装箱箱体15的A区内部左右两侧；上端铅屏4、下端铅屏5分别竖立于安装箱箱体15的A区内部上下两侧；背部铅屏3则平置于安装箱箱体15的A区内侧的底部。图3所示为塑闪铅屏分布示意图。

安装箱面板14通过定位锁孔固定在安装箱箱体15外表面，其材质优选为密封性好、射线透过率高的高强度碳纤维薄板。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.用于车辆通道核辐射监测的探测器，其特征是，它包括：门型钢梁(1)、铅屏、塑闪探测单元、伽马剂量当量率探测器(10)、中子屏蔽体(11)、中子探测器(12)、中控电路处理单元(13)、安装箱面板(14)以及安装箱箱体(15)；

所述门型钢梁(1)为∏型，安装在所述安装箱箱体(15)的外侧；

所述安装箱箱体(15)内部由钢板划分为右侧E、A、F，左侧C、B五个功能分区；

所述塑闪探测单元包括：表面包裹黑色避光材料的塑闪(9)，以及安装在所述塑闪(9)两端导光圆孔面的上光电单元(7)、下光电单元(8)；所述塑闪(9)位于所述安装箱箱体(15)的分区A内；所述上光电单元(7)、所述下光电单元(8)分别穿过分区A上下的钢板，位于分区E、分区F中；

所述伽马剂量当量率探测器(10)位于所述安装箱箱体(15)的分区C内；

所述中子屏蔽体(11)位于所述安装箱箱体(15)的分区B内，其截面为V型，开口向上，所述中子探测器(12)紧贴于所述中子屏蔽体(11)的V型口中；

所述中控电路处理单元(13)位于安装箱箱体(15)的分区C内，其通过引出电路线分别连接所述上光电单元(7)、所述下光电单元(8)、所述伽马剂量当量率探测器(10)、所述中子探测器(12)；

所述铅屏包括：竖立安装于所述安装箱箱体(15)的分区A左右两侧的右侧铅屏(2)、左侧铅屏(6)，竖立安装于所述安装箱箱体(15)的分区A上下两侧的上端铅屏(4)、下端铅屏(5)，平置安装于所述安装箱箱体(15)的分区A底部的背部铅屏(3)；

所述安装箱面板(14)用于将安装箱箱体(15)密封。

2.如权利要求1所述的用于车辆通道核辐射监测的探测器，其特征是，所述铅屏采用5mm厚的铅屏蔽板。

3.如权利要求1或2所述的用于车辆通道核辐射监测的探测器，其特征是，所述上光电单元(7)、所述下光电单元(8)的结构相同，均包括：盖体(7-1)、弹簧(7-2)、光电倍增管A(7-3)、外壳(7-4)以及基座(7-5)；所述光电倍增管A(7-3)选用为口径的高灵敏度双碱光电倍增管，所述光电倍增管A(7-3)的光电面涂覆导光硅脂，置于外壳(7-4)内；所述外壳(7-4)与所述基座(7-5)固定连接；

所述塑闪(9)两端导光圆孔面嵌入所述基座(7-5)内与所述光电倍增管A(7-3)的光电面接触；所述弹簧(7-2)位于外壳(7-4)的内部，通过上述盖体(7-1)给所述光电倍增管A(7-3)产生压力，增强所述光电倍增管A(7-3)光电面和所述塑闪(9)导光圆孔面的耦合效果。

4.如权利要求1或2所述的用于车辆通道核辐射监测的探测器，其特征是，所述中子探测器(12)为氦三气体探测器或锂玻璃探测器。

5.如权利要求1或2所述的用于车辆通道核辐射监测的探测器，其特征是，所述伽马剂量当量率探测器(10)包括：NaI晶体(10-1)、光电倍增管B(10-2)、高压前放模块(10-3)；其中，所述NaI晶体(10-1)使用能量分辨率优于9.0％的大体积晶体；所述光电倍增管B(10-2)的光电面涂覆导光硅脂，耦合到NaI晶体(10-1)的玻璃窗口。

6.如权利要求1或2所述的用于车辆通道核辐射监测的探测器，其特征是，所述中控电路处理单元(13)包括：接口电路、中控数据采集处理单元、低压电源和直流高压模块；其中，所述接口电路的输出形式为485总线或Zigbee无线传输或射频传输或短消息传输。

7.如权利要求1或2所述的用于车辆通道核辐射监测的探测器，其特征是，所述安装箱面板(14)为高强度碳纤维薄板。