一種卡片式個人中子劑量計的製作方法

2023-09-20 21:25:55

專利名稱：一種卡片式個人中子劑量計的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種中子劑量計，特別涉及一種直讀式的卡片式個人中子劑量計。
背景技術：
在存在中子輻射的場合，中子劑量是常規監測的項目，近年來，我國中子應用技術 發展迅速，中子測井、中子照相、中子活化分析等已經得到廣泛應用。各種加速器中子源、核 電站、反應堆及新型熱核反應裝置等核設施大量建造。另外，中子因其獨特的生物學特性也 在中子輻射治療方面日益受到重視。人們將有更多的機會接觸中子輻射，而中子對人體的 傷害較大(能量在100keV-2MeV範圍內的中子的輻射權重因子為20)，對放射性從業人員的 個人中子劑量監測就顯得越為重要。目前，實現個人中子劑量監測的方法主要有膠片技術、反照率技術、固體徑跡探測 技術、氣泡探測技術等，而這些技術所涉及的都是無源元件，很多產品數據易讀性差，受時 間與地點的限制，更不具備報警功能。隨著微電子技術的發展，直讀式半導體個人中子劑量 計也得到了應用。直讀式半導體個人中子劑量計中，在半導體表面覆蓋fiLiF或kiB塑料核反應層， 利用核反應探測熱中子，數據可直讀，具有報警功能，但靈敏度極低。中子周圍劑量當 量(率)儀，雖然靈敏度較高，可進行個人中子劑量監測，但過於笨重，使用不便。摻雜 0. 06-0. OSwt %的銪的fiLiI晶體[fiLiI (Eu)]，對熱中子的能量解析度高，被認為是已知的用 於探測熱中子的最有效材料。f5LiI(Eu)閃爍晶體具有熱中子探測效率高、高靈敏和中子伽 瑪甄別本領好等優點。目前，國內外還無採用摻銪碘化鋰閃爍晶體的個人中子劑量計。總的來說，目前個人中子劑量監測設備存在著靈敏度低、數據易讀性差、不具備報 警功能或使用不便等缺點。因此，特別需要一種輕便、具備報警功能且靈敏度高的個人中子劑量計，方便職業 工作者在潛在危險的環境中佩戴，在監測中子輻射的同時，能提供關於該人員已受中子輻 射量的指示。

發明內容
本發明的目的在於提供一種卡片式個人中子劑量計，解決現有的個人中子劑量監 測設備存在的靈敏度低、數據易讀性差、不具備報警功能等的問題。為了實現上述目的，本發明的技術方案如下一種卡片式個人中子劑量計，其特徵在於，它包括一中子探頭及一控制系統，所述 中子探頭中設置有中子探測元件，所述中子探測元件為摻銪碘化鋰閃爍晶體，所述中子探 頭的信號輸出端與所述控制系統的信號輸入端連接，由所述控制系統對所述中子探頭的信 號進行處理。在本發明的一個實施例中，所述中子探頭由屏蔽外殼、中子探測元件、光導、光電 轉換器和電荷靈敏前置放大電路構成，所述中子探測元件、光導、光電轉換器和電荷靈敏前置放大電路依次互相連接並設置在所述屏蔽外殼內，所述電荷靈敏前置放大電路的輸出端 與所述控制系統相連接。進一步，所述光電轉換器為光電二極體。在本發明的一個實施例中，所述摻銪碘化鋰閃爍晶體的6Li豐度為0. 01-99%，銪 的摻雜量為0. OOl-Iwt%。在本發明的一個實施例中，所述摻銪碘化鋰閃爍晶體的6Li豐度為92%，銪的摻雜 量為 0. 08wt%。在本發明的一個實施例中，所述控制系統由放大器、甄別器、計數器、控制器、顯示 器、蜂鳴器、LED指示燈、振動器和電源構成；所述放大器依次連接甄別器、計數器和控制 器，所述顯示器、蜂鳴器、LED指示燈、振動器分別與所述控制器相連接，所述電源分別與所 述放大器、甄別器、計數器、控制器和顯示器連接並連接所述中子探頭，所述放大器的信號 輸入端與所述中子探頭相連接。進一步，所述電源為一節標準AAA電池。本發明的卡片式個人中子劑量計具有如下的特點(1)採用高靈敏度的fiLiI (Eu)閃爍晶體作為中子探測元件，對中子響應靈敏；(2)採用體積小巧的光電二極體作為光電轉換器，無需提供高壓，儀器結構簡單， 體積小，重量輕，便於攜帶；(3)可直接讀出個人中子劑量當量或劑量當量率，具有聲、光、振動報警功能，具有 數據存儲與無線傳輸功能，使用不受地點時間限制。本發明的卡片式個人中子劑量計，採用f5LiI(Eu)閃爍晶體作為中子探測元件，匹 配光電二極體作為光電轉換器，重量輕，便於攜帶，對中子響應靈敏，可確定個人接收的全 身中子劑量當量，具備聲、光、振動等報警功能，可用於放射性從業人員的個人中子劑量監 測，確保其周身環境的中子輻射量處在安全範圍內，實現本發明的目的。


以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。圖1為本發明的卡片式個人中子劑量計的結構框圖；圖2為本發明的中子探頭的內部結構示意圖；圖3為本發明的控制系統的內部結構框圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。如圖1所示，本發明的卡片式個人中子劑量計，它包括一中子探頭10及一控制系 統20，中子探頭10的信號輸出端與控制系統20的信號輸入端連接，由控制系統20對中子 探頭10的信號進行處理。如圖2所示，中子探頭10由屏蔽外殼11、中子探測元件12、光導13、光電轉換器 14和電荷靈敏前置放大電路15構成，中子探測元件12、光導13、光電轉換器14和電荷靈敏 前置放大電路15依次互相連接並設置在屏蔽外殼11內，電荷靈敏前置放大電路15的輸出端與控制系統20相連接。中子探頭10中的中子探測元件12採用摻銪碘化鋰閃爍晶體，所述摻銪碘化鋰閃 爍晶體的6Li豐度為0. 01-99%，銪的摻雜量為0. 001-lwt% ；在本實施例中，所述摻銪碘化 鋰閃爍晶體的6Li豐度為92%，銪的摻雜量為0. 08wt%。屏蔽外殼11採用矽鋼製的屏蔽外 殼；中子探頭10的光電轉換器14採用濱松S3590-08光電二極體；中子探頭10由fiLiI (Eu) 閃爍晶體耦合S3590-08光電二極體組成，中子探頭10監測中子場中的輻射水平，並通過注 量和劑量當量轉換後求得劑量和總劑量。如圖3所示，控制系統20由放大器21、甄別器22、計數器23、控制器24、顯示器 25、蜂鳴器26、LED指示燈27、振動器28和電源四構成；放大器21依次連接甄別器22、計 數器23和控制器對，顯示器25、蜂鳴器26、LED指示燈27、振動器28分別與控制器M相 連接，電源四分別與放大器21、甄別器22、計數器23、控制器M和顯示器25連接並連接中 子探頭10，放大器21的信號輸入端信號與中子探頭10相連接。工作時，從中子探頭10輸出來的信號經過放大器21放大後，再進入到甄別器22 進行甄別，中子探頭10的甄別閾值為IOOOmV,經過甄別的信號進入到計數器23進行準確計 數，輸入控制器對，控制器M通過操作界面進行顯示、存儲和報警等控制，數據通過顯示器 25顯示，聲、光、振動等報警通過蜂鳴器26、LED指示燈27和振動器28來指示；電源四分 別為中子探頭10、放大器21、甄別器22、計數器23、控制器對、顯示器25連接並供電；在本 實施例中，電源四為一節標準AAA電池。本發明的卡片式個人中子劑量計，體積約為90cc，重量小於100g，靈敏度高，便於 攜帶，可直接讀出個人中子劑量當量或劑量當量率，具有聲、光、振動報警功能。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
權利要求
1.一種卡片式個人中子劑量計，其特徵在於，它包括一中子探頭及一控制系統，所述中 子探頭中設置有中子探測元件，所述中子探測元件為摻銪碘化鋰閃爍晶體，所述中子探頭 的信號輸出端與所述控制系統的信號輸入端連接，由所述控制系統對所述中子探頭的信號 進行處理。
2.根據權利要求1所述的卡片式個人中子劑量計，其特徵在於，所述中子探頭由屏蔽 外殼、中子探測元件、光導、光電轉換器和電荷靈敏前置放大電路構成，所述中子探測元件、 光導、光電轉換器和電荷靈敏前置放大電路依次互相連接並設置在所述屏蔽外殼內，所述 電荷靈敏前置放大電路的輸出端與所述控制系統相連接。
3.根據權利要求2所述的卡片式個人中子劑量計，其特徵在於，所述光電轉換器為光 電二極體。
4.根據權利要求1所述的卡片式個人中子劑量計，其特徵在於，所述摻銪碘化鋰閃爍 晶體的6Li豐度為0. 01-99%，銪的摻雜量為0. OOl-Iwt%。
5.根據權利要求1所述的卡片式個人中子劑量計，其特徵在於，所述摻銪碘化鋰閃爍 晶體的6Li豐度為92%，銪的摻雜量為0. 08wt%。
6.根據權利要求1所述的卡片式個人中子劑量計，其特徵在於，所述控制系統由放大 器、甄別器、計數器、控制器、顯示器、蜂鳴器、LED指示燈、振動器和電源構成；所述放大器 依次連接甄別器、計數器和控制器，所述顯示器、蜂鳴器、LED指示燈、振動器分別與所述控 制器相連接，所述電源分別與所述放大器、甄別器、計數器、控制器和顯示器連接並連接所 述中子探頭，所述放大器的信號輸入端與所述中子探頭相連接。
7.根據權利要求6所述的卡片式個人中子劑量計，其特徵在於，所述電源為一節標準 AAA電池。
全文摘要
本發明的目的在於公開一種卡片式個人中子劑量計，它包括一中子探頭及一控制系統，所述中子探頭中設置有中子探測元件，所述中子探測元件為摻銪碘化鋰閃爍晶體，所述中子探頭的信號輸出端與所述控制系統的信號輸入端連接，由所述控制系統對所述中子探頭的信號進行處理；採用6LiI(Eu)閃爍晶體作為中子探測元件，匹配光電二極體作為光電轉換器，重量輕，便於攜帶，對中子響應靈敏，可確定個人接收的全身中子劑量當量，具備聲、光、振動等報警功能，可用於放射性從業人員的個人中子劑量監測，確保其周身環境的中子輻射量處在安全範圍內，實現本發明的目的。
文檔編號G01T3/00GK102043160SQ20101029447
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月20日 優先權日2010年3月12日
發明者孫剛, 宋建安, 張燊, 徐強, 李兆龍, 趙文淵, 陳杰豐 申請人:上海新漫傳感技術研究發展有限公司