高靈敏度寬線性端窗計數管的製作方法

2023-12-02 11:14:36

專利名稱：高靈敏度寬線性端窗計數管的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於輻射探測儀器中的探測元件，特別是一種高靈敏度寬線性端窗計數管。
目前，在輻射探測實驗中，氣體探測器已被廣泛使用。其中GM(GeigerMijller)計數管是應用最廣泛的探測器之一。因其使用方便，成本低廉，製作工藝要求和儀器電路均較簡單，所以在放射性同位素應用和劑量監測工作中廣泛地用作探測元件。在所有氣體計數管中，端窗型計數管由於能測α、β和γ射線，故是一種較適用的探測元件。各種靈敏度大致相同的計數管中，端窗型計數管比圓柱型計數管有較小的死時間和較高的單位體積探測靈敏度。儘管端窗型計數管具有上述優點，但是，因其是以金屬外殼作陰極，在殼體內以圓型不鏽鋼絲作陽極，再用雲母封閉端窗而成。故由結構所致，其死時間仍較大，線性範圍亦較窄，陰極面積不夠大，致使和γ光子作用面積小，探測γ的靈敏度仍不夠大，相應的探測範圍也較小。當前，根據環境γ本底監測的需要，要求提供一種測量下限到天然本底(能分辯μcGy級的γ輻射)的用於可攜式儀器的探測器，亦就是高靈敏度的要求。現有的一些用於測量γ輻射到本底的、用GM計數管作探測器的儀器中，一般使用死時間較小，靈敏度較高的J304圓柱型GM管，由於探測γ靈敏度只有25000－27000cps每cGy h－1，對於探測γ本底遠不能滿足要求。為增大靈敏度，須採用三－四隻管並聯應用，這樣勢必增大探測器的體積，不利於製成可攜式儀器。因此，急需設計一種新型計數管，使之具有提高γ探測靈敏度的能力。對於探測α和β射線的端窗計數管，欲提高探測效率，必須增大計數管的口徑。現有計數管的口徑增大後，由於電子跨越的空間增大，故死時間又增加，線性測量範圍亦減少，因而也需要提供既能增大探測口徑，又不增加死時間的端窗型計數管的新型結構。該結構對於探測γ射線同樣具有減小死時間、增大線性範圍的作用。在被測輻射量較弱時，要求計數管具有較高的靈敏度，才能保證必要的計數率，以滿足測量準確度的要求。當靈敏度不變時，隨著被測輻射量的增高，非線性誤差增大，被測量達到一定值時，非線性誤差可以非常大，為了保證測量的準確度，在輻射量極強時，降低靈敏度反而能提高測量的準確度，這就要求計數管在結構上可以提供兩種靈敏度，以達到增大測量範圍的目的。
本實用新型的目的就是為解決現有技術的不足，而設計出的一種高靈敏度寬線性端窗計數管，它具有死時間小、探測效率高和具有兩種探測靈敏度，可以顯著增大探測範圍的優點。
本實用新型的目的是這樣實現的該端窗計數管是由組裝在外殼中的陰極和陽極構成的。其中陰極採用多曲面平行板式結構，陽極採用均勻排列於平板之間的導電絲。
由於陰極採用多曲面平行板式結構，平行板間的距離可以很小，因而可以減小死時間，增加線性範圍；另外曲面平行板可以向外延伸，能根據需要隨意增加計數管的口徑，故可提高對α或β射線的探測效率；採用上述結構增加了γ光子和陰極板的反應面積，次級光電子的產率可以大幅度提高，因此，對γ射線的探測靈敏度可以大大提高。因本結構使整個探測體積內距陽極r處電場按1／r規律分布，故其坪特性得到明顯改善。該裝置的陽極還可以製成雙陽極結構，其中一個陽極和陰極形成較大的探測空間，具有較大的探測靈敏度，適用於探測較低的輻射量；而另一個陽極和陰極形成較小的探測空間，具有較小的探測靈敏度，用於探測強輻射量，因此，可以顯著提高其探測範圍。
以下結合實施例和附圖對本實用新型作進一步描述。


圖1是本實用新型一種具有單陽極、多同心圓陰極結構示意圖。
圖2是圖1沿A－A線的剖視圖。
圖3是本實用新型另一種具有單陽極、螺旋陰極結構示意圖。
圖4是圖3沿B－B線的剖視圖。
圖5是本實用新型一種具有雙陽極、多同心圓陰極結構示意圖。
圖6是圖5沿C－C線的剖視圖。
圖7是本實用新型另一種具有雙陽極、多同心圓陰極結構示意圖。
圖8是圖7沿D－D線的剖視圖。
圖9是本實用新型又一種具有雙陽極、螺旋陰極結構示意圖。
圖10是圖9沿E－E線的剖視圖。
根據圖1－10詳細說明本實用新型的具體結構。該裝置的陰極4和陽極5組裝在外殼6中。其中陰極製成多同心圓筒狀曲面平行板式結構(如圖1、圖5、圖7所示)，也可製成螺旋筒狀曲面平行板式結構(如圖3、圖9所示)。多同心圓筒狀陰極4的數量可以根據計數管的口徑大小而增減。陽極5是利用密封玻璃絕緣子2或7均勻封裝在陰極4曲面平行板之間。陽極5製成多同心圓環形導電絲(如圖5、圖7所示)，並聯成單陽極，陽極5也可製成螺旋形導電絲(如圖3、圖9所示)。陽極5可為單陽極(如圖1、圖3所示)，也可為雙陽極(如圖5、圖7、圖9所示)。圖中1為第一陽極引出線，3為端窗密封雲母窗，8為第二陽極和引出線。
按本實用新型製造的計數管(SJ型)與現有的幾種計數管J304、J418、J419型相比，具有突出的顯著特點。其性能比較見表1。
表權利要求1.一種由陰極和陽極組成的高靈敏度寬線性端窗計數管，其特徵是所述陰極採用曲面平行板式結構，陽極採用均勻排列於平行板之間的導電絲。
2.根據權利要求1所述的端窗計數管，其特徵是所述陰極製成多同心圓筒狀曲面平行板式結構。
3.根據權利要求1所述的端窗計數管，其特徵是所述陰極製成螺旋筒狀曲面平行板式結構。
4.根據權利要求1、2、3所述的端窗計數管，其特徵是所述陽極製成同心圓環形導電絲。
5.根據權利要求1、2、3所述的端窗計數管，其特徵是所述陽極製成螺旋形導電絲。
6.根據權利要求3或4所述的端窗計數管，其特徵是所述的陽極可製成雙陽極。
專利摘要本實用新型涉及一種用於輻射探測儀器中的探測元件，特別是一種高靈敏度寬線性端窗計數管。它是由組裝在外殼中的陰極和陽極構成的。其中陰極採用曲面平行板式結構，陽極採用均勻排列於平行板之間的導電絲。該裝置足以克服現有技術的不足，具有死時間小、探測效率高和具有兩種探測靈敏度，可以顯著增大探測範圍的優點。
文檔編號G01T1/00GK2103821SQ9122240
公開日1992年5月6日 申請日期1991年10月29日 優先權日1991年10月29日
發明者劉國才 申請人:中國人民解放軍81869部隊