一種瞬態輻射劑量儀的製作方法

2024-03-24 12:22:05

本實用新型涉及輻射測量領域，具體地講，是涉及一種瞬態輻射劑量儀。

背景技術：

自從一百多年前發現X射線以來，（國際原子能機構編著，王曉峰、周啟甫等譯，《輻射、人與環境》2006年），人們一直在探索有效的途徑將輻射應用於生產、生活和醫療衛生領域，同時也在積極尋求輻射防護的技術措施，力求將輻射的危害降到最低。輻射劑量監測是輻射防護的基礎和前提，聯合國原子輻射效應科學委員會定期審查環境中使人群受到照射的天然及人工輻射的來源，以及這些來源引起的相關風險，並定期向聯合國大會報告其研究成果。目前，公知的輻射劑量儀種類繁多，能量響應範圍一般在30千電子伏到3兆電子伏，根據被測輻射劑量的差異和應用環境的不同，可以選擇不同類型的輻射劑量儀。根據所選探測器的不同，輻射劑量儀主要有四種類型，分別基於電離室、碘化鈉晶體、蓋格-米勒計數管和熱釋光劑量片。其中前三種探測器將被探測的輻射轉換成電流輸出，輸出電流再經處理轉換成對應的輻射劑量；熱釋光劑量片是一種熱釋光材料，在受到致電離輻射照射後，產生電子和空穴，其中有一部分可以被陷阱所俘獲處於亞穩態，隨著輻射劑量增加，被缺陷俘獲的被電離激發的電子和空穴數量增加，當材料被加熱時，電子返回基態,伴隨著的是能量的釋放，其中一部分以可見光或紫外光的形式（熱釋光）釋放，熱釋光強度與累積輻射劑量成正比。

但是，目前公知的傳統輻射劑量儀均是對連續的輻射進行累計劑量監測的，累計的最短時間為若干毫秒，主要測量加速器產生的輻射或天然放射源累積的輻射劑量，無法實時監測瞬態輻射劑量。但核醫學的研究表明，輻射劑量率高的瞬態輻射造成基因突變和基因缺陷的可能性更大。近年來，超短脈衝雷射技術發展迅速，超短脈衝雷射與物質相互作用實驗會產生脈衝極短的瞬態輻射，通常脈衝寬度為數納秒，總劑量不大，但由於脈衝寬度很窄，使得輻射劑量率很高，對生物組織的損害更為嚴重。現有傳統的輻射劑量儀均無法對納秒尺度的短脈衝瞬態輻射劑量進行實時監測，並且無法實時顯示監測結果。

技術實現要素：

為克服現有技術中的上述問題，本實用新型提供設計巧妙、結構簡單的瞬態輻射劑量儀及其應用方法。

為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下：

一種瞬態輻射劑量儀，包括帶有有機閃爍體和光電倍增管的探頭，所述探頭設置於密閉箱體內部，所述密閉箱體內部還設置依次連接的門控積分電路、模數轉換電路和數位訊號處理電路；所述光電倍增管和所述門控積分電路連接；所述數位訊號處理電路的輸出端穿出所述密閉箱體和設置於密閉箱體外的顯示屏連接；所述密閉箱體內部還設置電源電路，所述電源電路分別與門控積分電路、模數轉換電路、數位訊號處理電路、顯示屏和光電倍增管連接。所述探頭還包括金屬外殼和圓形石英玻璃；所述有機閃爍體置於金屬外殼內部；所述金屬外殼一端面設置有以圓形石英玻璃密封的圓形窗口，另一端面固定在所述密閉箱體內部一側面；所述光電倍增管呈圓柱狀，其光電陰極通過圓形石英玻璃和所述有機閃爍體耦合。

具體地，所述有機閃爍體和金屬外殼均呈圓柱狀，所述金屬外殼緊密包裹住所述有機閃爍體。

作為優選，所述有機閃爍體為液體閃爍體或塑料閃爍體；所述金屬外殼為鋁製殼體。

具體地，所述光電倍增管的柱狀表面設置有屏蔽電磁場的屏蔽層。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

（1）本實用新型利用有機閃爍體和光電倍增管的結合，實現對納秒及亞納秒的短脈衝輻射劑量進行實時監測；通過設置在光電倍增管表面的屏蔽層屏蔽電磁幹擾，提高光電倍增管的穩定性；光電倍增管通過圓形石英玻璃與有機閃爍體耦合提高了採集微弱光信號的能力。

（2）本實用新型將光電倍增管和門控積分電路、模數轉換電路和數位訊號處理電路、顯示屏依次連接，可實時獲得瞬態輻射劑量並通過顯示屏顯示出來。

附圖說明

圖1為本實用新型邏輯示意圖。

圖2為本實用新型的實體結構示意圖。

附圖說明：1—金屬外殼，2—有機閃爍體，3—圓形石英玻璃，4—光電倍增管，5—門控積分電路，6—模數轉換電路，7—數位訊號處理電路，8—顯示屏，9—密閉箱體，10—圓形窗口，11—電路板，12—屏蔽層，13—電源電路。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限於下列實施例。

實施例

如圖1和圖2所示，該瞬態輻射劑量儀，包括帶有有機閃爍體2和光電倍增管4的探頭，所述探頭設置於密閉箱體9內部，所述密閉箱體9內部還設置依次連接的門控積分電路5、模數轉換電路6和數位訊號處理電路7；所述光電倍增管4和所述門控積分電路5連接；所述數位訊號處理電路7的輸出端穿出所述密閉箱體9和設置於密閉箱體9外的顯示屏8連接；所述密閉箱體9內部還設置電源電路13，所述電源電路13分別與門控積分電路5、模數轉換電路6、數位訊號處理電路7、顯示屏8和光電倍增管4連接。所述探頭還包括金屬外殼1和圓形石英玻璃3；所述有機閃爍體2置於金屬外殼1內部；所述金屬外殼1一端面設置有以圓形石英玻璃3密封的圓形窗口10，另一端面固定在所述密閉箱體9內部一側面；所述光電倍增管4呈圓柱狀，其光電陰極通過圓形石英玻璃3和所述有機閃爍體2耦合。所述門控積分電路5、模數轉換電路6、電源電路13和數位訊號處理電路7設置於所述電路板11上；所述數位訊號處理電路7的輸出端通過設置在密閉箱體9側面的電路接口連接設置在密閉箱體外側面的顯示屏8；所述數位訊號處理電路7與所述顯示屏8建立電連接。

具體地，所述有機閃爍體2和金屬外殼1均呈圓柱狀，所述金屬外殼1緊密包裹住所述有機閃爍體2。

作為優選，所述有機閃爍體2為液體閃爍體或塑料閃爍體；所述金屬外殼1為鋁製殼體。

具體地，所述光電倍增管4的柱狀表面設置有屏蔽電磁場的屏蔽層12。

所述顯示屏8顯示出被測超短波輻射的輻射劑量值。

上述實施例僅為本實用新型的優選實施例，並非對本實用新型保護範圍的限制，但凡採用本實用新型的設計原理，以及在此基礎上進行非創造性勞動而作出的變化，均應屬於本實用新型的保護範圍之內。