γ射線準直器及其探測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種γ射線準直器及其探測系統(tǒng),其中所述γ射線準直器包括圓柱形的、用于對γ射線進行屏蔽的屏蔽體及沿所述屏蔽體的軸向貫通開設的準直孔,所述準直器還包括固定在所述準直孔內的過濾器,所述準直孔的內壁上設有用于對γ射線進行吸收的第一內襯層,所述第一內襯層的內壁上還設有第二內襯層,且所述第一內襯層的一端與所述過濾器的端面相接觸。通過在準直孔的內壁上設置第一內襯層及在第一內襯層的內壁貼合第二內襯層,從而在準直孔內形成了緊密貼合的第一內襯層和第二內襯層,第一內襯層和第二內襯層能將γ射線在準直孔內引起的散射γ射線進行屏蔽和吸收,減少了進入探測器內的無需測量的γ射線。
【專利說明】Y射線準直器及其探測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及核輻射探測【技術領域】,更具體地說,涉及一種Y射線準直器及使用該Y射線準直器的探測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]核電站在極端惡劣環(huán)境如嚴重事故安全殼卸壓排氣過程中會釋放出多種放射性核素,這些放射性核素會對環(huán)境造成極大的污染,而對這些放射性核素的活度濃度的定量測量,可作為評估環(huán)境污染水平的重要依據?,F有技術是采用在鉛屏蔽體中直接打孔的測量準直器來對Y射線進行屏蔽,并對放射性核素的活度進行測量,但采用這種裝置的探測裝置僅能夠實現對放射性核素總濃度的測量,無法實現對多核素放射性物質各成分的定量分析測量。
[0003]在現有的探測裝置中,當放射性核素發(fā)射的Y射線與管壁、測量準直器相互作用過程中,會發(fā)生多次散射,采用簡單的鉛室打孔設計測量準直器,會造成Y射線多次散射的Y光子進入探測器,從而形成更復雜的Y能譜,造成核素的分辨能力降低,無法測出可造成嚴重環(huán)境污染的典型核素活度濃度測量值。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題在于,針對現有技術的準直器無法對Y射線多次散射的Y射線進入屏蔽和吸收的缺陷,提供一種能屏蔽和吸收散射的Y射線的Y射線準直器及其探測系統(tǒng)。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種Y射線準直器,包括圓柱形的、用于對Y射線進行屏蔽的屏蔽體及沿所述屏蔽體的軸向貫通開設的準直孔,所述準直器還包括固定在所述準直孔內的過濾器,所述準直孔的內壁上設有用于對Y射線進行吸收的第一內襯層,所述第一內襯層的內壁上還設有第二內襯層,且所述第一內襯層的一端與所述過濾器的端面相接觸。
[0006]在本實用新型所述的Y射線準直器中,所述第一內襯層為銅內襯層,所述第二內襯層為錫內襯層。
[0007]在本實用新型所述的Y射線準直器中,所述準直孔為圓柱形,所述第一內襯層和第二內襯層均為圓筒狀,且所述準直孔、第一內襯層和第二內襯層自外而內依次同軸設置。
[0008]在本實用新型所述的Y射線準直器中,所述過濾器為圓片狀,所述過濾器包括兩個相互平行的圓形表面,所述過濾器的一個所述圓形表面與所述準直孔的端面共面設置,所述過濾器的另一個所述圓形表面與所述第一內襯層和第二內襯層的一端均相接觸。
[0009]在本實用新型所述的Y射線準直器中,所述第一內襯層和第二內襯層的軸向長度相等。
[0010]在本實用新型所述的Y射線準直器中,所述過濾器的軸向長度與所述第一內襯層的軸向長度之和等于所述準直孔的軸向長度,所述過濾器的軸向長度與所述第二內襯層的軸向長度之和等于所述準直孔的軸向長度。
[0011]在本實用新型所述的Y射線準直器中,所述屏蔽體為鉛屏蔽體,所述準直孔的直徑為48mm-50iimi;所述過濾器的軸向厚度為28mm-33mm。
[0012]在本實用新型所述的Y射線準直器中,所述第一內襯層的外徑為48mm-50mm,內徑為 42mm-44_。
[0013]在本實用新型所述的Y射線準直器中,所述第二內襯層的外徑為42nrn-44nmi,內徑為 39mm-41_。
[0014]本實用新型還提供了一種Y射線探測系統(tǒng),包括Y射線源和探測器,且所述Y射線源的Y射線出射光路上設有上述所述的Y射線準直器。
[0015]實施本實用新型的Y射線準直器及其探測系統(tǒng),具有以下有益效果:通過在準直孔的內壁上設有第一內襯層及在第一內襯層的內壁貼合第二內襯層,從而在準直孔內形成了緊密貼合的第一內襯層和第二內襯層,第一內襯層和第二內襯層能將Y射線在準直孔內引起的散射Y射線進行屏蔽和吸收,減少了進入探測器內的無需測量的Y射線。則當在核電站出現嚴重泄漏事故時,該準直器可以將環(huán)境中的及無需測量的核素的射線進行有效吸收和屏蔽,提高典型核素的分辨能力,從而可以測量出可造成環(huán)境污染的典型核素的活度濃度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明,附圖中:
[0017]圖1是本實用新型較佳實施例提供的Y射線準直器的剖視圖;
[0018]圖2是本實用新型較佳實施例提供的Y射線探測系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解,現對照附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0020]如圖1所示,本實用新型較佳實施例提供的Y射線準直器,包括屏蔽體1、準直孔
2、過濾器3、第一內襯層4和第二內襯層5,其中,過濾器3、第一內襯層4和第二內襯層5均設置在準直孔2內。
[0021]為了降低準直器的厚度、實現對高輻射環(huán)境中Y射線進行屏蔽和吸收,使用低本底鉛作為準直器的基底材料,從而制成了屏蔽體1,即屏蔽體I是鉛屏蔽體。屏蔽體I可以為方形、圓柱形或其它合適的形狀,本實施例中的屏蔽體I為圓柱形。
[0022]準直孔2大體為圓筒狀,是沿屏蔽體I的軸向上開設的貫通的通孔,且準直孔2開設在圓柱形屏蔽體I的中部,從而使屏蔽體I形成中空的圓柱狀。準直孔2的軸心線與屏蔽體I的軸心線重合,準直孔2的直徑會影響到準直器的重量與體積、材料成本及加工難度,因此綜合考慮準直孔2的直徑在48mm-50mm之間,并能將、射線光束限制在探測器能夠接受的范圍內,優(yōu)選地準直孔2的直徑為49.6mm。
[0023]過濾器3為圓片狀,固定在準直孔2內并與準直孔2的內壁緊密結合,且過濾器3位于靠近Y射線源的一側。過濾器3包括兩個相互平行的圓形表面,過濾器3的一個圓形表面與屏蔽體I上開設的準直孔2的端面共面設置,過濾器3的另一個圓形表面與第一內襯層4和第二內襯層5的一端均相接觸。由于過濾器3固定在準直孔2內并與準直孔2的內壁緊密接觸,因此過濾器3的徑向長度與準直孔2的直徑相等,即過濾器3的直徑等于準直孔2的直徑。過濾器3用于將環(huán)境中的粉塵、雜質以及一些低能的Y射線進行過濾或吸收,以使它們不能進入準直孔2內,因此過濾器3的軸向厚度影響到對粉塵、雜質以及低能Y射線的過濾及吸收,故將過濾器3的軸向厚度限定在28mm-33mm之間,不僅能有效地將粉塵和雜質過濾掉,而且還能使一些低能的Y射線不能透過過濾器3進入準直孔2內,實現了對低能Y射線的屏蔽作用,過濾器3的軸向厚度為30mm較佳,且過濾器3由錫制成。
[0024]第一內襯層4和第二內襯層5均為圓筒狀,并用于吸收由準直孔2引起的散射的Y射線。第一內襯層4設置在準直孔2的內壁上,并與準直孔2的內壁緊密結合,第二內襯層5又緊密貼合在第一內襯層4的內壁上,從而在準直孔2內形成了兩層內襯層的結構。由于銅和錫本身對Y射線具有較好的吸收,且反射效果不明顯,第一內襯層4由純銅材料制成,第二內襯層5由純錫材料制成,從而形成了第一內襯層4為銅內襯層,第二內襯層5為錫內襯層。通過在準直孔2內壁設置第一內襯層4和第二內襯層5,當高能的Y射線透過過濾器3進入準直孔2內時,第一內襯層4和第二內襯層5用于吸收由準直孔2引起的散射的Y射線,減少Y射線的散射從而使進入探測器的Y光子減少,提高典型核素的分辨能力。
[0025]本實施例中,準直孔2為圓柱形,第一內襯層4和第二內襯層5均為圓筒狀,且準直孔2、第一內襯層4和第二內襯層5由外而內依次同軸設置,即準直孔2、第一內襯層4和第二內襯層5的軸心線也相重合。
[0026]第一內襯層4和第二內襯層5的軸向長度相等,且第二內襯層5套合在第一內襯層4內部。第一內襯層4和第二內襯層5的一端均與準直孔2遠離過濾器3的端面共平面,第一內襯層4和第二內襯層5的另一端均與過濾器3置于準直孔2內的圓形表面相接觸,從而滿足過濾器3的軸向長度與第一內襯層4的軸向長度之和等于準直孔2的軸向長度,過濾器3的軸向長度與第二內襯層5的軸向長度之和也等于準直孔2的軸向長度。
[0027]由于第一內襯層4與準直孔2的內壁緊密貼合,因此第一內襯層4的外徑等于準直孔2的直徑,即第一內襯層2的外徑在48nm1-50iimi之間,第一內襯層4的內徑在42nim-44mm之間。又由于第二內襯層5套合在第一內襯層4內,并與第一內襯層4的內壁緊密貼合,故第二內襯層5的外徑等于第一內襯層4的內徑,即第二內襯層5的外徑在42nrn-44nmi之間,第二內襯層5的內徑在39nrn-41nmi之間。由于屏蔽體I是由鉛材料制成的,而鉛本身也具有放射性,因此透過過濾器3進入準直孔2內的Y射線會發(fā)生散射,第一內襯層4和第二內襯層5用于同時吸收由準直孔2的側壁及準直孔2本身散射的Y射線,而第一內襯層4和第二內襯層5的厚度不僅影響吸收的Y射線的量的多少,還會影響準直器本體的重量和體積,因此需要根據不同的要求設計不同的厚度,但需與探測器相匹配。
[0028]本實用新型通過在準直孔2的內壁上設有第一內襯層4及在第一內襯層4的內壁設有第二內襯層5,從而在準直孔2內形成了緊密貼合的第一內襯層4和第二內襯層5,第一內襯層4和第二內襯層5能將Y射線在準直孔2內引起的散射Y射線進行屏蔽和吸收,減少了進入探測器內的無需測量的Y射線。則當在核電站出現嚴重泄漏事故時,該準直器可以將環(huán)境中的及無需測量的核素的Y射線進行有效吸收和屏蔽,提高典型核素的分辨能力,從而可以測量出可造成環(huán)境污染的典型核素的活度濃度。[0029]如圖2所示,本實用新型還提供了一種Y射線探測系統(tǒng),包括Y射線源6、準直器和探測器7,其中準直器設置在Y射線源6和探測器7之間,使Y射線源6的Y出射光路通過準直器后,最后射向探測器7進行活度濃度的測量。該實施例中的準直器為上述任意的Y射線準直器。探測器7為現有的各種能實現活度測量的探測器,具體結構這里不再詳述。在實際應用中,Y射線源6可能是含有放射性氣體的混合氣體,如核電站出現嚴重事故時泄漏的氣體等。
[0030]本實用新型的Y射線探測系統(tǒng),通過采用上述的在準直孔2內設置第一內襯層4和第二內襯層5的準直器,將Y射線在準直孔2內引起的散射Y射線進行屏蔽和吸收,提高了探測器的核素分辨能力和測量精度,實現了探測器對典型核素的活度濃度的定量測量,可作為評估環(huán)境污染水平的判斷依據。
[0031]上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述,但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】,上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的,而不是限制性的,本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下,在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下,還可做出很多形式,這些均屬于本實用新型的保護之內。
【權利要求】
1.一種Y射線準直器,包括圓柱形的、用于對Y射線進行屏蔽的屏蔽體(I)及沿所述屏蔽體(I)的軸向貫通開設的準直孔(2),其特征在于,所述準直器還包括固定在所述準直孔(2)內的過濾器(3),所述準直孔(2)的內壁上設有用于對Y射線進行吸收的第一內襯層(4),所述第一內襯層(4)的內壁上還設有第二內襯層(5),且所述第一內襯層(4)的一端與所述過濾器(3)的端面相接觸。
2.根據權利要求1所述的Y射線準直器,其特征在于,所述第一內襯層(4)為銅內襯層,所述第二內襯層(5)為錫內襯層。
3.根據權利要求1所述的Y射線準直器,其特征在于,所述準直孔(2)為圓柱形,所述第一內襯層(4)和第二內襯層(5)均為圓筒狀,且所述準直孔(2)、第一內襯層(4)和第二內襯層(5)自外而內依次同軸設置。
4.根據權利要求3所述的Y射線準直器,其特征在于,所述過濾器(3)為圓片狀,所述過濾器(3)包括兩個相互平行的圓形表面,所述過濾器(3)的一個所述圓形表面與所述準直孔(2 )的端面共面設置,所述過濾器(3 )的另一個所述圓形表面與所述第一內襯層(4 )和第二內襯層(5)的一端均相接觸。
5.根據權利要求4所述的Y射線準直器,其特征在于,所述第一內襯層(4)和第二內襯層(5)的軸向長度相等。
6.根據權利要求5所述的Y射線準直器,其特征在于,所述過濾器(3)的軸向長度與所述第一內襯層(4 )的軸向長度之和等于所述準直孔(2 )的軸向長度,所述過濾器(3 )的軸向長度與所述第二內襯層(5)的軸向長度之和等于所述準直孔(2)的軸向長度。
7.根據權利要求1所述的Y射線準直器,其特征在于,所述屏蔽體(I)為鉛屏蔽體,所述準直孔(2)的直徑為48臟-50皿1;所述過濾器(3)的軸向厚度為28mm-33mm。
8.根據權利要求1所述的Y射線準直器,其特征在于,所述第一內襯層(4)的外徑為48mm-50mm,內徑為 42mm-44_。
9.根據權利要求1所述的Y射線準直器,其特征在于,所述第二內襯層(5)的外徑為42mm-44mm,內徑為 39mm-41_。
10.一種Y射線探測系統(tǒng),其特征在于,包括Y射線源(6)和探測器(7),且所述Y射線源(6)的Y射線出射光路上設有如權利要求1-9任意一項所述的Y射線準直器。
【文檔編號】G01T7/00GK203606501SQ201320829745
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2013年12月16日
【發(fā)明者】張國慶, 賴厚晶, 張黎明, 王群峰, 許滸, 代傳波, 羅鵬 申請人:中廣核工程有限公司, 中國船舶重工集團公司第七一九研究所, 中國廣核集團有限公司