一種校準實驗室用β譜儀制造技術

本發明專利技術涉及一種校準實驗室用β譜儀，包括探測模塊和能譜數據處理模塊，探測模塊放置在中央開入射窗的銅外殼內，探測模塊包括Si探測器和CZT探測器，Si探測器和CZT探測器用于對接收到的射線進行測量，能譜數據處理模塊用于對Si探測器上捕獲的事件按事件輸出，對Si探測器和CZT探測器進行能量刻度，得到各個事件的沉積能量，并通過符合事件判斷后得到總β能譜。采用本發明專利技術所公開的一種校準實驗室用β譜儀，可以直接測量得到校準標準規定放射源在不同校準位置處的β能譜，根據測量得到的能譜，確定不同校準位置處放射源的剩余最大能量,判斷β輻射場是否滿足相關標準中的要求,可應用于對β輻射監測儀表進行校準。對β輻射監測儀表進行校準。對β輻射監測儀表進行校準。

【技術實現步驟摘要】
一種校準實驗室用
β
譜儀


[0001]本專利技術屬于輻射監測
，具體涉及一種校準實驗室用β譜儀。

技術介紹

[0002]核防化、核燃料循環、核事故應急及輻射治療等領域中均會使用β輻射監測儀表，β輻射監測儀表需要在β射線參考輻射場中進行定期校準和檢定，經檢定合格后的儀表方可投入使用。國際上普遍使用BSS2(Beta Secondary Standard type 2)β射線次級標準裝置產生用于校準和確定β輻射監測儀表響應的β射線參考輻射場。該裝置產生的β輻射場能夠滿足ISO6980標準中對β射線參考輻射場的相關要求。BSS2照射裝置中配備了147Pm、85Kr和90Sr/90Y三種具有不同平均能量的β放射源。在β儀表校準過程中，被校儀表需要被放置在輻射場中約定真值已知的校準位置處。此時，校準位置處的輻射場信息可由β射線的能譜分布所描述。為了得到上述三種β放射源在不同校準位置處的能譜分布，需要對β射線能譜進行測量。
[0003]目前已有文獻報道了采用包含雙Si“望遠鏡”型探測器的β譜儀對β射線能譜進行測量，其測量原理為：低能脈沖幅度譜由兩個Si探測器的反符合測量得到，高能脈沖幅度譜由兩個Si探測器符合測量得到，通過將低能脈沖幅度譜與高能脈沖幅度譜相加得到最終的脈沖幅度譜。這種含雙Si“望遠鏡”型探測器的β譜儀利用雙層探測器結構和符合測量方法，可以很好地減弱周圍環境中的光子對β能譜測量結果的影響，具有抑制周圍散射光子信號的優點。但由于Si探測器的探測效率低，測量高能脈沖幅度譜要求主探測器的Si的厚度滿足一定要求，遠遠超出常規Si探測器的厚度，需要定制，并且制作工藝復雜。

技術實現思路

[0004]針對現有技術中存在的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種校準實驗室用β譜儀，用于對BSS2裝置中
147
Pm、
85
Kr和
90
Sr/
90
Yβ放射源在特定距離處產生的β射線能譜進行測量，并且可以根據測量得到的β能譜，確定放射源的剩余最大能量，進一步判斷β輻射場是否滿足相關標準中的要求。
[0005]為達到以上目的，本專利技術采用的技術方案是：一種校準實驗室用β譜儀，包括探測模塊和能譜數據處理模塊，所述探測模塊放置在中央開入射窗的銅外殼內，所述探測模塊包括Si探測器和CZT探測器，所述Si探測器和所述CZT探測器用于對接收到的射線進行測量，所述能譜數據處理模塊用于對所述Si探測器上捕獲的事件按事件輸出，對所述Si探測器和所述CZT探測器進行能量刻度，得到各個事件的沉積能量，并通過符合事件判斷后得到總β能譜。
[0006]進一步，將所述Si探測器和所述CZT探測器的沉積能量分別記為LE和HE，設置合適的時間寬度
△
t，在預設時間寬度內輸出的事件將被認定為符合事件，將判斷為符合事件的沉積能量進行相加得到HES能譜，否則被判斷為獨立事件，統計為LES能譜，將所述LES能譜和所述HES能譜進行合并得到總β能譜。
[0007]進一步，所述銅外殼入射窗采用遮光鍍鋁薄膜材質。
[0008]進一步，所述Si探測器和CZT探測器的探測面均與所述銅外殼的入射窗相對。
[0009]進一步，所述探測模塊還包括Si探測器電路板以及CZT探測器電路板，在所述Si探測器電路板以及所述CZT探測器電路板上與所述Si探測器和所述CZT探測器的探測面相對的位置出設置中心開窗。
[0010]進一步，所述能譜數據處理模塊包括前置放大器、主控板硬件模塊、主控板軟件模塊和上位機軟件模塊。
[0011]進一步，所述前置放大器為采用JFET場效應管作為輸入級的電荷靈敏前置放大器。
[0012]進一步，所述主控板硬件模塊包括高壓電路單元、高壓監測單元以及環境監測單元；
[0013]所述高壓電路單元，用于通過單端反激拓撲電路實現；
[0014]所述高壓監測單元，用于實現對探測器高壓的實時監測；
[0015]所述環境監測單元，用于對環境溫濕度進行監測，保證探測器處在合適的工作環境。
[0016]進一步，所述主控板軟件模塊用于從上位機獲取譜儀配置數據以及LES和HES數據，并通過TCP/IP協議發送到上位機軟件模塊；對環境溫濕度數據、探測器高壓值數據等狀態監測數據處理。
[0017]進一步，所述上位機軟件模塊包括
[0018]β譜儀參數配置和數據獲取單元，用于通過以太網接口和TCP/IP協議將界面上設置的能譜參數下發到β譜儀設備，并從β譜儀獲取能譜數據；
[0019]能譜合并單元，用于將從譜儀獲取的LES和HES實時進行平滑合并處理，并展示在界面上；
[0020]刻度和校準單元，用于提供能量刻度功能；
[0021]數據的存儲和查看單元；用于按照通用能譜文件格式進行能譜數據的存儲和查看以及配置文件的存儲和調用；
[0022]API接口提供單元，用于提供API接口供外部程序調用，將譜儀通訊相關功能封裝為庫文件，供二次開發使用，以及將能譜合并等功能進行封裝。
[0023]本專利技術的效果在于：采用本專利技術所公開的一種校準實驗室用β譜儀，具有制作工藝簡單，成本低的優點，可以直接測量得到校準標準規定放射源在不同校準位置處的β能譜，根據測量得到的能譜，直接確定不同校準位置處
147
Pm、
85
Kr和
90
Sr/
90
Y放射源的剩余最大能量,判斷β輻射場是否滿足相關標準中的要求,可應用于對β輻射監測儀表進行校準。
附圖說明
[0024]圖1為本專利技術所述的一種校準實驗室用β譜儀的結構示意圖；
[0025]圖2為本專利技術所述的一種校準實驗室用β譜儀進行β能譜測量過程示意圖；
[0026]1?
銅外殼、2
?
Si探測器電路板、3
?
CZT探測器電路板、4
?
入射窗、5
?
Si探測器、6
?
CZT探測器。
具體實施方式
[0027]下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步描述。
[0028]實施例一
[0029]一種校準實驗室用β譜儀，包括探測模塊和能譜數據處理模塊。
[0030]如圖1所示，探測模塊由Si探測器5和CZT探測器6組成，探測模塊放置在中央開入射窗4的銅外殼1內，銅外殼1壁厚3mm，開窗尺寸為10mm
×
10mm，入射窗4材料采用遮光鍍鋁薄膜。
[0031]入射窗4材料采用遮光鍍鋁薄膜一方面可以進行遮光，減少環境光對銅外殼1內部的探測模塊造成信號干擾，另一方面鍍鋁薄膜透光性好，能夠降低其對β射線的能量吸收和損耗。
[0032]在本實施例中Si探測器5的尺寸為10mm
×
10mm
×
0.3mm，CZT探測器6的尺寸為10mm
×
10mm<本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種校準實驗室用β譜儀，包括探測模塊和能譜數據處理模塊，其特征在于，所述探測模塊放置在中央開入射窗的銅外殼內，所述探測模塊包括Si探測器和CZT探測器，所述Si探測器和所述CZT探測器用于對接收到的射線進行測量，所述能譜數據處理模塊用于對所述Si探測器上捕獲的事件按事件輸出，對所述Si探測器和所述CZT探測器進行能量刻度，得到各個事件的沉積能量，并通過符合事件判斷后得到總β能譜。2.如權利要求1中所述的一種校準實驗室用β譜儀，其特征在于：將所述Si探測器和所述CZT探測器的沉積能量分別記為LE和HE，設置合適的時間寬度
△
t，在預設時間寬度內輸出的事件將被認定為符合事件，將判斷為符合事件的沉積能量進行相加得到HES能譜，否則被判斷為獨立事件，統計為LES能譜，將所述LES能譜和所述HES能譜進行合并得到總β能譜。3.如權利要求1中所述的一種校準實驗室用β譜儀，其特征在于：所述銅外殼入射窗采用遮光鍍鋁薄膜材質。4.如權利要求1中所述的一種校準實驗室用β譜儀，其特征在于：所述Si探測器和CZT探測器的探測面均與所述銅外殼的入射窗相對。5.如權利要求4中所述的一種校準實驗室用β譜儀，其特征在于：所述探測模塊還包括Si探測器電路板以及CZT探測器電路板，在所述Si探測器電路板以及所述CZT探測器電路板上與所述Si探測器和所述CZT探測器的探測面相對的位置出設置中心開窗。6.如權利要求1中所述的一種校準實驗室用β譜儀，其特征在于，所述能譜數據處理模塊包...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋明哲，滕忠斌，倪寧，魏可新，王紅玉，高飛，
申請(專利權)人：中國原子能科學研究院，
類型：發明
國別省市：