[发明专利]基于硅光电倍增器的环境X、γ辐射测量方法及测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及辐射测量技术，具体涉及一种基于硅光电倍增器的环境X、γ辐射测量方法及测量装置。

背景技术

在闪烁体探测器中，通常采用光电倍增管作为光电转换器件。典型的光电倍增管主要由光阴极和电子倍增系统两部分组成，其中光阴极将光信号转化为电信号，电子倍增系统将电信号进行放大。

近年来，出现了新型的基于硅二极管的光电转换器件——硅光电倍增器。硅光电倍增器是由多个工作在盖革模式下的雪崩二极管(APD)组成的阵列。单个APD对可见光响应后所产生电信号的大小是固定的，与光的强弱无关，相当于一个数字器件；而多个APD形成阵列后，其输出电信号的总和就正比于光强，能够实现可见光的探测。因此，硅光电倍增器就可用于闪烁体探测器中，作为闪烁体发光后的光电转换和信号放大器件。与普通的光电倍增管相比，硅光电倍增器具有体积小、工作电压低、响应时间短等优点。

发明内容

本发明的目的在于利用硅光电倍增器的特点，提供一种基于硅光电倍增器的环境X、γ辐射测量方法及测量装置，以提高辐射测量装置的探测性能和便携性。

本发明的技术方案如下：一种基于硅光电倍增器的环境X、γ辐射测量方法，包括如下步骤：

(S1)环境中的X射线或γ射线照射闪烁晶体，使闪烁晶体发出可见光；

(S2)可见光照射到硅光电倍增器上，经硅光电倍增器的雪崩二极管阵列的光电转换，产生与可见光强度成正比的电信号；

(S3)电信号经放大后输出给信号和数据处理单元，进行X射线或γ射线的剂量换算，得到辐射剂量值。

进一步，如上所述的基于硅光电倍增器的环境X、γ辐射测量方法，在步骤(S3)中，当电信号以脉冲形式输出时，利用输出脉冲幅度对剂量的权重函数G(E)函数法来估算辐射剂量；当电信号以电流形式输出时，由电流信号直接转换为辐射剂量，并同时进行温度补偿。

一种基于硅光电倍增器的环境X、γ辐射测量装置，包括由闪烁晶体和硅光电倍增器组合而成的探头，硅光电倍增器连接电源，硅光电倍增器的输出端与信号和数据处理单元连接，信号和数据处理单元与具有显示、报警和设定功能的人机交互平台连接。

进一步，如上所述的基于硅光电倍增器的环境X、γ辐射测量装置，其中，所述的闪烁晶体和硅光电倍增器之间通过光导连接。

进一步，如上所述的基于硅光电倍增器的环境X、γ辐射测量装置，其中，所述的闪烁晶体为CsI(Tl)晶体。

本发明的有益效果如下：本发明用硅光电倍增器代替传统的真空型光电倍增管，实现以闪烁晶体为探测器的环境X、γ辐射剂量仪表的设计，利用硅光电倍增器体积小、工作电压低、响应时间短、对磁场不敏感等特点，将其作为闪烁体探测器的光电转换和信号放大部件，设计用于环境X、γ射线测量的辐射探测装置，从而进一步实现便携式环境X、γ剂量仪的小型化。

附图说明

图1为本发明的测量装置原理结构示意图；

图2为本发明的测量方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

与光电倍增管相比，硅光电倍增器具有体积小、工作电压低、响应时间短等优点。如表1所示，是光电倍增管和硅光电倍增器的典型参数对比。

表1

本发明正是利用了硅光电倍增器的上述特点，用其替代传统的真空型光电倍增管，实现环境X、γ辐射剂量仪表的设计。

本发明所提供的基于硅光电倍增器的环境X、γ辐射测量装置的原理结构如图1所示，包括由闪烁晶体和硅光电倍增器组合而成的探头，硅光电倍增器连接电源，硅光电倍增器的输出端与信号和数据处理单元连接，信号和数据处理单元包括信号采集部分和数据运算部分，信号和数据处理单元与具有显示、报警和设定功能的人机交互平台连接。

如图2所示，基于上述装置的测量方法，包括如下步骤：

(S1)环境中的X射线或γ射线照射闪烁晶体，使闪烁晶体发出可见光；

(S2)可见光照射到硅光电倍增器上，经硅光电倍增器的雪崩二极管阵列的光电转换，产生与可见光强度成正比的电信号；