[发明专利]一种核泄漏探测仪及其探测污染源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及核污染/核泄漏处理技术领域，具体涉及的是一种核泄漏探测仪及其探测污染源的方法。

背景技术

随着人类对能源的需求增加、煤等自然资源的减少和核能技术的进步，核电逐渐成为人们的必选项。而核泄漏和核污染也逐渐成为头上的乌云，切尔诺贝利事件和福岛核电站事件时时警醒着大家。

核污染和核泄漏的放射污染存续时间长，对人和野生动物的影响无声无息，并且更为可怕是污染源位置难以发现，目前常用的探测手段为康普顿相机，其对污染源(主要是Cs-137：662keV和I-131：364keV)的探测效率仅为0.16～2.8cps/MBq，不仅探测效率低下，难以满足实际的探测及放射源位置高精度确定的需求，而且价格昂贵(约$667,000)。

因此，有必要设计一种高探测率的核污染源探测装置。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种核泄漏探测仪及其探测污染源的方法，可实现对核污染源的高效率探测，提高放射源位置显示的精确度，从而满足实际的核污染处理需要。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种核泄漏探测仪，包括相互连接的镜头和机身；所述机身内依次设有光反射镜、编码模板、真空腔、光纤锥、第二图像传感器，以及镜片组、第一图像传感器、供电模块、工控模块、数据采集模块和显示屏；所述光反射镜靠近镜头；所述镜片组位于光反射镜上方，所述第一图像传感器位于镜片组上方；所述真空腔包括设置在编码模板与光纤锥之间的金属壳，设置在金属壳一侧并靠近编码模板的钛窗，设置在金属壳另一侧并靠近光纤锥的荧光屏，以及均设置在金属壳内并由钛窗往荧光屏方向分布的光阴极和微通道板；所述供电模块分别与第一图像传感器、第二图像传感器、光阴极、微通道板、荧光屏、工控模块、数据采集模块连接；所述数据采集模块分别与第一图像传感器、第二图像传感器和工控模块连接；所述工控模块还与显示屏连接。

具体地说，所述光阴极包括阴极基底，以及多个设置在阴极基底上并使阴极基底呈现出蜂窝状的阴极通道；所述阴极通道与阴极基底法线之间的夹角为0.1°-15°，并且每个阴极通道内壁上均设有碱金属镀层。

进一步地，本发明还包括设置在机身底部的可拆卸三脚架。

作为优选，所述第一图像传感器、第二图像传感器均为CCD或CMOS。

作为优选，所述碱金属镀层为金属Na镀层或金属K镀层。

基于上述探测仪的结构，本发明还提供了该探测仪探测污染源的方法，包括以下步骤：

(1)供电模块分别为光阴极、微通道板各自的两端以及荧光屏加载电压；

(2)可见光及核污染辐射经镜头射入至机身内；

(3)可见光经光反射镜反射至镜片组，并经镜片组聚焦后由第一图像传感器采集；并且核污染辐射中的γ射线穿透镜头和光反射镜投射至编码模板上；

(4)第一图像传感器将采集的数据传输至数据采集模块进行处理和存储；而γ射线则由编码模板进行编码后经钛窗进入至真空腔内；

(5)编码后的γ射线由光阴极接收，并转化为电子信号，然后在加载于光阴极上的电压作用下进行初步增益，获得电子束；

(6)初步增益后的电子束在加载于微通道板上的电压作用下进行二次增益；

(7)二次增益后的电子束在电场作用下加速并撞击荧光屏，转换为可见光信号；

(8)可见光信号经光纤锥缩放并耦合到第二图像传感器上；

(9)第二图像传感器将耦合的信号传输至数据采集模块上进行解码，获得图像数据；

(10)数据采集模块将图像数据与步骤(4)中存储的图像数据一并传输至工控模块中进行数据叠加处理；

(11)工控模块将叠加处理后的信息传输至显示屏，从而将放射源的位置信息进行显示。

具体地说，所述步骤(5)包括以下步骤：

(5a)编码后的γ射线照射阴极基底发生光电效应，产生初级电子；

(5b)初级电子进入阴极通道，并电离阴极通道内壁上的碱金属镀层，产生低能二级电子；

(5c)低能二级电子在加载于光阴极上的电压作用下，于阴极通道内产生雪崩放大，形成电子束。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：