[发明专利]一种中子探测装置及应用该装置的个人剂量报警仪

说明书

技术领域

本发明涉及核辐射测量技术领域，具体涉及一种中子探测装置及应用该装置的个人剂量报警仪。

背景技术

中子个人剂量报警仪主要用于从事放射性工作人员作为中子射线的个人剂量监测使用，提醒人员工作环境中子剂量是否超标，是否应采取防护措施。中子个人剂量报警仪具有超阈值报警、读数直观、小型化、携带方便的特点。

中子剂量测量是一项较难得课题，热中子到15MeV能量段的中子注量到剂量的转换较复杂，在便携式仪器中采用不同的能量响应调节装置。通过调节装置，使测量的数值在全能量段与剂量成正比。但个人剂量报警仪对体积、重量、实时报警要求较高，较大型的能响调节装置无法在此适用。目前⁶LiF、⁷LiF热释光剂量计有较好的能量响应，但热释光为无源元件，数据不能直接读取，不具备报警功能。

目前，国内外用于中子个人剂量报警仪的探测器有硅半导体探测器和⁶LiI(Eu)闪烁体等。硅半导体探测器采用半导体材料上覆盖含锂或含B的核反应层，⁶LiI(Eu)含有与热中子反应的⁶Li核素。两种探测器均采用核反应法，为热中子探测器。由于受到诸多限制，目前中子个人剂量报警仪仅对热中子或某一段中子响应较好，全能量段中子响应差。

发明内容

本发明的目的在于：针对现阶段中子个人剂量报警仪能量响应差的问题，提出一种能量响应好、误差小、伽马抑制性能高、可实时报警的的中子个人剂量报警仪。

本发明的技术方案如下：

一种中子探测装置，包括探测系统A、探测系统B和热中子屏蔽体；其中探测系统A与探测系统B完全相同；热中子屏蔽体用于吸收入射的热中子，设计成帽子形状；探测系统A置于热中子屏蔽体外侧，用于探测入射的慢中子，探测系统B置于热中子屏蔽体内侧，用于探测人体反射的中子。

所述的热中子屏蔽体的材料选择中子吸收截面大的材料。

所述探测系统A包括两部分，一部分为慢中子探测器与光电器件相连后被蔽光外壳包裹，另一部分为γ探测器与光电器件相连后被蔽光外壳包裹；两部分的光电器件分别通过输出线与外界连接。

所述的慢中子探测器，用于探测慢中子，该探测器对中子灵敏，同时也对伽马射线灵敏；所述的γ探测器仅对伽马射线灵敏。

所述的蔽光外壳与慢中子探测器和γ探测器的外形相适应，用于防止外界干扰及避光。

所述的光电器件将光信号转换成电信号并对信号进行处理；慢中子探测器或γ探测器的光输出面与光电器件的灵敏区通过光学耦合剂连接。

所述慢中子探测器为⁶LiI(Eu)闪烁体，γ探测器为⁷LiI(Eu)闪烁体。

所述慢中子探测器为⁶Li玻璃闪烁体，γ探测器为⁷Li玻璃闪烁体。

一种中子个人剂量报警仪，采用探测散射中子与入射中子比值的方法计算中子剂量值，包括如本发明所述的中子探测装置，与所述探测装置相连接的处理器，以及分别与处理器相连接的电源、显示屏、LED指示灯、蜂鸣器、存储器、红外传输和功能键盘。

本发明的显著效果在于：

1)提高能量响应性能，减小测量误差。利用探测反照率计算中子剂量，使中子个人剂量报警仪具有良好的能量响应，并使其测量误差大大降低。

2)提高伽马抑制性能。采用伽马补偿型探测器组合，其中一个闪烁体对中子和伽马灵敏，另一个闪烁体只对伽马灵敏，补偿掉伽马计数，可得出中子的真实计数，很好地排除了伽马对测量结果的干扰。

3)利用该方法的中子个人剂量报警仪体积小，工作电压低，抗电磁干扰能力强，能在高湿环境长期工作。

附图说明

图1为探测器结构示意图；

图2为探测系统示意图；

图3为中子个人剂量报警仪系统示意图；

图中：1.探测系统A、2.探测系统B、3.热中子屏蔽体、4.慢中子探测器、5.γ探测器、6.蔽光外壳、7.光电器件、8.处理器、9.电源、10.显示屏、11.LED指示灯、12.蜂鸣器、13.存储器、14.红外传输、15.功能键盘。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明所述的一种中子探测装置及应用该装置的个人剂量报警仪作进一步详细说明。