[發明專利]一種探測器以及使用該探測器同時探測伽馬射線和中子射線的方法

無效

• 申請號: 201110436139.7
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN103176203A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 趙崑;阮明
• 申請（專利權）人: 同方威視技術股份有限公司
• 主分類號: G01T3/06
• 分類號: G01T3/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳敬蓮

技術領域

本發明涉及一種用于放射性物質監測、可以同時探測中子和伽馬射線的探測器。

背景技術

³He正比計數管是最常用的中子探測器之一，在中子能譜測量、特殊核材料監測、放射性物質監測等領域，因其探測效率高等特點，使它成為這些領域的首選中子探測器。

但是³He氣體是一種稀缺資源，其獲得受到限制，從而導致³He正比計數管的使用受到限制。為此，本發明提出了一種新的中子探測裝置及測量方法，根據本發明的探測裝置不需要³He正比計數管。

發明內容

根據本發明的一個方面，其提供一種探測器，其包括：探測器晶體、多層慢化體以及多層轉換體；所述慢化體設置成使進入慢化體的中子慢化；所述轉換體設置成使被慢化的中子與轉換體發生中子俘獲反應；所述探測器晶體設置成對進入的射線進行探測；其中，所述慢化體與所述轉換體交疊設置，并且，所述慢化體和所述轉換體設置在所述探測器晶體外部。

優選地，所述慢化體由聚乙烯構成。

優選地，所述轉換體由鐵或銅構成。

優選地，所述探測器晶體由碘化鈉構成。

優選地，所述慢化體每層的厚度為1-2cm。

優選地，所述轉換體每層的厚度為1-4mm。

優選地，所述探測器晶體為長方體，以及所述探測器晶體的面積與所述慢化體和轉換體的面積相同。

另外一個方面，本發明還提供了一種同時探測中子和伽馬射線的方法，利用本發明的探測器，伽馬射線被所述探測器探測，對探測器輸出信號進行處理，分析所述伽馬射線的能量的大小來進行中子計數或伽馬射線計數。

優選地，如果所述能量處于3MeV-8MeV，則被記錄為中子計數，如果所述能量小于3MeV，則被記錄為伽馬射線計數。

優選地，對伽馬射線區進行能譜分析，如果伽馬射線區的能譜內有特征峰，則被記錄為伽馬射線計數。

本發明的上述不特定的實施方式至少具有下述一個或者多個方面的優點和效果：

與現有技術相比，本發明的探測器的構成材料易于獲得，成本減少；以及本發明的探測器適用范圍廣，探測靈敏較高。

附圖說明

圖1是根據本發明的一種具體實施方式的探測器的正面的剖視圖；

圖2是圖1所示探測器的側視截面圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖1-2，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發明實施方式的說明旨在對本發明的總體發明構思進行解釋，而不應當理解為對本發明的一種限制。

根據本發明的優選的實施方式的探測器，如圖1和2所示，其包括：探測器晶體1、多層慢化體2以及多層轉換體3；慢化體2設置成使進入慢化體2的中子慢化；轉換體3設置成使被慢化的中子與轉換體發生中子俘獲反應；探測器晶體1設置成對進入的射線進行探測；其中，慢化體2與轉換體3交疊設置，并且，慢化體2和轉換體3設置在探測器晶體1外部。如圖1所示，慢化體2和轉換體3包圍探測器晶體1。

根據本發明的優選的實施方式，探測器晶體由碘化鈉構成，探測器晶體也可以由碘化銫、溴化鑭構成，碘化鈉探測器是能量分辨率較高的探測器。此外，由于聚乙烯是用于慢化中子的理想材料，優選地，慢化體2由聚乙烯構成。鐵或銅是熱中子俘獲反應截面(鐵σ_γ＝2.56靶，銅σ_γ＝3.78靶)較大的元素，可以與熱中子發生反應放出高能伽馬射線，優選地，轉換體3由鐵或銅構成。

如圖1所示，優選地，探測器晶體1為長方體，以及探測器晶體1的面積與慢化體2和轉換體3的面積相同，慢化體2每層的厚度為1-2cm。轉換體3每層的厚度為1-4mm。通過外殼可以將探測器晶體1、慢化體2以及轉換體3固定在一起，慢化體與轉換體交替設置可以提供俘獲反應的機率。

本發明的工作原理為，進入慢化體2的中子，首先被慢化，變成能量較低的中子；隨后，有部分低能中子會進入轉換體3，與轉換體3以一定機率發生俘獲反應，放出伽馬射線(能量小于8MeV)；這些伽馬射線被探測器探測到，信號經過后續電路的處理和甄別，如果能量在3～8MeV之間，則被記錄為中子計數。反之，對于進入探測器的伽馬射線，其信號經過后續電路的處理和甄別，如果能量小于3MeV(伽馬放射源發出的伽馬射線能量通常都小于3MeV)，則被記錄為伽馬射線計數。