[發明專利]海洋原位反符合屏蔽γ能譜儀

無效

• 申請號: 201310290846.9
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103344985A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 張國華;張穎穎;劉巖;侯廣利;張穎;劉東彥;任國興;程巖;張述偉
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

技術領域

本發明屬于海洋放射性檢測技術領域，具體地說，是涉及一種用于對海洋環境進行放射性檢測的γ能譜儀。

背景技術

海洋中的放射性核素包括天然放射性核素和人工放射性核素。天然放射性核素包括三大天然放射性核素、獨立的長壽原生核素和宇生核素；人工放射性核素是20世紀以來由于人類利用原子能而產生的放射性核素，如核電站、核彈、核潛艇等，這就使得海洋環境中出現了人工放射性污染。

當海洋中的放射性核素衰變產生的射線作用到海洋生物機體上時，就會將其能量傳遞給機體中的分子、細胞、組織和器官，從而引起機體中的分子、細胞、組織和器官的形態和功能發生變化，甚至出現致癌作用或者遺傳效應，由此導致海洋食物鏈甚至人類食物鏈遭受污染，嚴重影響著人類的生命安全。因此，對海洋的放射性監測日益受到人們的重視。

目前，公知的海洋原位γ能譜儀僅依靠單一的傳感器進行γ射線的檢測工作，無法避免搭載平臺的射線和宇宙射線及宇宙射線的次生射線對于低本底測量環境下的海洋放射性核素的影響，從而導致測量結果的不準確。

發明內容

本發明為了解決現有海洋原位γ能譜儀所存在的無法避免搭載平臺的射線和宇宙射線及其次生射線干擾的不足，提供了一種海洋原位反符合屏蔽γ能譜儀，可以抑制海洋環境的本底輻射，降低γ能譜儀的探測下限。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種海洋原位反符合屏蔽γ能譜儀，包括上下相對設置的兩個NaI(Tl)晶體探測器，位于上方的為反符合探測器，位于下方的為主探測器；在反符合探測器的外部設置有屏蔽罩；通過兩個NaI(Tl)晶體探測器產生的檢測信號傳輸至信號處理電路，所述信號處理電路對主探測器輸出的檢測信號進行記錄，并在同一射線被所述的兩個NaI(Tl)晶體探測器都接收到時，消除該γ射線的檢測記錄。

其中，所述屏蔽罩優選設計成層結構的復合屏蔽罩，由外向內依次為不銹鋼外殼、鎘吸收片、內鉛環和無氧銅內襯，可減小搭載平臺的射線和宇宙射線及其次生射線的軟成分。

進一步的，在所述反符合探測器和主探測器中分別設置有一NaI(Tl)晶體，兩個NaI(Tl)晶體上下相對設置；在每個NaI(Tl)晶體上分別設置有光電倍增管，通過光電倍增管放大檢測信號并輸出至所述的信號處理電路。

為了使穿過上視NaI(Tl)晶體的宇宙射線能夠盡可能地入射到下視NaI(Tl)晶體中，優選設置兩個NaI(Tl)晶體的相鄰面的面積形狀相同，且上下完全相對。

為了在滿足防水要求的同時，使人工射線能夠盡可能地被主探測器接收到，在所述主探測器的外部設置有具有很小光電吸收截面的乙縮醛材料制成的罩殼。

進一步的，在所述反符合探測器和主探測器之間設置有鉛鋼合金隔板，所述屏蔽罩和罩殼固定在所述的鉛鋼合金隔板上。鉛鋼合金隔板的厚度可以屏蔽海洋放射性核素的射線，以減少穿過下視晶體進入上視晶體的射線。

又進一步的，所述γ能譜儀通過搭載平臺投放入海水中，所述搭載平臺可以為船體或者浮標；當所述搭載平臺為浮標時，在浮標中開設上下貫通的豎井，在豎井中安裝有支架，在所述支架的底部安裝所述的γ能譜儀。

優選的，所述檢測信號為脈沖信號，當所述主探測器或反符合探測器接收到入射射線時，輸出一個幅度與入射射線的能量相對應的脈沖信號至所述的信號處理電路；所述信號處理電路對主探測器輸出的脈沖信號進行記錄，根據脈沖信號的幅度分析出射線的能量，形成能譜圖；當信號處理電路檢測到反符合探測器和主探測器同時輸出脈沖信號時，消除所述的脈沖信號。

作為所述信號處理電路的一種優選電路組建方式，在所述信號處理電路中設置有兩個前置放大器、兩個可控放大器、兩個模數轉換電路和一個主控單元；所述反符合探測器輸出的檢測信號，依次經第一前置放大器和第一可控放大器進行信號放大，并經第一模數轉換電路進行模數轉換后，生成數字信號輸出至主控單元；所述主探測器輸出的檢測信號，依次經第二前置放大器和第二可控放大器進行信號放大，并經第二模數轉換電路進行模數轉換后，生成數字信號輸出至主控單元；所述主控單元根據接收到的數字信號生成能譜圖。