[發(fā)明專利]一種基于液體閃爍體探測(cè)器的中子伽馬劑量的測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710344835.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107422359A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亮;熊忠華;張杰;莫釗洪;王亭亭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院材料研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01T1/02
• 分類(lèi)號(hào): G01T1/02;G01T3/06
• 代理公司: 天津?yàn)I海科緯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司12211
• 代理人: 李成運(yùn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輻射場(chǎng)測(cè)量領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于液體閃爍體探測(cè)器的中子伽馬劑量的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

輻射劑量測(cè)量在科研領(lǐng)域、核工業(yè)、核安全、環(huán)境保護(hù)、工業(yè)及醫(yī)用放射源管理、公共安全等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，因此對(duì)輻射劑量的測(cè)量是非常必要的。一般采用液體閃爍探測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)中子、伽馬的測(cè)量。并且，近年來(lái)，與閃爍探測(cè)器相關(guān)的中子/伽馬甄別技術(shù)有較快發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種基于液體閃爍體探測(cè)器的中子伽馬劑量的測(cè)量方法，以實(shí)現(xiàn)混合輻射場(chǎng)中中子、伽馬劑量率的同時(shí)測(cè)量，實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)的全數(shù)字化采集與存儲(chǔ)，為后續(xù)處理提供數(shù)據(jù)支撐。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于液體閃爍體探測(cè)器的中子伽馬劑量的測(cè)量方法，包括：

1)利用液體閃爍探測(cè)器對(duì)中子、伽馬同時(shí)探測(cè)；

2)采用數(shù)字化儀全數(shù)字化記錄探測(cè)器的輸出脈沖；

3)數(shù)據(jù)采集與控制單元處理脈沖信號(hào)，甄別出中子、伽馬脈沖信號(hào)，將甄別后的脈沖信號(hào)分別依據(jù)中子、伽馬統(tǒng)計(jì)，得到中子、伽馬脈沖高度譜；

4)通過(guò)模擬計(jì)算結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)放射源刻度的方法分別推導(dǎo)得出中子、伽馬的G(e)函數(shù)，將中子、伽馬的G(e)函數(shù)分別與中子、伽馬脈沖高度譜相結(jié)合，計(jì)算中子、伽馬周?chē)鷦┝慨?dāng)量值。

進(jìn)一步的，所述步驟3中，數(shù)據(jù)采集與控制單元采用LabVIEW軟件。

進(jìn)一步的，所述步驟4中，G(e)函數(shù)推導(dǎo)方法為：通過(guò)不同的放射性標(biāo)準(zhǔn)源，采集不同脈沖高度譜，同時(shí)利用MCNP軟件計(jì)算刻度過(guò)程中探測(cè)器位置周?chē)鷦┝慨?dāng)量理論值，通過(guò)公式反推出G(e)函數(shù)，表達(dá)式如下：

脈沖高度譜×G(e)＝周?chē)鷦┝慨?dāng)量

式中，G(e)函數(shù)作為一個(gè)矩陣。

進(jìn)一步的，所述步驟4中，伽馬的標(biāo)準(zhǔn)源采用²²Na、¹³³Ba以及¹³⁷Cs等；中子的標(biāo)準(zhǔn)源采用²⁵²Cf。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種基于液體閃爍體探測(cè)器的中子伽馬劑量測(cè)量方法具有以下優(yōu)勢(shì)：利用液體閃爍體探測(cè)器探測(cè)中子、伽馬信號(hào)；使用數(shù)字化儀實(shí)現(xiàn)探測(cè)器輸出脈沖的全記錄；實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)甄別(中子、伽馬甄別)，通過(guò)模擬及標(biāo)準(zhǔn)源實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到中子、伽馬G(e)函數(shù)，再分別結(jié)合中子、伽馬的脈沖高度譜計(jì)算出中子、伽馬劑量率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的測(cè)量方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

一種基于液體閃爍體探測(cè)器的中子伽馬劑量的測(cè)量方法，包括：

1)利用液體閃爍探測(cè)器對(duì)中子、伽馬同時(shí)探測(cè)；

2)采用數(shù)字化儀全數(shù)字化記錄探測(cè)器的輸出脈沖；

3)數(shù)據(jù)采集與控制單元處理脈沖信號(hào)，甄別出中子、伽馬脈沖信號(hào)，將甄別后的脈沖信號(hào)分別依據(jù)中子、伽馬統(tǒng)計(jì)，得到中子、伽馬脈沖高度譜；

4)通過(guò)模擬計(jì)算結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)放射源刻度的方法分別推導(dǎo)得出中子、伽馬的G(e)函數(shù)，將中子、伽馬的G(e)函數(shù)分別與中子、伽馬脈沖高度譜相結(jié)合，計(jì)算中子、伽馬周?chē)鷦┝慨?dāng)量值。

值得注意的是，所述步驟3中，數(shù)據(jù)采集與控制單元采用LabVIEW軟件，采用LabVIEW軟件對(duì)記錄的脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)而區(qū)分中子、伽馬，將甄別之后的脈沖信號(hào)分別依據(jù)中子、伽馬積分統(tǒng)計(jì)，得到中子、伽馬的脈沖高度譜。

值得注意的是，所述步驟4中，

G(e)函數(shù)推導(dǎo)方法為：通過(guò)不同的放射性標(biāo)準(zhǔn)源，采集不同脈沖高度譜，同時(shí)利用MCNP軟件計(jì)算刻度過(guò)程中探測(cè)器位置周?chē)鷦┝慨?dāng)量理論值，通過(guò)公式反推出G(e)函數(shù)，表達(dá)式如下：

脈沖高度譜×G(e)＝周?chē)鷦┝慨?dāng)量

式中，G(e)函數(shù)作為一個(gè)矩陣。

反推導(dǎo)G(e)函數(shù)時(shí)，采用最小二乘法擬合得到G(e)函數(shù)的系數(shù)，從而獲得中子譜G(E)函數(shù)與γ譜G(E)函數(shù)。G(e)函數(shù)作為一個(gè)矩陣，脈沖高度譜乘以該矩陣即為周?chē)鷦┝慨?dāng)量值。

值得注意的是，所述步驟4中，伽馬的標(biāo)準(zhǔn)源采用²²Na、¹³³Ba以及¹³⁷Cs等伽馬源；中子的標(biāo)準(zhǔn)源采用²⁵²Cf。能量響應(yīng)刻度線性相關(guān)系數(shù)為0.99963，大于0.95，測(cè)試結(jié)果良好。