[發(fā)明專(zhuān)利]利用GM計(jì)數(shù)管降低γ射線干擾的中子探測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710455254.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109143315B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建偉;李德源;楊明明;楊彪;林海鵬;于偉躍;張凱;王勇;趙佳輝;李健;楊發(fā)濤;張文濤;張秀;楊甲橋;呂文強(qiáng);趙迎喜;宋嘉濤;劉建忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)輻射防護(hù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01T3/06
• 分類(lèi)號(hào): G01T3/06;G01T1/18
• 代理公司: 北京天悅專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;王體浩

本發(fā)明屬于輻射測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用GM計(jì)數(shù)管降低γ射線干擾的中子探測(cè)方法，通過(guò)采用supgt;6/supgt;LiI閃爍體的supgt;6/supgt;LiI閃爍體探測(cè)器對(duì)混合輻射場(chǎng)中的中子射線進(jìn)行探測(cè)時(shí)，在supgt;6/supgt;LiI閃爍體探測(cè)器中設(shè)置第一電壓幅值甄別閾值，將supgt;6/supgt;LiI閃爍體探測(cè)器測(cè)到的低能γ射線的信號(hào)過(guò)濾掉，為了解決高能γ射線對(duì)測(cè)量效果的影響，采用本發(fā)明的中子探測(cè)方法，包括如下步驟：(S1)，在supgt;6/supgt;LiI閃爍體附近設(shè)置一個(gè)GM計(jì)數(shù)管；(S2)，為GM計(jì)數(shù)管設(shè)置第二電壓幅值甄別閾值；(S3)，記錄采用supgt;6/supgt;LiI閃爍體探測(cè)器所測(cè)到的第一信號(hào)；記錄采用GM計(jì)數(shù)管所測(cè)到的第二信號(hào)；(S4)，對(duì)第二信號(hào)乘以修正系數(shù)，通過(guò)在第一信號(hào)中減去乘以修正系數(shù)后的第二信號(hào)得到凈中子計(jì)數(shù)率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輻射測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用GM計(jì)數(shù)管降低γ射線干擾的中子探測(cè)方法。

背景技術(shù)

眾所周知，空間粒子輻射環(huán)境不僅包括質(zhì)子、電子等帶電粒子，同時(shí)也包括中子(n)、X射線等非帶電粒子。中子作為一種重要的非帶電粒子，一直受到人們的廣泛關(guān)注，與中子相關(guān)的探測(cè)技術(shù)一直是人們研究的熱點(diǎn)。由于存在中子的場(chǎng)合往往都伴隨著大量的γ射線，因此去除γ射線對(duì)中子信號(hào)的干擾是中子探測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)及難點(diǎn)。中子與γ射線的甄別是違禁品檢測(cè)、環(huán)境輻射檢測(cè)、軍事以及深空探測(cè)等中子探測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)，具有極其重要的理論及實(shí)際意義。

選擇中子探測(cè)器時(shí)，除了關(guān)心其中子探測(cè)效率、能量或時(shí)間分辨性能、壽命等多種性能指標(biāo)與參數(shù)外。還需關(guān)心其是否具有良好的γ射線甄別能力或是較差的γ射線響應(yīng)。⁶LiI閃爍體是中子探測(cè)技術(shù)中一種重要的探測(cè)器(是探測(cè)慢中子、特別是熱中子的高效率探測(cè)器。例如10mm厚度，富集⁶Li的碘化鋰閃爍體對(duì)熱中子的探測(cè)效率已達(dá)到100％)，它材料密度大，阻止本領(lǐng)強(qiáng)，具有很高的探測(cè)靈敏度,但同時(shí)它對(duì)γ射線響應(yīng)也很靈敏(見(jiàn)圖2所示)。實(shí)驗(yàn)表明，⁶LiI閃爍體在低能γ射線照射下，具有較好的耐γ輻射性能。但是對(duì)于能量大于1MeV的高能γ射線，探測(cè)靈敏度較高，這對(duì)其中子探測(cè)極為不利。因此用⁶LiI閃爍體探測(cè)中子射線時(shí)，如何降低或消除其γ射線響應(yīng)是其必須要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。目前，用⁶LiI閃爍體作為中子劑量當(dāng)量率儀的探測(cè)器時(shí)，主要采用脈沖幅度甄別技術(shù)來(lái)剔除γ射線信號(hào)，即利用中子射線和γ射線在⁶LiI閃爍體中產(chǎn)生信號(hào)脈沖幅度的差異，在⁶LiI閃爍體探測(cè)器的電路中設(shè)置一個(gè)電壓幅值甄別閾值，將幅度較低的γ脈沖卡掉，從而只記錄中子信號(hào)。這種方法在γ射線能量比較低的情況下效果良好，但是在能量超過(guò)1MeV的高能γ射線時(shí)，高能γ射線引起的響應(yīng)將嚴(yán)重干擾中子劑量的測(cè)量結(jié)果，所以常用的脈沖幅度甄別技術(shù)在混合輻射場(chǎng)具有高能γ射線的情況下就會(huì)產(chǎn)生較大偏差(γ射線能量超過(guò)1MeV時(shí)，這樣的高能γ射線也會(huì)在⁶LiI閃爍體中沉積較多的能量，從而產(chǎn)生一個(gè)較大的脈沖信號(hào)，⁶LiI閃爍體探測(cè)得到信號(hào)幅度就與探測(cè)熱中子的信號(hào)輻度相差無(wú)幾，這時(shí)高能γ射線引起的響應(yīng)將嚴(yán)重干擾中子劑量的測(cè)量結(jié)果)。

發(fā)明內(nèi)容

為了有效的使用⁶LiI閃爍體探測(cè)中子射線，通過(guò)γ射線信號(hào)甄別技術(shù)來(lái)降低其γ射線干擾是極為必要的。考慮到GM計(jì)數(shù)管具有對(duì)γ射線響應(yīng)良好而對(duì)中子靈敏度很低的特點(diǎn)，這種特性對(duì)提高n、γ混合的混合輻射場(chǎng)中測(cè)量中子射線時(shí)有效屏蔽γ輻射干擾是非常有意義的，所以將⁶LiI閃爍體探測(cè)器和GM計(jì)數(shù)管結(jié)合起來(lái)探測(cè)中子射線。在探測(cè)混合輻射場(chǎng)時(shí)，從⁶LiI閃爍體探測(cè)器的輸出信號(hào)中(包含中子射線和γ射線的信號(hào))，按相應(yīng)的比例扣掉GM計(jì)數(shù)管的輸出信號(hào)(僅有γ射線的信號(hào))，便可以獲得混合輻射場(chǎng)中的凈中子信號(hào)。