[發(fā)明專利]一種基于高純鍺探測器的輻射劑量率測量系統(tǒng)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110946420.9
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113466915A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張?zhí)K雅拉吐;王德鑫;黃美容;白力嘎
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古民族大學(xué)
• 主分類號: G01T1/02
• 分類號: G01T1/02;G01T1/36
• 代理公司: 北京盛詢知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11901
• 代理人: 劉靜

本發(fā)明公開一種基于高純鍺探測器的輻射劑量率測量系統(tǒng)，包括：測量單元、模擬單元、對比分析單元、數(shù)據(jù)處理單元；測量單元用于對輻射源的能譜進行能譜測量實驗，獲得輻射源的真實能譜；模擬單元用于對能譜測量實驗進行蒙特卡洛模擬，獲得輻射源的模擬能譜，模擬單元還基于參數(shù)優(yōu)化后的蒙特卡洛模擬實驗在不同能量下對輻射源進行模擬，獲得輻射源的連續(xù)能譜；對比分析單元用于對比并分析真實能譜和模擬能譜，并對蒙特卡洛模擬實驗進行參數(shù)優(yōu)化；數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)連續(xù)能譜進行能譜劑量轉(zhuǎn)換，基于能譜劑量轉(zhuǎn)換獲得輻射劑量率。本發(fā)明能夠通過對輻射源的能譜測量，并結(jié)合蒙特卡洛模擬技術(shù)準確的得到能譜?劑量轉(zhuǎn)換函數(shù)，進而獲得輻射劑量率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輻射場劑量率測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于高純鍺探測器的輻射劑量率測量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

高純鍺(HPGe)探測器是半導(dǎo)體探測器，因其高能量分辨率，廣泛用于核物理實驗、核技術(shù)應(yīng)用、環(huán)境輻射防護以及食品安全等領(lǐng)域中的伽馬(γ)射線能譜測量。伽馬射線具有很強的穿透能力，人體或生物機體在高強度γ場工作或長時間被低劑量γ射線輻射有可能會導(dǎo)致生命體中的DNA發(fā)生變化，甚至有可能會導(dǎo)致癌變等不可修復(fù)的輻射損傷。目前，主要采用氣體電離室、閃爍計數(shù)器和G-M計數(shù)管來測量現(xiàn)場環(huán)境中總的輻射劑量，但無法測定環(huán)境中具體存在哪些核素。

在當(dāng)前常用的技術(shù)中，如果要測量環(huán)境中的輻射劑量及其能譜分布，主要利用HPGe探測器測量輻射場中的γ能譜，同時用其他劑量率儀器進行劑量測量，結(jié)合兩者的監(jiān)測結(jié)果估計輻射場中核素種類及其輻射貢獻。但這種方法存在較為繁瑣，且浪費資源的問題，甚至工作人員有受到輻射的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種基于高純鍺探測器的輻射劑量率測量系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，通過對輻射源的能譜測量，并結(jié)合蒙特卡洛模擬技術(shù)準確的得到能譜-劑量轉(zhuǎn)換函數(shù)，進而獲得輻射劑量率，降低了工作人員受到輻射的風(fēng)險。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種基于高純鍺探測器的輻射劑量率測量系統(tǒng)，包括：測量單元、模擬單元、對比分析單元、數(shù)據(jù)處理單元；

所述測量單元、模擬單元、對比分析單元依次相連；所述測量單元還與所述對比分析單元相連；所述模擬單元還與所述數(shù)據(jù)處理單元相連；

所述測量單元用于對輻射源的能譜進行能譜測量實驗，獲得所述輻射源的真實能譜；

所述模擬單元用于對能譜測量實驗進行蒙特卡洛模擬，獲得所述輻射源的模擬能譜，所述模擬單元還基于參數(shù)優(yōu)化后的蒙特卡洛模擬實驗在不同能量下對所述輻射源進行模擬，獲得所述輻射源的連續(xù)能譜；

所述對比分析單元用于對比并分析所述真實能譜和所述模擬能譜，并對所述蒙特卡洛模擬實驗進行參數(shù)優(yōu)化；

所述數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)所述連續(xù)能譜進行能譜劑量轉(zhuǎn)換，基于所述能譜劑量轉(zhuǎn)換獲得輻射劑量率。

優(yōu)選地，所述測量單元包括供壓模塊、測量模塊、放大模塊；

所述供壓模塊、測量模塊、放大模塊依次相連；所述放大模塊還與所述對比分析單元相連；

所述測量模塊用于進行能譜測量實驗；

所述供壓模塊用于為所述測量模塊提供電壓；

所述放大模塊用于對所述測量模塊測量到的結(jié)果進行放大處理。

優(yōu)選地，所述測量模塊包括HPULB4S鉛室和高純鍺探測器；所述高純鍺探測器置于所述HPULB4S鉛室中。

優(yōu)選地，所述模擬單元包括第一模擬模塊和第二模擬模塊；所述測量模塊、第一模擬模塊、第二模擬模塊依次相連；所述第二模擬模塊還與所述數(shù)據(jù)處理單元相連；

所述第一模擬模塊用于對能譜測量實驗進行蒙特卡洛模擬，獲得所述輻射源的模擬能譜；