專利名稱：一種卡片式個人中子劑量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中子劑量計，特別涉及一種直讀式的卡片式個人中子劑量計。
背景技術(shù)：
在存在中子輻射的場合，中子劑量是常規(guī)監(jiān)測的項目，近年來，我國中子應(yīng)用技術(shù) 發(fā)展迅速，中子測井、中子照相、中子活化分析等已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。各種加速器中子源、核 電站、反應(yīng)堆及新型熱核反應(yīng)裝置等核設(shè)施大量建造。另外，中子因其獨特的生物學(xué)特性也 在中子輻射治療方面日益受到重視。人們將有更多的機會接觸中子輻射，而中子對人體的 傷害較大(能量在100keV-2MeV范圍內(nèi)的中子的輻射權(quán)重因子為20)，對放射性從業(yè)人員的 個人中子劑量監(jiān)測就顯得越為重要。目前，實現(xiàn)個人中子劑量監(jiān)測的方法主要有膠片技術(shù)、反照率技術(shù)、固體徑跡探測 技術(shù)、氣泡探測技術(shù)等，而這些技術(shù)所涉及的都是無源元件，很多產(chǎn)品數(shù)據(jù)易讀性差，受時 間與地點的限制，更不具備報警功能。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，直讀式半導(dǎo)體個人中子劑量 計也得到了應(yīng)用。直讀式半導(dǎo)體個人中子劑量計中，在半導(dǎo)體表面覆蓋fiLiF或kiB塑料核反應(yīng)層， 利用核反應(yīng)探測熱中子，數(shù)據(jù)可直讀，具有報警功能，但靈敏度極低。中子周圍劑量當(dāng) 量(率)儀，雖然靈敏度較高，可進行個人中子劑量監(jiān)測，但過于笨重，使用不便。摻雜 0. 06-0. OSwt %的銪的fiLiI晶體[fiLiI (Eu)]，對熱中子的能量分辨率高，被認為是已知的用 于探測熱中子的最有效材料。f5LiI(Eu)閃爍晶體具有熱中子探測效率高、高靈敏和中子伽 瑪甄別本領(lǐng)好等優(yōu)點。目前，國內(nèi)外還無采用摻銪碘化鋰閃爍晶體的個人中子劑量計。總的來說，目前個人中子劑量監(jiān)測設(shè)備存在著靈敏度低、數(shù)據(jù)易讀性差、不具備報 警功能或使用不便等缺點。因此，特別需要一種輕便、具備報警功能且靈敏度高的個人中子劑量計，方便職業(yè) 工作者在潛在危險的環(huán)境中佩戴，在監(jiān)測中子輻射的同時，能提供關(guān)于該人員已受中子輻 射量的指示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種卡片式個人中子劑量計，解決現(xiàn)有的個人中子劑量監(jiān) 測設(shè)備存在的靈敏度低、數(shù)據(jù)易讀性差、不具備報警功能等的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種卡片式個人中子劑量計，其特征在于，它包括一中子探頭及一控制系統(tǒng)，所述 中子探頭中設(shè)置有中子探測元件，所述中子探測元件為摻銪碘化鋰閃爍晶體，所述中子探 頭的信號輸出端與所述控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，由所述控制系統(tǒng)對所述中子探頭的信 號進行處理。在本發(fā)明的一個實施例中，所述中子探頭由屏蔽外殼、中子探測元件、光導(dǎo)、光電 轉(zhuǎn)換器和電荷靈敏前置放大電路構(gòu)成，所述中子探測元件、光導(dǎo)、光電轉(zhuǎn)換器和電荷靈敏前置放大電路依次互相連接并設(shè)置在所述屏蔽外殼內(nèi)，所述電荷靈敏前置放大電路的輸出端 與所述控制系統(tǒng)相連接。進一步，所述光電轉(zhuǎn)換器為光電二極管。在本發(fā)明的一個實施例中，所述摻銪碘化鋰閃爍晶體的6Li豐度為0. 01-99%，銪 的摻雜量為0. OOl-Iwt%。在本發(fā)明的一個實施例中，所述摻銪碘化鋰閃爍晶體的6Li豐度為92%，銪的摻雜 量為 0. 08wt%。在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制系統(tǒng)由放大器、甄別器、計數(shù)器、控制器、顯示 器、蜂鳴器、LED指示燈、振動器和電源構(gòu)成；所述放大器依次連接甄別器、計數(shù)器和控制 器，所述顯示器、蜂鳴器、LED指示燈、振動器分別與所述控制器相連接，所述電源分別與所 述放大器、甄別器、計數(shù)器、控制器和顯示器連接并連接所述中子探頭，所述放大器的信號 輸入端與所述中子探頭相連接。進一步，所述電源為一節(jié)標準AAA電池。本發(fā)明的卡片式個人中子劑量計具有如下的特點(1)采用高靈敏度的fiLiI (Eu)閃爍晶體作為中子探測元件，對中子響應(yīng)靈敏；(2)采用體積小巧的光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換器，無需提供高壓，儀器結(jié)構(gòu)簡單， 體積小，重量輕，便于攜帶；(3)可直接讀出個人中子劑量當(dāng)量或劑量當(dāng)量率，具有聲、光、振動報警功能，具有 數(shù)據(jù)存儲與無線傳輸功能，使用不受地點時間限制。本發(fā)明的卡片式個人中子劑量計，采用f5LiI(Eu)閃爍晶體作為中子探測元件，匹 配光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換器，重量輕，便于攜帶，對中子響應(yīng)靈敏，可確定個人接收的全 身中子劑量當(dāng)量，具備聲、光、振動等報警功能，可用于放射性從業(yè)人員的個人中子劑量監(jiān) 測，確保其周身環(huán)境的中子輻射量處在安全范圍內(nèi)，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。


以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明。圖1為本發(fā)明的卡片式個人中子劑量計的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明的中子探頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明的卡片式個人中子劑量計，它包括一中子探頭10及一控制系 統(tǒng)20，中子探頭10的信號輸出端與控制系統(tǒng)20的信號輸入端連接，由控制系統(tǒng)20對中子 探頭10的信號進行處理。如圖2所示，中子探頭10由屏蔽外殼11、中子探測元件12、光導(dǎo)13、光電轉(zhuǎn)換器 14和電荷靈敏前置放大電路15構(gòu)成，中子探測元件12、光導(dǎo)13、光電轉(zhuǎn)換器14和電荷靈敏 前置放大電路15依次互相連接并設(shè)置在屏蔽外殼11內(nèi)，電荷靈敏前置放大電路15的輸出端與控制系統(tǒng)20相連接。中子探頭10中的中子探測元件12采用摻銪碘化鋰閃爍晶體，所述摻銪碘化鋰閃 爍晶體的6Li豐度為0. 01-99%，銪的摻雜量為0. 001-lwt% ；在本實施例中，所述摻銪碘化 鋰閃爍晶體的6Li豐度為92%，銪的摻雜量為0. 08wt%。屏蔽外殼11采用硅鋼制的屏蔽外 殼；中子探頭10的光電轉(zhuǎn)換器14采用濱松S3590-08光電二極管；中子探頭10由fiLiI (Eu) 閃爍晶體耦合S3590-08光電二極管組成，中子探頭10監(jiān)測中子場中的輻射水平，并通過注 量和劑量當(dāng)量轉(zhuǎn)換后求得劑量和總劑量。如圖3所示，控制系統(tǒng)20由放大器21、甄別器22、計數(shù)器23、控制器24、顯示器 25、蜂鳴器26、LED指示燈27、振動器28和電源四構(gòu)成；放大器21依次連接甄別器22、計 數(shù)器23和控制器對，顯示器25、蜂鳴器26、LED指示燈27、振動器28分別與控制器M相 連接，電源四分別與放大器21、甄別器22、計數(shù)器23、控制器M和顯示器25連接并連接中 子探頭10，放大器21的信號輸入端信號與中子探頭10相連接。工作時，從中子探頭10輸出來的信號經(jīng)過放大器21放大后，再進入到甄別器22 進行甄別，中子探頭10的甄別閾值為IOOOmV,經(jīng)過甄別的信號進入到計數(shù)器23進行準確計 數(shù)，輸入控制器對，控制器M通過操作界面進行顯示、存儲和報警等控制，數(shù)據(jù)通過顯示器 25顯示，聲、光、振動等報警通過蜂鳴器26、LED指示燈27和振動器28來指示；電源四分 別為中子探頭10、放大器21、甄別器22、計數(shù)器23、控制器對、顯示器25連接并供電；在本 實施例中，電源四為一節(jié)標準AAA電池。本發(fā)明的卡片式個人中子劑量計，體積約為90cc，重量小于100g，靈敏度高，便于 攜帶，可直接讀出個人中子劑量當(dāng)量或劑量當(dāng)量率，具有聲、光、振動報警功能。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種卡片式個人中子劑量計，其特征在于，它包括一中子探頭及一控制系統(tǒng)，所述中 子探頭中設(shè)置有中子探測元件，所述中子探測元件為摻銪碘化鋰閃爍晶體，所述中子探頭 的信號輸出端與所述控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，由所述控制系統(tǒng)對所述中子探頭的信號 進行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡片式個人中子劑量計，其特征在于，所述中子探頭由屏蔽 外殼、中子探測元件、光導(dǎo)、光電轉(zhuǎn)換器和電荷靈敏前置放大電路構(gòu)成，所述中子探測元件、 光導(dǎo)、光電轉(zhuǎn)換器和電荷靈敏前置放大電路依次互相連接并設(shè)置在所述屏蔽外殼內(nèi)，所述 電荷靈敏前置放大電路的輸出端與所述控制系統(tǒng)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卡片式個人中子劑量計，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換器為光 電二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡片式個人中子劑量計，其特征在于，所述摻銪碘化鋰閃爍 晶體的6Li豐度為0. 01-99%，銪的摻雜量為0. OOl-Iwt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡片式個人中子劑量計，其特征在于，所述摻銪碘化鋰閃爍 晶體的6Li豐度為92%，銪的摻雜量為0. 08wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡片式個人中子劑量計，其特征在于，所述控制系統(tǒng)由放大 器、甄別器、計數(shù)器、控制器、顯示器、蜂鳴器、LED指示燈、振動器和電源構(gòu)成；所述放大器 依次連接甄別器、計數(shù)器和控制器，所述顯示器、蜂鳴器、LED指示燈、振動器分別與所述控 制器相連接，所述電源分別與所述放大器、甄別器、計數(shù)器、控制器和顯示器連接并連接所 述中子探頭，所述放大器的信號輸入端與所述中子探頭相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卡片式個人中子劑量計，其特征在于，所述電源為一節(jié)標準 AAA電池。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于公開一種卡片式個人中子劑量計，它包括一中子探頭及一控制系統(tǒng)，所述中子探頭中設(shè)置有中子探測元件，所述中子探測元件為摻銪碘化鋰閃爍晶體，所述中子探頭的信號輸出端與所述控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，由所述控制系統(tǒng)對所述中子探頭的信號進行處理；采用6LiI(Eu)閃爍晶體作為中子探測元件，匹配光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換器，重量輕，便于攜帶，對中子響應(yīng)靈敏，可確定個人接收的全身中子劑量當(dāng)量，具備聲、光、振動等報警功能，可用于放射性從業(yè)人員的個人中子劑量監(jiān)測，確保其周身環(huán)境的中子輻射量處在安全范圍內(nèi)，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
文檔編號G01T3/00GK102043160SQ20101029447
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者孫剛, 宋建安, 張燊, 徐強, 李兆龍, 趙文淵, 陳杰豐 申請人:上海新漫傳感技術(shù)研究發(fā)展有限公司