[发明专利]PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器

说明书

技术领域

本发明属于一种放射性同位素的测量仪器，具体涉及一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器。

背景技术

在实际应用中，放射性同位素的活度测量都用活度计进行测量。而活度计大多都采用井型电离室作探测器，这就决定了其体积不可能做的很小。然而随着国内PET(Positron Emission Tomography缩写，指正电子发射断层扫描)的快速发展，放射药物的应用越来越广泛。由于放射药物生产的特殊性，即合成模块及药物分装都需要在热室(即防护箱)内进行。需要多台活度计配合使用，而热室内的体积是有限的，这就要求仪器多通道化和探测器小型化，并且小尺寸也便于屏蔽和固定。高能量的回旋加速器生产的放射性产量要求活度计要有很宽的测量范围和较高的精度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有电离室活度计存在的体积大等问题，提供一种小型的PIN探测器组成的多通道放射性活度测量仪器，该仪器在对放射性同位素的活度进行测量时具有很宽的测量范围，测量的精度高，且体积小。

本发明的技术方案为：一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，它包括n个PIN探测器、n根屏蔽电缆、n个放大电路、模数转换电路、单片机、键盘电路、显示电路和计算机，其中，n＝1，2，3…；每个PIN探测器均通过一根屏蔽电缆连接一个放大电路，n个放大电路均与模数转换电路连接，模数转换电路与单片机连接，单片机还分别与n个放大电路、键盘电路、显示电路、计算机连接。

所述的PIN探测器由PIN光电二极管和加在PIN光电二极管前的碘化铯(铊)CsI(Tl)闪烁晶体组成，放射性药物的放射性同位素的γ射线作用于每个PIN探测器上的CsI(Tl)闪烁晶体，使闪烁晶体产生闪烁光脉冲，闪烁光脉冲照射PIN光电二极管，产生电子空穴对，在内建电场作用下形成光生电流；该电流通过屏蔽电缆传输给放大电路，经放大电路放大后输出电压信号，该电压信号经模数转换电路将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机采集、处理，转换成放射性同位素的活度值，在显示电路上显示；该放射性活度测量仪器包括一至n个PIN探测器，可以同时测量一至n个监测点的放射性同位素的活度值；键盘电路通过单片机5更改参数n的值以及标定系数、放大电路中的放大器类型等参数，以确定放射性同位素的活度值的监测点的个数以及标定系数、放大器类型等参数。

所述的放大电路包括程控线性放大器，程控线性放大器为高输入阻抗放大器，PIN探测器的PIN光电二极管的阴极与通过屏蔽电缆分别与高输入阻抗放大器的反向输入端引脚2、簧片式继电器RL的公共端以及反馈电容C1连接；反馈电容C1用于相位补偿，防止电路振荡。PIN探测器的阳极与高输入阻抗放大器的同相输入端引脚3连接，并连接至地。R6、R7构成高输入阻抗放大器的偏置调零。R1并联R2串联R3构成低量程反馈电阻，R3一端与簧片式继电器RL的常闭触点连接；R4、R5串联构成高量程反馈电阻，其中R5用于微调，使高、低量程比例系数一定，R4一端与簧片式继电器RL的常开触点连接；反馈电阻R1、R2、R3、R4、R5与反馈电容C1一起构成放大器的反馈回路，电阻R1、R2、R5、电容C1与高输入阻抗放大器A的输出电压Vo端连接；输出电压Vo与PIN探测器的光生电流I成正比：Vo＝I*Rf，其中，I＝Isc，Rf为反馈电阻值，Rf＝R1*R2/(R1+R2)+R3或者Rf＝R4+R5；输出电压Vo端与模数转换电路连接；该电压信号Vo经模数转换电路将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机采集、处理，转换成放射性同位素的测量活度值C：测量活度值C＝Vo*Ki*Kc；其中：C为测量活度值，Vo为探测器响应输出，即Vo为高输入阻抗放大器A的输出电压，Ki为同位素因子，以Cs-137为标准，设其Ki＝1，探测器对其的响应为基准，在相同测试条件下，探测器对其它同位素的响应的偏差就是该同位素的Ki；Kc为标定系数，用以补偿因位置等因素引起的偏差；将同位素因子Ki写入单片机，将标定系数Kc写入单片机的标定程序；校准时，通过单片机对标定系数Kc进行标定更改，使测量活度值C与标准源的活度值一致，实现校准；同时单片机判断Vo大小来控制RL实现量程自动转换；当放射性活度较高超过低量程范围0～720mCi时，单片机控制RL闭合切换到高量程范围720mCi～7200mCi，反之则RL断开切换到低量程范围。