[发明专利]一种用于测量α、β放射性表面污染的闭气式大面积正比计数器制作工艺

说明书

技术领域

本发明属于核辐射探测器领域，具体涉及一种用于测量α、β放射性表面污染的闭气式大面积正比计数器制作工艺。

背景技术

目前用于大面积α、β放射性表面污染监测的气体探测器多为流气式正比计数器。相比固体探测器与闭气正比计数器，流气正比计数器有一个显著的技术缺陷：在使用时必须持续不断地提供新的工作气体（惰性气体），这就要求在工艺设计时配备气瓶等气路设施，限制了流气式正比计数器在α、β放射性表面污染监测的使用范围。例如：由于需要配备气瓶等气路设施，在便携式α、β放射性表面污染监测仪表中，极少使用流气正比计数器；环境因素影响气体流量的不均匀性对探测结果也有较大的影响。

发明内容

本发明的目的是在对流气正比计数器的测量原理、制作材料选择，结构设计，工艺研究的基础上，通过探测器壳体的设计、制作材料的选择，清洁，钝化，工艺设计和研究，部件的组装、固定方式的确定等提供一种用于测量α、β放射性表面污染的闭气式大面积正比计数器制作工艺。

本发明所采用的技术方案是：

一种用于测量α、β放射性表面污染的闭气式大面积正比计数器制作工艺，包括以下步骤：

（1）探测器壳体的设计：根据大面积多丝正比计数器空间电场强度分布特点，确定探测器内部阳极丝间距和极间距，阳极丝间距为10～30mm，极间距为8～10mm；

（2）制作材料的选择：包括探测器壳体材料、阳极丝、阳极丝固定柱、入射窗、密封胶以及清洁试剂；

（3）材料的清洁、钝化：将机械加工后的探测器壳体进行超声波清洗，之后放入清洁试剂中在常温下浸泡24小时，取出用蒸馏水冲洗3～5次，再用清洁试剂在40～60℃温度下浸泡2～4分钟之后，用蒸馏水冲洗干净，接着用清洁试剂冲洗3～5次，烘干；

（4）探测器壳体的组装固定：将阳极丝固定柱用清洁试剂清洗3～5次，烘干，用密封胶胶结在探测器内部，等待12小时，胶完全固化；

（5）入射窗的清洁：用清洁试剂去除入射窗在加工过程中残留在表面的微量油污之后，用清洁试剂清洗干净，烘干；

（6）阳极丝的清洁：用清洁试剂浸泡阳极丝20～40分钟，去除阳极丝在加工过程中残留在表面的润滑剂；

（7）阳极丝固定：将阳极丝固定在阳极丝固定柱上，并用密封胶密封阳极丝引出孔；

（8）入射窗的粘贴：将入射窗用密封胶与探测器壳体密封，等待12小时胶完全固化；

（9）气体置换：在探测器进气口通入P10气体，通气12小时，以便置换出探测器腔体内的空气，在通气过程中加热壳体温度保持在50～70℃；

（10）封口：先将探测器出气口用液压钳密封，用气压表测量探测器内部气压，在气压为106Kpa时封进气口，最后测试各项性能指标。

进一步，所述的壳体材料为黄铜。

所述的阳极丝直径为25μm镀金钨。

所述的阳极丝固定柱采用高纯度氧化铝陶瓷。

所述的入射窗为10μm钛箔。

所述的密封胶采用环氧树脂胶。

所述的清洁试剂为乙醇、铜钝化液、NaCl和NaOH混合液体以及汉高清洗剂；

与现有技术相比，本发明的有益效果是：工艺简单可行，无需特殊设备，该工艺制作的闭气式大面积正比计数器在国产正比计数器中还是空白，利用该工艺制作完成的闭气正比计数器在5%/100V的坪斜下，坪长可达到200V，紧贴入射窗表面测量β放射源⁹⁰Sr-⁹⁰Y，效率在70%以上，α放射源²³⁹Pu效率为30%以上，计数寿命不小于1.0E12，搁置寿命1年以上。从而使正比计数器在α、β放射性表面污染的使用中摆脱对气瓶及其气路设施的限制，从技术和使用角度看，闭气正比探测器兼有固体探测器与流气正比探测器的优点。

具体实施方式

实施例1：

一种用于测量α、β放射性表面污染的闭气式大面积正比计数器制作工艺，包括以下步骤：

（1）探测器壳体的设计：根据大面积多丝正比计数器空间电场强度分布特点，确定探测器内部阳极丝间距和极间距，阳极丝间距为10mm，极间距为8mm；

（2）制作材料的选择：包括探测器壳体材料、阳极丝、阳极丝固定柱、入射窗、密封胶以及各种清洁试剂；