[发明专利]一种α、β射线探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种α、β射线探测器，特别是涉及一种薄片塑料闪烁体与光电倍增管组合形式的α、β射线探测器。

背景技术

α、β射线探测器是人员全身α、β污染监测仪、手足α、β污染监测仪等的传感器，能快速地检测到被测人体表面沾染的α、β射线，以判别人员是否受到放射性污染。主要应用于核电站、核处理厂、核仓库等放射性工作场所的人身污染监控等方面。

薄片塑料闪烁体与光电倍增管组合形式的α、β射线探测器的原理是：射线进入薄片闪烁体时，闪烁体的原子或分子被电离或激发，退激时，一部分电离或激发能量以光辐射形式释放，形成闪烁光，闪烁光的一部分通过光屏蔽暗室被收集到光电倍增管的阴极上，光子被阴极吸收后产生光电子，光电子在倍增级作用下倍增，最终被阳极吸收产生电流信号，电流信号经过电路被转换为电压信号，再经过放大和比较电路，产生并输出一个TTL脉冲，后续的单片机电路获此脉冲，并将脉冲计数值通过串口向上位机发送，通过上位机所显示的脉冲计数值可以比较准确的了解闪烁体所发出的闪烁光的光子个数。光子个数又与射线种类、能量、活度、与探测器的距离等有关。

由于α、β射线(尤其是低能α、β射线，如¹⁴C)的射程有限，穿透力弱，所以在进行α、β射线探测时，为了达到理想的探测效率，要求探测器与测量对象的距离尽量近，探测器窗口避光材料的面密度尽量低，保护罩栅格对α、β射线的遮挡面积尽量小。

实际操作时，往往将被测物贴在探测器表面，窗口避光材料选择聚乙烯镀铝薄膜。聚乙烯镀铝薄膜厚度一般小于5μm，在使用过程中会发生被外物划伤的情况，导致探测器避光效果失效。此时需要更换镀铝薄膜，因此要求探测器的维修保养要方便。

以往的探测器，薄片塑料闪烁体、避光膜、探测器壳体、保护罩四者之间为硬接触，为了达到理想的避光效果，在装配时采用黑色液体硅胶对这四者接触边缘的缝隙进行一次性密封，再次开启探测器时比较困难，不利于现场维修，同时薄膜和壳体也遭破坏，难于回收再利用，导致浪费。

以往探测器的保护罩栅格采用带若干正方形孔的薄金属板，本身的射线透过率受冲孔工艺限制不可能做的很高(<60％)，这样使探测器的有效探测面积大幅降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、可靠性高、维修性好、装配周期短、适合现场维护、有效探测面积大的α、β射线探测器。

本发明一种α、β射线探测器包括探测器壳体、光屏蔽组合体、保护罩、光电倍增管；探测器壳体探测窗口侧壁上留有止口，光屏蔽组合体放置在止口上，保护罩侧面四周的内沿卡扣与探测器壳体外沿卡扣卡紧；光屏蔽组合体包括薄片塑料闪烁体、避光膜、黑色硅胶圈，具体连接方式为：将避光膜包裹固定在薄片塑料闪烁体探测面的外表面、侧面一周及内表面边缘上，黑色硅胶圈将已包裹避光膜的薄片塑料闪烁体边缘夹住，黑色硅胶圈下部的凸台a与探测窗口侧壁顶部的凹槽a有4°～6°的拔模角度，凸台a与凹槽a紧密贴合；保护罩的网孔结构为蜂窝状六角形栅格，不锈钢纱网位于六角形栅格高度方向的中间位置，不锈钢纱网长度、宽度与保护罩正面长度、宽度相同，六角形栅格栅格宽度b=1mm、高度h=2mm、孔径k=23.2mm；不锈钢纱网丝径t=0.13mm、孔径a＝1.4mm，射线垂直入射通过保护罩的透过率为75％；光电倍增管通过探测器壳体侧壁斜面上的“涵洞”管插入探测器壳体内，探测器壳体四壁均设计有斜面a、斜面b、斜面c、斜面d，探测器壳体底面有小斜面a、小斜面b，斜面法向均指向光电倍增管阴极方向，光电倍增管焊接在电路板上，电路板通过螺栓固定在端盖内部，探测器壳体与电路窗口的接触面开有凹槽b，端盖四壁顶部设有凸台b，凸台b与凹槽b相匹配，凹槽b内放置矩形黑色橡胶圈，端盖通过螺钉压紧固定在探测器壳体上，光电倍增管的电源线通过端盖上的过线孔引出，电源线与过线孔之间用真空封泥密封。光电倍增管的电源线通过端盖上的过线孔引出，电源线与过线孔之间用真空封泥密封。

本发明黑色硅胶圈为长方形，由模具注塑成型，具有一定的弹性，总长度比薄片塑料闪烁体周长略小，截面为C形，利用C形开口和硅胶圈自身弹性将已包裹避光膜的闪烁体边缘夹住，从而组成闪烁光屏蔽组合体。组合体底部的凸台a(位于黑色硅胶圈下部)置于探测窗口侧壁顶部的凹槽a内，目的有两个，一是加强对组合体的侧向定位，二是通过迷宫接触实现避光。保护罩通过内沿卡扣(阴)与探测窗口外沿卡扣(阳)连接，对组合体正向压紧并定位。探测窗口的避光主要依靠黑色硅胶圈与其他零件(避光膜、探测窗口侧壁、保护罩)的弹性接触实现。