[发明专利]一种放射源智能搜寻器及其工作方法

说明书

本发明涉及核安全领域，提供一种放射源智能搜寻器及其工作方法，该搜寻器包括飞行器、辐射剂量率探测器、放射源位置灵敏探测器、信号处理分析模块、远程通讯模块、红外雷达、视频摄像头、锂电池组、监视控制模块。本发明自带飞行器、辐射剂量率探测器和放射源位置灵敏探测器，借助智能化搜寻算法可实现快速高效的自动化的放射源搜寻工作。

技术领域

本发明涉及核安全领域，具体的说是一种放射源智能搜寻器及其工作方法。

背景技术

随着辐射技术的发展，放射源的应用领域越来越广泛，覆盖工业、农业、科研的方方面面。各种类型和各种强度的放射源被应用到医学诊断、工业探伤、液位物料测量、集装箱检测、辐照育种、食品保鲜等大量领域。随着各个行业使用的放射源的数量越来越多，虽然核安全的意识理念、放射源使用管理规章制度也有了很大发展，但依然因为工作人员操作不当或企业监管缺失等因素造成各种放射源丢失事件不断发生。

放射源一旦发生丢失，其寻找和回收往往非常困难，由于涉及的可能区域多，搜索面积大，传统的放射源搜寻方法使用人员携带便携式剂量率监测仪表，对怀疑区域进行地毯式搜索，往往数小时、数天甚至更长时间都难有进展，而丢失的放射源往往活度较强，危险性大，搜寻时间越长，其产生的辐射危害越大，因此当放射源丢失事件发生时，快速高效的找到并回收放射源，减少其暴露时间，是降低事故后果的重要途径。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种放射源智能搜寻器，其自带飞行器、辐射剂量率探测器和放射源位置灵敏探测器，借助智能化搜寻算法可实现快速高效的自动化的放射源搜寻工作。

本发明的目的是通过如下技术措施来实现的。

一种放射源智能搜寻器，包括飞行器、辐射剂量率探测器、放射源位置灵敏探测器、信号处理分析模块、远程通讯模块、红外雷达、视频摄像头、锂电池组、监视控制模块。

飞行器由4个螺旋桨、飞行控制模块、高速电机配变速齿轮、设备运载台架组成。飞行控制模块进行飞行模式控制，包括飞行高度、飞行速度和飞行方向；高速电机通过轴承和齿轮组合连接螺旋桨提供飞行动力，设备运载台架进行其他组件的安装固定，并安装了报警灯。

辐射剂量率探测器包括辐射探测元件、信号前置放大电路和金属探测器壳体。辐射探测元件采用小体积高灵敏的常温半导体进行环境γ辐射剂量率实时快速测量，采用多层能量补偿结构实现均一的能量响应，多层能量补偿结构依次由铅、锡、铁、铝、聚乙烯层叠组成，使用蒙特卡罗模拟软件结合辐射能响试验确定每种材料的厚度和开孔率，这种能量补偿结构可以解决探测器由于灵敏层薄引起的不同能量γ辐射剂量率响应不同的问题，将探测器对不同能量γ辐射剂量率响应的偏差控制在20%以内；信号前置放大电路进行辐射信号的放大处理，并将信号发送给信号处理分析模块。金属探测器壳体包容各个组件并进行电磁屏蔽和环境防护。

放射源位置灵敏探测器由探测元件阵列、光电转换器件阵列、多路信号前置放大模块、准直器和金属探测器壳体组成。探测元件阵列采用能谱性能优异的LaBr₃探测元件阵列，内部各个晶体相互独立并配置光隔离涂层；光电转换器件阵列采用小体积、低电压、高增益的硅光电管阵列和LaBr₃探测元件阵列耦合进行辐射测量和光电转换，每个硅光电管和探测元件一一对应，多路信号前置放大模块可同时放大处理所有硅光电管输出信号，并将信号发送给信号处理分析模块。准直器采用高屏蔽效能的钨合金并配置锥形孔进行辐射探测区域定向。金属探测器壳体包容各个组件并进行电磁屏蔽和环境防护。

远程通讯模块使用基于TCP/IP协议的无线通讯模块，从信号处理分析模块读取通讯数据并对外发送，可快速大数据量进行测量剂量率、飞行器视野信息、设备工作参数的实时通讯，并在放射源定位时实时传输放射源位置测量二维信息。远程通讯模块也为人工控制飞行器提供通讯接口。