[发明专利]利用CsI闪烁体降低γ射线干扰的中子探测方法及设备

说明书

本发明属于辐射测量技术领域，具体涉及利用CsI闪烁体降低γ射线干扰的中子探测方法及设备，用supgt;6/supgt;LiI闪烁体探测器对混合辐射场中的中子射线进行探测时，在与supgt;6/supgt;LiI闪烁体相连的第一比较电路中设置第一电压幅值甄别阈值，将supgt;6/supgt;LiI闪烁体测到的低能γ射线的信号过滤掉，为了解决高能γ射线对测量效果的影响，采用本发明的中子探测方法，包括如下步骤：(S1)，在supgt;6/supgt;LiI闪烁体附近设置一个采用CsI闪烁体的CsI闪烁体探测器；(S2)，在CsI闪烁体相连的比较电路中设置第二电压幅值甄别阈值；(S3)，记录采用supgt;6/supgt;LiI闪烁体所测到的第一信号；记录采用CsI闪烁体所测到的第二信号；(S4)，对第二信号乘以修正系数，通过在第一信号中减去乘以修正系数后的第二信号得到净中子计数率。

技术领域

本发明属于辐射测量技术领域，具体涉及利用CsI闪烁体降低γ射线干扰的中子探测方法及设备。

背景技术

众所周知，空间粒子辐射环境不仅包括质子、电子等带电粒子，同时也包括中子(n)、X射线等非带电粒子。中子作为一种重要的非带电粒子，一直受到人们的广泛关注，与中子相关的探测技术一直是人们研究的热点。由于存在中子的场合往往都伴随着大量的γ射线，因此去除γ射线对中子信号的干扰是中子探测领域的研究热点及难点。中子与γ射线的甄别是违禁品检测、环境辐射检测、军事以及深空探测等中子探测技术的基础，具有极其重要的理论及实际意义。

选择中子探测器时，除了关心其中子探测效率、能量或时间分辨性能、寿命等多种性能指标与参数外。还需关心其是否具有良好的γ射线甄别能力或是较差的γ射线响应。⁶LiI闪烁体是中子探测技术中一种重要的探测器(是探测慢中子、特别是热中子的高效率探测器。例如10mm厚度，富集⁶Li的碘化锂闪烁体对热中子的探测效率已达到100％)，它材料密度大，阻止本领强，具有很高的探测灵敏度,但同时它对γ射线响应也很灵敏(见图2所示)。实验表明，⁶LiI闪烁体在低能γ射线照射下，具有较好的耐γ辐射性能。但是对于能量大于1MeV的高能γ射线，探测灵敏度较高，这对其中子探测极为不利。因此用⁶LiI闪烁体探测中子射线时，如何降低或消除其γ射线响应是其必须要解决的关键问题之一。目前，用⁶LiI闪烁体作为中子剂量当量率仪的探测器时，主要采用脉冲幅度甄别技术来剔除γ射线信号，即利用中子射线和γ射线在⁶LiI闪烁体中产生信号脉冲幅度的差异，在与⁶LiI闪烁体相连的比较电路中设置一个电压幅值甄别阈值，将幅度较低的γ脉冲卡掉，从而只记录中子信号。这种方法在γ射线能量比较低的情况下效果良好，但是却忽略了能量为6.0MeV的高能γ射线在⁶LiI闪烁体中沉积的能量可以和⁶Li(α,n)反应一样多。实际的n-γ比从1.0MeV时的1000:1下降到6.0MeV时的1:1。这时γ射线引起的响应将严重干扰中子剂量的测量结果，所以常用的脉冲幅度甄别技术在混合辐射场具有高能γ射线的情况下就会产生较大偏差。

发明内容

为了有效的使用⁶LiI闪烁体探测中子射线，通过γ射线信号甄别技术来降低其γ射线干扰是极为必要的。考虑到CsI闪烁体具有对γ粒子辐射灵敏而对中子辐射相对不灵敏的优点，这种特性对提高n、γ混合的混合辐射场中测量中子射线时有效屏蔽γ辐射干扰是非常有意义的，所以将⁶LiI和CsI这两种闪烁体结合起来探测中子射线。在探测混合辐射场时，从⁶LiI闪烁体的输出信号中，按相应的比例扣掉CsI闪烁体的输出信号，便可以获得混合辐射场中的净中子信号。