[发明专利]可自动调节伽玛射线通量的准直器装置及其测量系统

说明书

本发明提供了一种可自动调节伽玛射线通量的准直器装置及测量系统，准直器外屏蔽体前段设置有准直窗口，后段设置有贯穿孔，探测器穿过贯穿孔连接，伽玛射线能够从准直窗口进入探测器中。伺服电机和齿轮变速箱通过齿轮组件连杆和齿轮组件与丝杠连接；两根导轨沿准直窗口向内倾斜并以探测器为中心对称地安装于两侧；通过控制伺服电机驱动丝杠，进而通过屏蔽块滑动连杆驱动准直口屏蔽滑块，调节准直口屏蔽滑块的位置，改变准直窗口的尺寸，实现伽玛射线通量的调节功能。该装置能够根据初测值自动调节进入探测器灵敏体积的伽玛射线通量，且对低能至高能射线具有相近的调节功能，操作简单、结构紧凑，适用于核电厂及核技术应用放射性废物探测系统。

技术领域

本发明涉及核辐射探测技术领域，具体地，涉及一种可自动调节伽玛射线通量的准直器装置及其测量系统，尤其是涉及一种可自动调节伽玛射线通量的探测系统准直器装置。

背景技术

分段伽玛扫描技术(Segmented Gamma Scanning，SGS)和层析伽玛扫描技术(Tomographic Gamma Scanning，TGS)作为重要的非破坏性分析(Non-Destructive Assay，NDA)技术，已经广泛应用于核电厂桶装废物的检测。其主要原理是，根据辐射探测器测量伽玛射线的计数和能量，结合多道分析仪测得伽玛射线的能谱，确定核素的种类，再根据计数率进行活度的重建，确定核素的活度。现多采用高纯锗探测器进行伽玛射线的测量。

伽玛射线的测量存在死时间。由于探测器的电子学线路处理每个进入的光子需要花费一定时间，当进入探测器的射线强度太大时，存在前一个射线还未处理完而下一个射线已经进入的情况，此时后进入的射线可能不被处理，此即死时间效应。死时间是影响高纯锗探测器系统测量准确度的一个重要因素，死时间较大会造成测量得到的计数发生损失，即测得的计数较实际值偏小。针对SGS技术，当由于测量目标活度较大，进而造成高纯锗探测系统死时间较大时，可以通过减少进入探测器灵敏体积的射线数目，拓宽SGS测量系统的探测上限。已有的方法包括：在准直器前加置屏蔽块、通过调节准直器整体结构改变孔径大小等。在实际应用中，通过加置屏蔽块的方法可以实现减少进入探测器灵敏体积射线数目的目的，但是研究发现，该方法对不同能量射线的衰减效果存在巨大差异，高能射线穿透能力强，衰减比明显小于低能射线，因此导致高能射线正常测量时，部分低能射线无法穿透屏蔽块进入到探测器灵敏体积内，造成测量误差大甚至无法进行有效测量。通过调节准直器整体结构改变开口尺寸的方法，能够解决低能射线无法被探测到的问题，但是由于设计的缺陷，需要占用较大的空间进行整体结构的调节，不利于实际探测系统内推广应用。此外，TGS技术与SGS技术相比，需要开口更小的准直器，但是目前没有一种可自动调节开口大小兼顾SGS和TGS测量系统的准直器装置。

鉴于上述测量系统准直器装置存在的缺陷，本发明提出一种可自动调节伽玛射线通量的准直器装置，在准直口内部设置能改变准直口尺寸的屏蔽滑块，实现对射线通量的调节。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可自动调节伽玛射线通量的准直器装置及其测量系统。

根据本发明提供的一种可自动调节伽玛射线通量的准直器装置，包括准直器外屏蔽体、由准直器外屏蔽体内部空间形成的腔体；准直器外屏蔽体的前段设置有准直窗口，准直器外屏蔽体的后段设置有贯穿孔，所述贯穿孔连接探测器，伽玛射线能够从准直窗口进入探测器中；腔体内设置准直口屏蔽滑块组件、屏蔽滑块自动调节装置，准直口屏蔽滑块组件的运动能够调节准直窗口的大小，屏蔽滑块自动调节装置控制准直口屏蔽滑块组件的运动。

优选地，所述屏蔽滑块自动调节装置包括伺服电机、齿轮变速箱、齿轮组件连杆、导轨组件、丝杠、齿轮组件；

伺服电机、齿轮变速箱设置在准直器外屏蔽体的外表面上，齿轮组件连杆、导轨组件、丝杠、齿轮组件设置在所述腔体内；

伺服电机连接齿轮变速箱；

齿轮变速箱通过齿轮组件连杆、齿轮组件与丝杠连接；