[发明专利]用于水体总α、总β在线测量的方法及叠层探测器

说明书

用于水体总α、总β在线测量的方法及叠层探测器，涉及水体放射性检测技术领域。其中，前述叠层探测器包括探测器主体、光导和光电倍增管，探测器主体包括三层闪烁体，第一层为用于测量γ射线的第一塑料闪烁体，第二层为用于测量β射线的第二塑料闪烁体，第三层为用于测量α粒子的CsI(Tl)闪烁体，第一层叠加在第二层上，第三层耦合在第二层的底面。上述叠层探测器不但实现了水体总α、总β在线测量，而且具有以下优点：探测器的探测窗可以设计得较大，不同的探测层用于不同目标粒子的测量，既易于分辨α、β两种粒子的脉冲信号，又可提高探测效率、减少探测时间，同时可利用第一层的γ射线信号计数率来衡量第二层的β信号里的γ射线干扰信号数量。

技术领域

本发明涉及水体放射性检测技术领域，尤其指一种用于水体总α、总β在线测量的方法及叠层探测器。

背景技术

目前，环境水体总α、总β放射性活度测量主要采用的还是取样法，每半年测量一次，仍未实现在线测量，导致效率较低，对于检测水中的放射性水平的变化情况存在滞后性，影响对核事故的快速应急处置。而导致总α、总β无法实现在线测量的原因主要在于：水中放射性水平太低、α粒子在水中射程太短、β信号易被γ信号干扰、探测器本底辐射干扰太大、探测器可测量面积小等原因。

其中，CsI(Tl)对α粒子的探测效率可以达到100%，且不易潮解。而塑料闪烁体应用广泛，几乎所有放射性射线都可以用塑料闪烁体测量，其最主要的优点是易加工成任何不同规格的、想要的形状，但是其在实际应用中，仍存在一些问题，比如，虽然环境中的γ射线采用了铅屏蔽，但是待测水样在发射出α、β射线的同时，会发射出大量的γ射线，而γ射线能量仍会沉积在塑料闪烁体上，这会导致无法区分γ射线和低能β射线。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用于水体总α、总β在线测量的叠层探测器，来实现水体总α、总β的在线测量。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：用于水体总α、总β在线测量的叠层探测器，包括探测器主体、光导和光电倍增管，所述光导的一端连接探测器主体，另一端连接光电倍增管，所述探测器主体包括三层闪烁体，第一层为用于测量γ射线的第一塑料闪烁体，第二层为用于测量β射线的第二塑料闪烁体，第三层为用于测量α粒子的CsI(Tl)闪烁体，所述第一塑料闪烁体叠加在第二塑料闪烁体的顶面，所述CsI(Tl)闪烁体直接耦合在第二塑料闪烁体的底面。

进一步地，所述第一塑料闪烁体和第二塑料闪烁体均为正棱柱形，在所述第一塑料闪烁体相对的两个尖角端各设置一个光导，在所述第二塑料闪烁体相对的两个尖角端各设置一个光导。

更进一步地，所述正棱柱形的底面边数为大于三的偶数。

更进一步地，所述光导为V型结构，其内侧端与第一塑料闪烁体、第二塑料闪烁体的相对的两个尖角端部匹配并粘接，其外侧端与光电倍增管耦合。

更进一步地，在所述第一塑料闪烁体和第二塑料闪烁体中，除了前述两者与光导接触的侧面部分和第二塑料闪烁体的底面，其他侧面部分和第一塑料闪烁体的顶面都设置有防止闪烁光泄露的反光层。

更进一步地，所述光导由有机玻璃制作而成。

本发明的另一目的在于提供一种用于水体总α、总β在线测量的方法。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：用于水体总α、总β在线测量的方法，采用上述用于水体总α、总β在线测量的叠层探测器对待测水体进行检测，第一塑料闪烁体只测量γ射线，第二塑料闪烁体测量β射线，CsI(Tl)闪烁体测量α粒子，利用只有γ射线信号的第一塑料闪烁体计数率来衡量第二塑料闪烁体上记录的γ射线数量，降低本底的γ射线干扰，根据CsI(Tl)闪烁体和第二塑料闪烁体的闪烁光衰减时间差异并结合波形鉴别方法来区分α、β粒子的脉冲信号，实现对待测水体中总α、总β的同时测量。