[发明专利]小型γ射线剂量仪

说明书

本发明涉及到放射性射线剂量的测量技术。

目前使用的γ射线剂量仪，一种是测量个人在γ射线辐射场中每单位时间所接收的辐射剂量，称为微分剂量仪，如型号为FD 3013，FJ 317C等，它们使用的多是G-M(盖革缪勒)计数管，或光电倍增管及闪烁晶体配在一起组成电真空器件的探测器，美国专利4880981就是一种闪烁体光电倍增管型辐射剂量仪，这种剂量仪基本结构尺寸大，需要高压供电，耗电量大，虽然灵敏度较高，但通常不能测积分剂量。另一种是测量个人在辐射场中一个月，一年等较长时间的积累剂量，称为积分剂量仪，通常使用的有释光剂量计或剂量笔，他们要求昂贵的读出仪器，另外不能立即报警，往往受到事故辐射事后才能知道，很不安全。近年来也有用微分剂量计扩展性能达到测积分剂量，如GJ-IIIA式个人剂量计，但由于仍采用G-M管作探测器，仍需要高压供电，耗电量大，不能长期工作，大约最长一个月就要更换一次电池。美国专利5171998提出用闪烁晶体碘化铯(铊)和光二极管构成探测器，测量γ射线能量和空间分布，在一个单一γ射线收集事件中，全部收集时间内，噪声收集电荷数小于γ射线信号收集电荷数(见图1)，该专利为脉冲计数型仪器，光二极管工作在雪崩二极管状态，二极管产生内放大，探测器偏压高，整个仪器结构复杂。

本发明的目的是利用光二极管低暗电流(大约为10^-14安培)特性来测量γ射线产生的光电流(而不是脉冲收集)见图2，提供一种既可测量γ射线微分剂量，及时报警，也可以测量积分剂量，进行较长时间测量工作，体积小，灵敏度高，携带方便，可保证放射性安全的剂量仪。

本发明是这样来实现的：由闪烁晶体5和低暗电流的光敏二极管6经过硅脂光学连接构成γ射线辐射探测器，上边所述的光敏二极管采用S3804型号的低暗电流的光敏二极管，利用光敏二极管的低暗电流特性，对γ射线辐射产生的积分电流进行测量，只要积分光电流大于积分暗电流，就可以测量出γ射线剂量；上述探测器与前置放大器7相连接，前置放大器为高性能低漂移的电流放大器；探测器输入采用零偏压电路(如图4所示)，由于采用这种电路连接，漏电流变小，可使仪器动态范围在低剂量区扩大，测量特性提高；经前置放大器放大后的信号，再经一级可自动调节放大倍数的放大器，送入具有模数转换的低功耗单片机8进行数据处理，运算出微分、积分剂量送至显示器9，一但微分剂量超过额定值或积分剂量达到限定时，送出信号至报警器10产生报警信号。

本发明选用闪烁晶体和低暗电流的光敏二极管构成γ射线探测器，无有电真空器件，因此具有下列优点：(1)本发明既可测量微分剂量，又可以测量积分剂量，线性范围大，可承受高剂量。(2)不要求高电压供电，耗电小，仅仅使用电池即可长期工作。(3)本发明体积小，重量轻，携带方便，可以适用于野战等恶劣环境的剂量测量。(4)本发明中探测器与前置放大器的联接采用零偏压电路的连接方式，灵敏高，可及时报警，保证处在强剂量场中的个人的安全。本发明测量微分剂量从0.25毫仑/小时-250毫仑/小时，积分剂量从1毫仑-500仑，仪器可长期工作，使用电池，至少半年无须更换。

附图说明：

图1为美国专利5171998输出电流与时间的关系图，其中横坐标t为

电流输出时间，纵坐标i为输出电流，1为γ射线输出脉冲电流，2为噪

声脉冲电流。

图2为本发明输出电流与时间的关系图。

图中横坐标t为电流输出时间，纵坐标i为输出电流，其中3为γ

射线辐射电流，4为暗电流。

图3为本发明结构示意图。

图4为本发明中探测器与前置放大器零偏压电路连接线路图。

本发明一个实施例为采用碘化铯为闪烁晶体，前置放大器选用7650，显示器选用液晶显示。

本发明将测量γ射线的微分和积分剂量统一在一台仪器上，可以广泛用于使用X光机的医护人员，也可以供γ射线源辐照装置上工作人员使用及核工业及防化工作人员及防化兵战士使用，保护了他们的健康、安全。本发明也可以做成装饰品如钟表、温度计等配合指出工作室及住宅中的剂量大小。