一种辐射探测器的制作方法

本实用新型涉及核辐射监测技术领域，特别涉及一种辐射探测器。

背景技术：

辐射探测器用于识别辐射放射源内的一种或多种放射性核素，通常探测辐射放射源内例如α射线、β射线或γ射线等的剂量率水平，从而确定是否对人体有伤害。

针对β射线而言，通常采用端窗型倍增管来测量，但是如果辐射放射源内存在多种放射性核元素例如β射线及除了β射线以外的放射性核素的情况下，端窗型倍增管并不能区分其它放射性核素，在实际应用中具有一定的局限性。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种辐射探测器，能够区分β射线及其它射线。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种辐射探测器，该辐射探测器包括：

屏蔽罩，所述屏蔽罩外部或内部设有金属屏蔽材料；

至少一个第一探测器，设置于所述屏蔽罩内，用于探测β射线辐射；

至少两个第二探测器，设置于所述屏蔽罩内，用于探测除β射线以外的其它射线辐射；其中，所述至少一个第一探测器位于第一层，所述至少两个第二探测器位于第二层；

处理器，与所述至少一个第一探测器及所述至少两个第二探测器通信连接，用于接收来自各个所述第一探测器的第一数据，及接收来自各个所述第二探测器的第二数据，并基于所述第一数据及所述第二数据确定探测的β射线对应的核元素和γ射线对应的核元素。

本实用新型实施例中，在辐射探测器内设置位于不同层的至少一个第一探测器和至少两个第二探测器，第一探测器用于探测β射线，第二探测器用于探测γ射线，即使在多种放射性核元素的情况下，也能够区分β射线的核元素及其它放射性核素，从而适用于多种应用场景。

可选的，所述屏蔽罩与所述第一探测器相对的位置处设有穿透区，所述β射线穿过所述穿透区辐射至所述第一探测器的探测区域。

在本实用新型实施例中，在屏蔽罩上与第一探测器相对的位置设置穿透区，以尽量使得β射线穿过穿透区能够辐射至第一探测器的探测区域，达到能够探测β射线的目的。

可选的，所述穿透区处覆盖有所述β射线能够穿透的遮光件。

可选的，所述遮光件为金属层，其中，所述金属层的厚度位于第一预设厚度范围内，以使得所述第一探测器周围的光照亮度低于第一亮度值，且所述β射线能够穿透所述金属层。

可选的，所述金属层为铝箔。

在本实用新型实施例中，穿透区处设置遮光件，例如铝箔，以尽量保证第一探测器周围的光照环境满足探测β射线的要求。

可选的，所述金属层的厚度位于(0.22mm，0.26mm)范围内。

在本实用新型实施例中，遮光件的厚度在(0.22mm，0.26mm)范围内，既能够保证具有良好的遮光效果，又能保证β射线完全能够穿透。

可选的，所述至少两个第二探测器中相邻的两个所述第二探测器之间的距离大于或等于1.0cm。

可选的，所述至少两个第二探测器中相邻的两个所述第二探测器之间的距离位于[1.0cm，1.5cm]范围内。

可选的，所述第一探测器固定在所述至少两个第二探测器中的一个所述第二探测器上。

在本实用新型实施例中，相邻两个第二探测器之间距离一定距离，以减少两个探测器之间的电信号串扰。第一探测器固定在第二探测器，以第二探测器为支撑点，避免因受到外力而发生抖动。

可选的，所述第一探测器与所述第二探测器均为PN结二极管探测器。

本实用新型实施例中，在辐射探测器内设置位于不同层的至少一个第一探测器和至少两个第二探测器，第一探测器用于探测β射线，第二探测器用于探测γ射线，即使在多种放射性核元素的情况下，也能够区分β射线的核元素及其它放射性核素，从而适用于多种应用场景。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的辐射探测器的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的辐射探测器的屏蔽罩的一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的辐射探测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在存在多种放射性核元素例如β射线及除了β射线以外的放射性核素的情况下，目前的辐射探测器不能区分其它放射性核素，在实际应用中具有一定的局限性。

鉴于此，本实用新型实施例中，在辐射探测器内设置位于不同层的至少一个第一探测器和至少两个第二探测器，第一探测器用于探测β射线，第二探测器用于探测γ射线，即使在多种放射性核元素的情况下，也能够区分β射线的核元素及其它放射性核素，从而适用于多种应用场景。

下面结合说明书附图介绍本实用新型实施例提供的技术方案。

请参见图1，本实用新型实施例提供了一种辐射探测器，该辐射探测器包括屏蔽罩、设置于屏蔽罩内的至少一个第一探测器和至少两个第二探测器，及处理器。其中，屏蔽罩外部或内部设有金属屏蔽材料；至少一个第一探测器用于探测β射线辐射，至少两个第二探测器用于探测除β射线以外的其它射线辐射，至少一个第一探测器位于第一层，至少两个第二探测器位于第二层；处理器与至少一个第一探测器及至少两个第二探测器通信连接，用于接收来自各个第一探测器的第一数据，及接收来自各个第二探测器的第二数据，并基于第一数据及第二数据确定探测的β射线对应的核元素和γ射线对应的核元素。

具体地，如图1所示，图1包括辐射放射源10和辐射探测器，在该示例性实施例中，辐射放射源10至少包括β射线的核元素和γ射线的核元素。辐射放射源辐射放射性核元素，如图1箭头方向所示，辐射探测器能够识别辐射放射源10中的一个或多个放射性核元素。

辐射探测器包括屏蔽罩20和放置在屏蔽罩20内的第一探测器30和第二探测器40。可能的实施方式中，第一探测器30和第二探测器40为PN结二极管探测器，或者，也可以是其他能够探测β射线和γ射线的探测器。屏蔽罩20 由金属屏蔽材料例如铜带、铜丝、镀银的铜带等制成，尽量防止第一探测器30 和第二探测器40受到电磁干扰。可能的实施方式中，屏蔽罩20也可以由其他材料制成，如果由其他材料制成，那么屏蔽罩20的外部或者内部包覆金属屏蔽材料。

在本实用新型实施例中，至少一个第一探测器30位于第一层，主要用于探测β射线，至少两个第二探测器40位于第二层，主要用于探测γ射线，其中，第一层和第二层不同。具体地，请继续参见图1，图1示出了一个第一探测器30和两个第二探测器40，可以看到两个第二探测器40位于同一层，即相对于同一参考平面(虚线示意)来说，两个第二探测器40距离该参考平面的高度距离相近或一致。而第一探测器30距离该参考平面相较于第二探测器40 来说较远。尽管图1仅示出了一个第一探测器30和两个第二探测器40，但是辐射探测器可以包括任何数量的第一探测器30和第二探测器40使得辐射探测器能够按照如上所述的方式运转。

在一些可选的实施例中，至少两个第二探测器40中相邻的两个第二探测器40之间的距离大于或等于第一距离，以尽量防止相邻的两个第二探测器40 之间的电信号串扰，彼此影响接收的放射源辐射的信号。如果第一距离较短，相邻的两个第二探测器40之间可能还会存在串扰，只是串扰的影响较小。而如果第一距离较长，那么屏蔽罩20的长度也较长，整个辐射探测器的体积就较大，不便于携带。为此，本实用新型实施例中，第一距离可以是1.0cm，较优地可以是1.5cm，既能保证相邻的两个第二探测器40之间无电磁串扰，且尽量保证辐射探测器的体积尽量小，便于携带。第一探测器30固定在至少两个第二探测器40中的任意一个第二探测器40上，例如第一探测器30可以紧密贴合在一个第二探测器40的表面，这样第一探测器30以第二探测器40为支撑，只要第二探测器40固定，减小了辐射探测器整个受到外力撞击时第一探测器30发生抖动的可能性。

本实用新型实施例中，屏蔽罩20的尺寸根据第一探测器30和第二探测器 40的数量及大小确定。屏蔽罩20的形状可以是矩形，或者其他形状，对此本实用新型实施例不作限制。屏蔽罩20的体积尽量小使得辐射探测器可操作为便携、手持式设备。

另外，本实用新型实施例中，至少一个第一探测器30和至少两个第二探测器40的设置位置相对较为集中，减小了探测器的面积，相较于各个探测器分离设置来说，可以提高探测精确度，从而提高探测效率。

请继续参见图2，本实用新型实施例中，屏蔽罩20在与第一探测器30相对的位置处设有穿透区60，穿透区60可以开设在第一探测器30的正面，尺寸大小保证第一探测器30完全裸露，以使得β射线通过穿透区60可以辐射至第一探测器30的探测区域。在一些可选的实施例中，穿透区60可以是屏蔽罩20 开设的一个开口所形成的，由于β射线的穿透能力较弱，如果屏蔽罩20的厚度较厚，那么β射线无法穿透，自然第一探测器30无法探测到β射线。由于第一探测器30和第二探测器40由于屏蔽罩20的遮挡实际上是不可见的，因此，在图2中，以虚线示意第一探测器30和第二探测器40。

本实用新型实施例中，穿透区60处设有β射线能够穿透的遮光件，以尽量保证第一探测器30周围的光照环境满足探测β射线的要求。在一些可选的实施例中，遮光件可以是由金属材料制成的金属层，该金属层的厚度可以位于第一预设厚度范围内，保证第一探测器30周围的光照亮度低于第一亮度值，满足探测β射线的要求。如果金属层的厚度较厚，可能会导致β射线无法穿透，而如果金属层的厚度较薄，则金属层的遮挡光线的能力较弱，遮光效果较差。本实用新型实施例中，金属层可以是铝箔，或者其他可能的金属材料，第一预设厚度范围为(0.22mm，0.26mm)内，金属层的厚度可以是第一预设厚度范围内的任意一个值，优选地，金属层的厚度为0.25mm，既具有良好的遮光效果，又能使得β射线穿透。

在本实用新型实施例中，请继续参见图1，第一探测器30和第二探测器 40可被通信耦合至处理器50，处理器50可以位于屏蔽罩20的外部，并接收第一探测器30探测的信号和第二探测器40探测的信号以确定辐射放射源10 内的核元素。可能的实施方式中，处理器50可以包括至少一个处理单元，可以使用一个或多个异构处理器50系统来实施，在异构处理器50系统中主处理器50与辅助处理器50一起存在于单个芯片上。

具体地，第一探测器30用于探测β射线辐射，第二探测器40用于探测除β射线以外的其它射线辐射，例如γ射线辐射。处理器50接收来自各个第一探测器30的第一数据，及接收来自各个第二探测器40的第二数据，一个第一探测器30对应一组第一数据，一个第二探测器40对应一组第二数据。第一数据标识β射线的能量，第二数据标识γ/或射线的能量，从而处理器50根据第一数据及第二数据确定探测的β射线的能量和γ射线的能量，从而进一步确定β射线对应的核元素和γ射线的核元素。

下面基于上述提供的辐射探测器介绍如何进行辐射探测。

本实用新型实施例使用如前述提供的辐射探测器实现辐射探测，具体地，使用辐射探测器接收来自辐射放射源10的辐射，并基于接收的辐射数据确定辐射放射源10中的β射线和/或γ射线的核元素。辐射探测器的辐射探测具体流程描述如下。在如下流程描述中以图1所示的辐射探测器，即包括一个第一探测器30和两个第二探测器40为例。

S301、处理器50接收来自第一探测器30的第一数据，及接收来自两个第二探测器40的两组第二数据，其中，一个第二探测器40对应一组第二数据；

S302、对接收的第一数据及两组第二数据进行处理，获得第一探测器30 探测的第一剂量率，及两个第二探测器40探测的两个第二剂量率，其中，剂量率用于指示单位时间内接收的辐射剂量；

S303，比较第一剂量率和两个第二剂量率，确定辐射放射源10中β射线和/或γ射线的核元素。

本实用新型实施例提供的辐射探测器可以探测辐射放射源10中多种核元素，应用于多种应用场景，例如包括一种核元素的场景，包括多种核元素的场景。为了便于理解，下面分别就三种应用场景介绍本实用新型实施例提供的辐射测量方法。

第一种场景：辐射放射源10只包括γ射线的核元素

当辐射探测器接近辐射放射源10时，由于γ射线具有较强的穿透力，因此，第一探测器30和两个第二探测器40均受到辐射放射源10的辐射，生成第一数据及两组第二数据。处理器50将第一数据转换为第一剂量率，并将两组第二数据分别转换为两个第二剂量率，此时处理器50确定第一剂量率及两个第二剂量率之间的差值较小，可以确定辐射放射源10只存在γ射线的核元素。处理器50具体根据第一剂量率及两个第二剂量率的大小对比核元素数据库从而确定出辐射放射源10内的核元素。核元素数据库用于指示剂量率与核元素的映射关系。

第二种场景：辐射放射源10只包括β射线的核元素

当辐射探测器接近辐射放射源10时，由于β射线的穿透能力较弱，只能辐射至第一探测器30的探测区域，生成第一数据。如果处理器50只接收到第一数据，或者还可能接收到第二数据。如果处理器50只接收到第一数据，则确定辐射放射源10只存在β射线的核元素，根据第一数据对应的第一剂量率对比核元素数据库从而确定出辐射放射源10内的核元素。如果处理器50接收到第一数据和两组第二数据，而两组第二数据转化成的第二剂量率很小，接近自然环境中本来存在的剂量率，处理器50同样确定辐射放射源10只存在β射线的核元素，根据第一数据对应的第一剂量率对比核元素数据库从而确定出辐射放射源10内的核元素。

第三种场景：辐射放射源10包括β射线的核元素和γ射线的核元素

当辐射探测器接近辐射放射源10时，由于β射线的穿透能力较弱，只能辐射至第一探测器30的探测区域，第一探测器30生成第一数据。而γ射线具有较强的穿透力，因此，第一探测器30和两个第二探测器40均受到辐射放射源10的辐射，生成第一数据及两组第二数据。此时处理器50如果确定两个第二探测器40对应的两个第二剂量率相同或者接近，而第一探测器30对应的剂量率明显大于两个第二探测器40的第二剂量率，则确定辐射放射源10内包括β射线的核元素和γ射线的核元素，进一步地，根据第一剂量率和两个第二剂量率对比核元素数据库从而确定出辐射放射源10内的核元素。

综上，本实用新型实施例中，在辐射探测器内设置位于不同层的至少一个第一探测器30和至少两个第二探测器40，第一探测器30用于探测β射线，第二探测器40用于探测γ射线，即使在多种放射性核元素的情况下，也能够区分β射线的核元素及其它放射性核素，从而适用于多种应用场景，更能满足用户的实际需求。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。