用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种镶嵌源装置，尤其涉及一种用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置。
【背景技术】
[0002]常用的Nal或Csl晶体探测器，其能量响应可能受环境的磁场、温度等因素影响而发生改变，相关影响详述如下:
[0003]1)随着地磁场变化，闪烁探测器的光电倍增管(PMT)的增益将受缓慢变化的地磁场的影响发生变化。
[0004]2)光电倍增管长时间工作后以及电子线路老化可能引起系统增益的改变。
[0005]3)外界工作温度出现变化后，Nal或Csl晶体的发光效率和电子学系统增益也可能发生变化，从而引起能量线性的变化。
[0006]4)PMT高压的波动，也将引起探测器增益的波动。
[0007]针对以上因素，为了保证闪烁晶体探测器性能的长期稳定，设计了一种241Am镶嵌源，用以实现闪烁晶体探测器的增益自动控制。特别是在环境本底较高的情况下，采用本方案中的镶嵌源，使用符合测量的方法可以有效的降低环境本底对测量结果的影响。比如目前地下暗物质实验广泛采用了晶体探测器且体积较大，通常该探测器工作于低温环境下，为了对晶体探测器在低温下的性能进行刻度，241Am镶嵌源将是一种理想的刻度源，可以有效的排除环境本底的影响。
[0008]用于自动增益控制的241Am镶嵌源主要有两种方式，一种是将塑料闪烁体融化后与241Am溶液均匀混合后再将塑料闪烁体固化，从而得到分布均匀的镶嵌源，但该方案制作较为困难，需要确保塑料闪烁体融化后再固化后性能变化不大；另一种方式则是将241Am镀到金属表面，再将塑料闪烁体粘接到金属表面从而实现放射源的密封，该方案制作容易但241Am的α粒子探测立体角小于2 31，导致探测效率偏低。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置，可以有效的排除环境本底，从而降低了对环境本底的屏蔽要求。
[0010]为实现上述目的，本发明提供了一种用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置，所述装置包括:
[0011]塑料闪烁体圆桶，在所述塑料闪烁体圆桶底部附着有241Am放射源；
[0012]塑料闪烁体圆柱，插接在所述塑料闪烁体圆桶中，并抵顶所述241Am放射源，从而形成塑料闪烁体；所述塑料闪烁体外侧具有反射涂层；
[0013]环氧树脂层，封接在所述塑料闪烁体圆柱顶部，用于将所述241Am放射源密封在所述塑料闪烁体内；
[0014]所述241Am放射源发生α衰变，产生α粒子，α粒子能量沉积在所述塑料闪烁体中导致所述塑料闪烁体产生荧光，通过所述反射涂层将所述荧光收集。
[0015]进一步的，所述241Am放射源具体通过将241Am放射源溶液滴入所述塑料闪烁体圆桶的底部，使用红外灯照射所述241Am溶液使得溶剂蒸发掉，将241Am氧化从而附着在塑料闪烁体圆桶的底部形成所述241Am放射源。
[0016]进一步的，所述反射涂层为BC620反射涂层。
[0017]进一步的，所述环氧树脂层的材质为EJ500环氧树脂。
[0018]进一步的，所述塑料闪烁体圆桶下部为锥体结构。
[0019]进一步的，所述塑料闪烁体外具有特氟龙Telfon涂层。
[0020]本发明用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置，具有如下效果:241Am镶嵌源的制作过程简单，容易实现；光收集效率高，有效的提升了信噪比，并将α粒子的探测效率进行了极大的提升。
【附图说明】
[0021]图1为本发明用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置的示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0023]图1为本发明用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置的示意图，如图所示，本发明包括:塑料闪烁体圆桶1、塑料闪烁体圆柱2和环氧树脂层3。
[0024]在塑料闪烁体圆桶底1部附着有241Am放射源10 ;。塑料闪烁体圆柱2插接在塑料闪烁体圆桶1中，并抵顶所述241Am放射源10，从而形成塑料闪烁体9，塑料闪烁体9外侧具有反射涂层90 ;环氧树脂层3封接在塑料闪烁体圆柱2顶部，用于将241Am放射源10密封在塑料闪烁体9内。
[0025]241Am放射源具体通过将241Am放射源溶液滴入塑料闪烁体圆桶1的底部，使用红外灯照射241Am溶液使得溶剂蒸发掉，将241Am氧化从而附着在塑料闪烁体圆桶的底部形成241Am放射源。
[0026]具体的，塑料闪烁体圆桶1为一个带锥体结构的圆桶。将241Am放射源溶液滴入带锥体结构的塑料闪烁体圆桶1的底部，使用红外灯照射241Am溶液使得溶剂蒸发掉，同时使得241Am氧化从而附着在塑料闪烁体圆桶1的底部。当放射源溶液完全挥发后，将塑料闪烁体圆柱2压入塑料闪烁体圆桶1中，在塑料闪烁体圆柱2的一端涂抹环氧树脂层3，例如环氧树脂EJ500，从而将241Am放射源10密封在塑料闪烁体的内部。
[0027]241Am放射源发生α衰变，产生α粒子，α粒子能量沉积在所述塑料闪烁体中导致所述塑料闪烁体产生荧光，通过所述反射涂层将所述荧光收集。
[0028]具体的，为了探测241Am衰变产生的α粒子，需要在塑料闪烁体9的外侧涂抹一层反射涂层90，将α粒子所导致的荧光反射，并从未涂抹反射层的一侧出射，由光电读出器件读出荧光信号。反射涂层的种类直接影响了闪烁荧光的收集效率，收集效率越好，则光电读出器件探测到的荧光光子数就越多，测量到的α信号幅度就越大，测得的信号噪比也越大，从而优化α粒子的探测效率。为了获得最佳的光收集效率，采用了漫反射涂层BC620作为241Am镶嵌源的反射层，并在塑料闪烁体圆桶出光面的一侧设计为带有锥体的结构，从而有效的增加了荧光的光收集效果，提升了 α信号的信号比，获得了最佳的α粒子探测效率。
[0029]本发明将241Am放射源镶嵌到塑料闪烁体中，当241Am发生α衰变时，其衰变到Νρ-237，放出一个α粒子，此时Νρ_237处于激发态。Νρ-237进一步退激放出一个X/γ光子。α粒子的能量为5.4428MeV(13.0% )、5.4856MeV(84.5% )，Χ/γ光子的能量为13.9keV(13.3% )、17.8keV(20.2 % )、59.5keV(35.8 % )。α 粒子因电离能力较强，其能量完全沉积在塑料闪烁体中导致塑料闪烁体发光，在塑料闪烁体的外表面涂抹一层反射层可以将闪烁体的荧光收集，并使用光电器件如光电倍增管(ΡΜΤ)或者多像素光子计数器(MPPC)读出焚光信号，从而将光信号转换成电信号实现alpha粒子的探测。与此同时，Νρ-237退激产生的X/ γ光子可以穿透塑料闪烁体，如果在闪烁体的一侧放置一个符合晶体探测器，当X/ γ光子进入晶体时即可被探测。利用探测到的alpha信号作为符合信号，可以将晶体探测器测量到的χ/γ光子从环