一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于放射源定位技术领域，涉及一种应用于放射源定位的多晶体耦合 γ射线方向探测器。
【背景技术】
[0002] 当前，国内对丢失的放射源的定位方法研究还处于起步阶段，且多借鉴国外的方 法、经验，探测方法单一，工作量和耗时量都比较大，探测过程中有一定的危险性。在国外， 各国对放射源定位方法做了不同程度的研究，得到了不同的探测方法，主要可以分为两大 类：一类是基于方向探测器的放射源定位方法；另一类是基于辐射场中计数率随位置变化 的放射源定位方法。
[0003] 基于计数率变化定位放射的源方法工作量和耗时量都比较大，且在一定距离外对 放射源进行定位时误差较大；基于方向探测器的放射源定位方法能够很快的对一定距离外 的放射源进行较为准确的定位，是搜寻放射源快速有效的方法，但目前普遍存在探测精度 较低、设备笨重等问题。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的是提供一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测 器，能直接在异常辐射场中快速得出放射源的方向，探测精度高，并在一定距离内对放射源 进行定位，从而缩短放射源的定位时间，以减少搜寻人员的受照射时间，提高放射源搜寻的 安全性；设备轻便。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是，一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线 方向探测器，包括金属铝圆筒，金属铝圆筒的端部设置有金属铝前盖，金属铝圆筒中心设置 有圆柱形金属铅芯，圆柱形金属铅芯外表面设置有无机闪烁晶体，无机闪烁晶体外表面设 置有MgO光反射层，金属铝圆筒内设置有光电倍增管，无机闪烁晶体由相同形状的Nal晶 体、Csl晶体、BG0晶体构成，Nal晶体、Csl晶体、BG0晶体分别为圆心角均为120°的扇状 柱体，无机闪烁晶体内径30mm，外径75mm，高50mm〇
[0006] 进一步的，所述金属铝前盖与金属铝圆筒通过密封环氧树脂密封。
[0007] 进一步的，端面的MgO光反射层与金属铝前盖之间设置有海绵垫衬。
[0008] 进一步的，所述金属铝圆筒外表面涂抹有闪烁晶体边界的光学耦合剂和胶粘剂。
[0009] 进一步的，所述无机闪烁晶体与圆柱形金属铅芯之间设置有光反射层MgO薄层， Nal晶体、Csl晶体、BG0晶体之间也设置有光反射层MgO薄层，金属铝圆筒上刻有0°刻度 线。
[0010] 进一步的，所述金属错前盖内径83_、外径87_、深10_，厚2_。
[0011] 进一步的，所述MgO光反射层为2mm厚空心圆柱状MgO反光材料，内径75mm，外径 79_，深50_，一端封闭，厚度2_。
[0012] 进一步的，所述金属错圆筒内径79mm，外径83mm。
[0013] 进一步的，所述海绵垫衬直径79mm，厚2mm。
[0014] 进一步的，所述圆柱状金属铅芯直径30mm，高50mm。
[0015] 本实用新型的有益效果是，通过测量探测器各晶体的计数，得出放射源发出的γ 射线的方向信息，从而得出放射源的位置。其体积较小，重量轻，便于携带。γ射线方向探 测器的角度分辨率较高，对能量在0. 2~1. 2MeV之间的γ射线，探测器的偏差约为Γ。 测量方法简单、高效，采用四次测量法，仅需四次测量即可得出放射源的方向信息，结果可 信度高，误差较小。能量低于〇.2MeV时，通过绘制全能峰与Θ的关系曲线亦能较为准确的 得出放射源的位置。
【附图说明】
[0016] 图1是多晶体耦合γ射线方向探测器探头轴线剖视图。
[0017] 图2是多晶体耦合γ射线方向探测器探头闪烁晶体区域圆柱面剖视图。
[0018] 图3为多晶体耦合γ射线方向探测器定位放射源原理图。
[0019] 图中，1为金属铝前盖，2为MgO光反射层，3为金属铝圆筒，4为海绵垫衬，5为无机 闪烁晶体，6为圆柱形金属铅芯，7为密封环氧树脂，8为闪烁晶体边界的光学耦合剂和胶粘 剂，9为光电倍增管，10为Nal晶体，11为Csl晶体，12为BG0晶体，13为光反射层MgO薄 层，14为放射源，15为0°刻度线。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0021] -种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，结构如图1、图2所示， 包括金属铝圆筒3,金属铝圆筒3的端部设置有金属铝前盖1，金属铝前盖1与金属铝圆筒3 通过密封环氧树脂7密封，金属铝圆筒3中心设置有圆柱形金属铅芯6,圆柱形金属铅芯6 外表面设置有无机闪烁晶体5,无机闪烁晶体5外表面设置有MgO光反射层2,端面的MgO 光反射层2与金属铝前盖1之间设置有海绵垫衬4,金属铝圆筒3外表面涂抹有闪烁晶体边 界的光学耦合剂和胶粘剂8,金属铝圆筒3内设置有光电倍增管9。
[0022] 无机闪烁晶体5由相同形状的Nal晶体10、Csl晶体11、BG0晶体12构成，结构 如图2所示，Nal晶体10、Csl晶体11、BG0晶体12分别为圆心角均为120°的扇状柱体， 内径30mm，外径75mm，高50mm。无机闪烁晶体5与圆柱形金属铅芯6之间设置有光反射层 MgO薄层13，NaI晶体10、CsI晶体11、BG0晶体12之间也设置有光反射层MgO薄层13。金 属铝圆筒3上刻有0°刻度线15。
[0023] 金属错前盖1内径83mm、外径87mm、深10mm，盖顶均勾，厚2mm。MgO光反射层2为 2mm厚空心圆柱状MgO反光材料，内径75mm，外径79mm，深50mm，一端封闭，厚度2mm。金属 铝圆筒3内径79mm，外径83mm，长度与光电倍增管9的选取有关。圆盘状的海绵垫衬4,直 径79_，厚2_。圆柱状金属铅芯6,直径30_，高50_。
[0024] 将三个不同类型的闪烁体（Nal晶体10、Csl晶体11、BG0晶体12)耦合于同一光 电倍增管9上，是基于对于某一能量的γ光子，不同闪烁体晶体由于其γ闪烁效率不同， 将不同晶体耦合于同一光电倍增管并经多道分析器后，得到的能谱图其全能峰是分离的， NaI、CsI、BG0闪烁体的γ闪烁效率和相关参数如表1所示。根据这一原理，可将两种或两 种以上不同的闪烁体晶体耦合测量并得到各闪烁体的计数。
[0025] 表1三种无机闪烁体的性能参数
[0026]
[0027] 由于Nal晶体10的形状和铅的屏蔽效应，当γ射线的入射角度不同时，入射到 Nal晶体有效γ光子数不同（正对Nal闪烁体入射时有最大值，正对铅屏蔽体入射时达到 最小值），因此探测到的射线粒子数与射线的入射方向相关。在放射源定位时，旋转探测器 的探头，测量得到某一位置探测器的全能峰计数率和角度的关系，就可得出放射源的方向， 从而定位放射源。
[0028] 设计了一种新型测量方式：四次测量法。四次测量法仅需四次侧量即可得出放射 源的方向。采用该方法，在使用单一晶体计算时，部分特殊角度会产生较大的误差，因此采 取多晶体耦合的方式，以减少误差。一般采用先由三种晶体分别求出Θ后求平均值的方 法，也可采用加权平均的方式，以保证探测结果的可靠性。
[0029] 分别于两个不同位置测量，得出各位置放射源的方向θρθ2，分别两个位置的过 探测器，沿放射源的方向θρθ2作直线，交点即为放射源的位置，如图3所示。
【主权项】
1. 一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其特征在于，包括金属铝 圆筒（3)，金属铝圆筒（3)的端部设置有金属铝前盖（1)，金属铝圆筒（3)中心设置有圆柱 形金属铅芯（6)，圆柱形金属铅芯（6)外表面设置有无机闪烁晶体（5)，无机闪烁晶体（5) 外表面设置有MgO光反射层（2)，金属铝圆筒（3)内设置有光电倍增管（9)，所述无机闪烁 晶体（5)由相同形状的Nal晶体（10)、CsI晶体（11)、BG0晶体（12)构成，Nal晶体（10)、 Csl晶体（11)、BG0晶体（12)分别为圆心角均为120°的扇状柱体，无机闪烁晶体（5)内径 30mm，外径 75mm，高 50mm。2. 根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其 特征在于，所述金属铝前盖（1)与金属铝圆筒（3)通过密封环氧树脂（7)密封。3. 根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其 特征在于，端面的MgO光反射层（2)与金属铝前盖（1)之间设置有海绵垫衬（4)。4. 根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其 特征在于，所述金属铝圆筒（3)外表面涂抹有闪烁晶体边界的光学耦合剂和胶粘剂（8)。5. 根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器， 其特征在于，所述无机闪烁晶体（5)与圆柱形金属铅芯（6)之间设置有光反射层MgO薄层 (13)，Nal晶体（10)、Csl晶体（11)、BG0晶体（12)之间也设置有光反射层MgO薄层（13)， 金属铝圆筒（3)上刻有0°刻度线（15)。6. 根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其 特征在于，所述金属错前盖（1)内径83mm、外径87mm、深10mm，厚2mm。7. 根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其 特征在于，所述MgO光反射层⑵为2mm厚空心圆柱状MgO反光材料，内径75mm，外径79mm， 深50mm，一端封闭，厚度2mm。8. 根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其 特征在于，所述金属错圆筒（3)内径79_，外径83_。9. 根据权利要求3所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，其 特征在于，所述海绵垫衬（4)直径79_，厚2_。10. 根据权利要求1所述的一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器， 其特征在于，所述圆柱状金属铅芯（6)，直径30mm，高50mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于放射源定位的多晶体耦合γ射线方向探测器，包括金属铝圆筒，金属铝圆筒的端部设置有金属铝前盖，金属铝圆筒中心设置有圆柱形金属铅芯，圆柱形金属铅芯外表面设置有无机闪烁晶体，无机闪烁晶体外表面设置有MgO光反射层，金属铝圆筒内设置有光电倍增管，无机闪烁晶体由相同形状的NaI晶体、CsI晶体、BGO晶体构成，NaI晶体、CsI晶体、BGO晶体分别为圆心角均为120°的扇状柱体。通过测量探测器各晶体的计数，得出放射源发出的γ射线的方向信息，从而得出放射源的位置。其体积较小，重量轻，便于携带。
【IPC分类】G01T1/29
【公开号】CN205067759
【申请号】CN201520788303
【发明人】左国平, 谭军文, 周剑良
【申请人】南华大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月13日