提高γ辐射灵敏度的离子室壳材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及辐射探测组件，并且具体地涉及具有改进的γ辐射灵敏度的辐射探测组件。
【背景技术】
[0002]环境辐射监测器是已知的，并且用于探测位置处的辐射量。辐射监测器可配置在邻近辐射源如原子能发电站的现场中，以监测辐射水平。
[0003]在一种类型的辐射监测器中，使用了电离室。电离室收纳在外壳内。过去，外壳填充有泡沫材料，以支承电离室。泡沫材料相对致密，并且通过阻挡γ辐射而降低了电离室的灵敏度。具体而言，泡沫材料具有大约0.304克/厘米3的密度，具有大约2.032厘米(cm)的厚度。此外，电离室的外壳由相对致密的铝材料形成。铝材料具有大约2.7克/cm3的密度，以及大约0.229cm的厚度。铝和泡沫一起为大约1.232克/cm2。这些相对致密的材料趋于阻挡γ辐射，并且降低电离室的灵敏度。此外，保持在电压下的电离室与铝壳之间的意外接触可引起铝壳变为带电的。
[0004]因此，存在需要，并且将有益的是改进电离室的灵敏度，同时使电离室与周围的壳隔离。
【发明内容】
[0005]下文提出了本发明的简化概述，以便提供本发明的一些示例性方面的基本理解。该概述不是本发明的宽泛综述。此外，该概述不旨在识别本发明的关键元件，也并未描绘本发明的范围。概述的唯一目的在于以简化形式提出本发明的一些构想作为随后提出的更详细的描述的前序。
[0006]根据一个方面，本发明提供了一种辐射探测组件，其包括具有阴极和阳极的电离室。电离室探测进入电离室的辐射。组件包括限定中空内部容积的外壳，电离室包围在该中空内部容积内。外壳包括至少两层。层中的至少一个向中空内部容积和包围在其中的电离室提供电磁屏蔽。
【附图说明】
[0007]在参照附图阅读以下描述时，本发明的前述及其它方面将对本发明所涉及的领域的技术人员而言变得显而易见，在该附图中:
图1为根据本发明的方面的包括示例性电离室的示例性辐射探测组件的局部撕开的视图，该示例性电离室离外壳一距离被支承。
[0008]图2为辐射探测组件的示例性外壳的图1的圆形区段2处截取的细节的放大视图；
图3为绘出利用图1的辐射探测组件探测辐射的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0009]附图中描述和示出了并入本发明的一个或更多个方面的示例性实施例。这些所示的实例并不旨在限制本发明。例如，本发明的一个或更多个方面可用于其它实施例和甚至其它类型的装置中。此外，某一用语在本文中仅为了方便而使用，并且并未被看作是限制本发明。更进一步，在附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件。
[0010]图1绘出了根据本发明的一个方面的部分地撕开的辐射探测组件10的示例性实施例。将认识到的是，图1仅示出了可能的结构/构造的一个实例，并且其它实例在本发明的范围内构想出。大体上，辐射探测组件10置于外部位置处，以在局部区域气氛中执行监测低水平γ辐射的功能。γ辐射可来自已知或未知的源。
[0011]辐射探测组件10包括外壳12。外壳12包括外壁14，其界定大致中空的内部容积16。在该实例中，外壳12具有大体上椭圆形/卵形的形状，但设想出其它形状。例如，在其它实例中，外壳12包括变化尺寸的长方体形或其它多面三维形状。将认识到的是，为了说明性目的和更清楚地示出了内部容积16，外壳12描绘为在图1中部分地撕开。然而，在操作中，外壳12完全地封闭，使得内部容积16通常不可见。
[0012]外壁14包括刚性的大体上非柔性的材料，其向内部容积16提供保护而免受环境影响(例如，湿气、碎肩等)。外壳12的外壁14包括任何数量的不同材料，包括聚合物材料(例如，塑料等)，包括聚合物材料的材料的组合等。在一个实例中，外壳12的外壁14不导电，并且/或者包括非传导材料。可能的非传导材料包括聚碳酸酯材料(例如，Lexan?)、塑料、聚氯乙烯材料、聚四氟乙烯材料、低质量非有机材料等。在其它实例中，外壁14可以以绝缘体/非传导材料涂覆和/或覆盖，使得外壁14在功能上是非传导的。通过为非传导的，外壁14可与电导体接触，同时不变为带电的。就此而言，外壳12的外壁14将使内部容积16与辐射探测组件10的外部电隔离。
[0013]包括聚碳酸酯材料、塑料等的外壁14具有相对低的密度。该相对低的密度可改进辐射探测组件10的γ灵敏度。具体而言，相比于较高密度材料如金属(例如，钢、铝等)的外壁，外壁14将屏蔽较少γ辐射。在一个实例中，外壁14包括具有大约1.19克/cm3的密度的聚碳酸酯材料。尽管外壁14可包括宽范围的厚度，但在该特定实例中，厚度可为大约0.478厘米。就此而言，外壁14具有大约0.57克/cm2的区域密度。当然，将认识到的是，外壁14不限于这些量，因为密度和厚度可取决于使用的材料、所需的厚度等变化。
[0014]将理解的是，辐射探测组件10不限于上述大小和计算。实际上，在一个实例中，有益的是，辐射探测组件10不在进入辐射探测组件10的探测器部分(例如，电离室40)之前散射或吸收γ射线的初始能量。γ射线穿过材料的厚度X而不失去其初始能量的概率受I (X)=IcieImpa支配。在该等式中，m是质量衰减系数，而a是以克/cm2为单位的区域密度(或质量厚度)。在从大约10keV延伸至几MeV的γ射线能量的范围内，康普顿散射是原子数(Z)达到例如大约50的材料的主要的γ射线交互过程。在该能量范围内并且对于这些原子数，质量衰减系数(m)对于所有材料大致相同。
[0015]因此，将认识到的是，对于一些范围的γ射线能量和具有一定范围内的原子数的材料，γ射线的交互概率至少部分地关于材料的区域密度。在一个可能的实例中，对于一定范围(例如，大约~100keV到几MeV，但不限于该范围)内的γ射线能量和考虑的材料(Z=l-29，但构想出较高的Z值)，有益的是最小化辐射探测组件10的区域密度以改进γ灵敏度。
[0016]仍参照外壳12，外壳12包括第一壳部分20。第一壳部分20形成外壳12的一部分。第一壳部分20在所示的实例中形成外壳12的上部或顶部。第一壳部分20在一个端部(例如，顶端)处闭合，并且大体上在相对的第二端部(例如，底端)处开启。在一个可能的实例中，第一壳部分20形成外壳12的长度的一半以上。然而，在其它实例中，第一壳部分20可在长度上比如所示的更长或更短。第一壳部分20由外壁14的一部分形成，使得第一壳部分20使内部容积16与外部电隔尚。
[0017]第一壳部分20包括设置在第一壳部分20内的第一固持结构22。第一固持结构22从外壁14延伸到内部容积16中。第一固持结构22可延伸比如所示的更长或更短的距离到内部容积16中。第一固持结构22可大体上为中空的，限定了腔。将认识到的是，第一固持结构22包括相对于第一壳部分20形成的固持结构的许多可能的实例中的仅一个。实际上，在其它实例中，第一固持结构22可包括螺母、螺栓、螺钉、其它机械紧固件等。
[0018]外壳12包括第二壳部分30。第二壳部分30形成外壳12的一部分。第二壳部分30在所示的实例中形成外壳12的下部或底部。第二壳部分30在一个端部(例如，底端)处闭合，并且大体上在相对的第二端部(例如，顶端)处开启。在一个可能的实例中，第一壳部分20形成外壳12的长度的一半以上。然而，在其它实例中，第一壳部分20可在长度上比如所示的更长或更短。第二壳部分30由外壁14的一部分形成，使得第二壳部分30使内部容积16与外部电隔尚。
[0019]第二壳部分30包括设置在第二壳部分30内的第二固持结构32。第二固持结构32从外壁14延伸到内部容积16中。在所示的实例中，第二固持结构32与外壁14集成地形成/模制。当然，在其它实例中，第二固持结构32并未如此受限，并且改为可相对于外壁14分开地附接。第二固持结构32可延伸比如所示的更长或更短的距离到内部容积16中。将认识到的是，第二固持结构32包括相对于第二壳部分30形成的固持结构的许多可能的实例中的仅一个。实际上，在其它实例中，第二固持结构32可包括螺母、螺栓、螺钉、其它机械紧固件等。
[0020]辐射探测组件10还包括用于探测辐射的电离室40。电离室40容纳/收纳在外壳12的内部容积16内。电离室40界定容积42，其向电离室40的独立构件提供空间。将认识到的是，图1中的电离室40以截面示出，以便更清楚地示出容积42。然而，在操作中，电离室40将完全封闭，使得容积42不可见。将理解的是，电离室40包括一定数量的可能布置。在一个实例中，电离室40可包括高压电离室(HPIC)。电离室40具有大体上球形形状，但设想出其它形状。
[0021]电离室40包括一对电极，包括阴极44和阳极46。阴极44界定容积42。在一个实例中，阴极44以加压气体密封和填充，如氮气、氩、其它气体的混合物等。就此而言，容积42内的该加压气体相对受限而免于意外泄漏出电离室40。阴极44可由各种材料构成，如，金属，包括不锈钢、铝等。
[0022]电离室40还包括延伸到阴极44的容积42中的阳极46。阳极46可包括支承部件、线等。就此而言，阳极46不限于所示实例的尺寸或形状。在该实例中，阳极46具有小于阴极44的截面尺寸，使得阳极46向内且与阴极44径向地间隔开。
[0023]大体上，阴极44和阳极46均保持在电压下。γ交互导致的离子和电子形成在容积42中。这些离子和电子绘制为朝阴极44和阳极46，因此它们收集成生成电流。放大器48(和/或其它的相关联的电子装置，包括静电计、线等)电连接于阴极44和阳极46。放大器48将接收和分析电流，以确定关于辐射的若干可测量量，如，γ剂量率等。放大器48可收纳在放大器壳体等内。
[0024]电离室40还包括泄压组件50。泄压组件50附接于电离室40的表面52。泄压组件50将允许阴极44内的加压气体安全地排出至电离室40的外部。泄压组件50可从电离室40的表面52延伸到内部容积16中。
[0025]辐射探测组件10还包括一个或更多个支承结构，用于相对于外壳12支承电离室40。在一个可能的实例中，支承结构包括第一支承结构60和第二支承结构62。
[0026]第一支承结构60在一侧上接合第一固持结构22，并且在相对侧上接合泄压组件50。第一支承结构60因此可离第一壳部分20—距离来支承电离室40。第二支承结构62可在一侧上接合第二固持结构32，并且在相对侧上接合电离室40的表面52。第二支承结构62因此可离第二壳部分30 —距离来支承电离室40。第一支承结构60和第二支承结构62因此可支承电离室40的直径相对的侧部，其中电离室40的表面52大体上在其间不接触。
[0027]第