专利名称：监控用户的放射性污染的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种监控由0辐射释放的放射性元素造成的用户污染的设备，其在 被称为热区域的受污染区和被称为冷区域、较少受污染和/或直接与公共场所相连接的区 域之间包括一个用户通道门式全身污染探测仪。它同样涉及一种施行本设备的污染监控方法。本发明除了应用在受控区域、核设施内部工作的个人的污染探测领域，特别重要 的应用是该探测可以监控3和/或Y辐射释放的放射性元素，以及在其全身的存在情况。
背景技术：
已经了解用于对个人进行监控以探测其身体和/或衣服受0辐射释放的放射性 产品的污染情况的装置或设备，其包括一个明显为机柜或门式全身污染探测仪形式的外 壳，在其内部放置有多个专用于探测面对面的个人高度上明显释放出的辐射的气体循环比 例计数器的面板。暴露在放射性污染风险中的人则分别在前端和后端被连续监控，个人被告知一个 指令以便在一面的监控被执行后转身180度。然而这样一类机器具有多种缺陷。第一个缺陷来自气体比例计数器的使用，它需要在计数器中保持持续的气体循环 以保证这些测量的良好可靠性。为了减小不允许探测或者不生成在用户日复一日的工作中 造成重大损害的错误警报的风险，一个持续的流速事实上是必需的。熟知的门式全身污染探测仪的第二个缺陷在于与其相关的维护操作的复杂性。维 护操作者实际上应该通过设计不间断供应设备，从位于很可能被放射性污染的热区域的门 式全身污染探测仪出发干涉位于门式全身污染探测仪内部面上的计数器。在门式全身污染探测仪内部被污染的情况下，这样一种操作因此可能非常复杂、 冗长且使这些控制装置在需要预备设施的加倍时变得不可或缺。为限制故障和不良探测的风险，在部分损坏的情况下，现有技术的门式全身污染 探测仪致力于预备足够数量的扁平探测器以弥补它们中间任一个的运转故障，同时保证对 放射性污染位置更为精确的探测，每一个比例计数探测器与对应于一个确定的探测地理区 域的特定阳极相关联。这样一种装置然而具有增加阴影(ombre)区域的缺陷，它是各计数器面板之间的 衔接区域并且它在结构上显然没有能力探测出辐射释放。还了解(DE 3222442A1) 一种配备了内部覆盖锂且串联放置的气体循环计数器面 板的控制设备。面板的尺寸被计算以便在统计学上防止与锂产生反应，并且由此获得强电 离状况和较弱电离状况之间的区别。除了该设备涉及中子的计数而非0辐射的这一事实之外，它需要一种持续再循 环操作以进行不间断的气体净化，并且显得复杂而昂贵，尤其是镀层这一事实。它不能探测 构成它所寻找而非躲避的寄生的0辐射。
还了解(US 4，862，005) —种工具的污染探测设备，其包括一个配备气体不间断 供应的水平探测面板。既没有泄露问题，也没有消耗问题和/或有关重要垂直探测表面的 需求的问题被处理。
发明内容
本发明旨在补救这些缺陷。它旨在推荐比目前已知解决方法更好地回应实践需求 的一种解决方法，尤其在于它推荐一种极大限制3辐射探测器对气体的消耗的设备和方 法，它允许便捷维护，尤其是仅从冷区域即可进行，同时允许对放射性污染位置的精确监控 以及极大限制阴影(ombre)区域，从而得到改善的成本和可靠性。为此目的，本发明尤其推荐一种监控用户受放射性元素的污染的设备，包括用户 通道门式全身污染探测仪，所述门式全身污染探测仪装配有至少两个能够探测对面的用户 的高度上明显释放出的放射性的气体循环比例计数器面板，这些面板的气体回路被串联连 接并且两个面板的气体供应回路包括气体供应阀门和所述阀门的开/闭控制装置，其特征 在于放射性元素属于3辐射的辐射器类型，所述面板能够探测3射线，所述比例计数器的 每个面板包括构成阴极并保留气体的平行六面体的槽形框架和规则地分布在所述框架上 的至少五个平行的阳极，其特征还在于该设备还包括用粘合装置固定在所述槽的整个上边 上的聚合导体片，以及通过将所述片夹在中间而固定且电连接到所述框架的所述面板的导 体金属保护栅格，以及特征在于所述控制装置和所述阀门被安排为用于根据确定的非连续 节奏为面板供应气体。根据确定节奏，必须生成包括以几公升小时流速供应的第一确定时长的第一阶 段、以及完全停止供应的第二时长的第二阶段的非连续性供应。得益于通过将串联的供应面板粘合起来而得到的密封性和非连续性供应流速的 结合，因此获得微弱气体消耗；得益于由于每一面板具有的众多阳极数量造成的面板的有 限数量，密封性缺乏的风险继续被降低。在有利的实现模式下，从以下安排中的任意一项或几项中得到更多的解决方法-门式全身污染探测仪包括4个两两连接的并肩布置的面板，面板的气体回路被 串联连接。四个面板的限制，这要求1米的数量级的面板高度，由于粘合而产生的绝佳的密 封性，在这里是可能存在的；得益于每一面板的大量阳极数量探测的精度得以保障。借助例如以镶嵌方式放置的四个面板，阴影区缩减至最小；_粘合装置由双面胶带构成。这样一种粘合的简单化以及它实施的便捷性，无需假定所获得的、用环形接头传 统方式实现的密封性。-每一面板包括至少八个阳极，分别连接到专用于每一个阳极的用于呼叫警报监 控和控制中央单元的收集和处置电子电路。在现有技术中，为此应用，尤其出于对传统气体循环比例计数器的密封性的担心， 没有一种方法建议每个面板要具有如此数量的阳极；-这些面板被固定在支撑框架中并且被在侧面放置在与用户通过方向平行的平面 中，所述支撑被安装在与门式全身污染探测仪剩余部分联结的水平滑轨上且被布置成用于使所述门式全身污染探测仪的剩余部分的整个块通过简单的滑动从所述门式全身污染探 测仪的仅一个侧面出发抽出。得益于根据本发明的密封安装的简单化，滑轨上的这样一种设置为整个块的抽取 能够被拓展；-面板的气体回路通过密封自动关闭快速接头互相连接且可相互隔离；-该设备还包括至少一个Y辐射探测闪烁器塑性块；-它包括四个平行放置在0探测面板后面的、探测模块；_它还包括这个或这些Y探测器测量和这个或这些3探测器测量之间的关联装 置，以及当信号间不一致时的警报装置；-它包括在背景噪声增加的情况下的异常信号装置。这一监控装置由于根据本方明是非连续运行而显得非常有效；-该设备包括根据以下循环的气体流速供应控制装置以4公升/小时和8公升/小时之间流速的气体供应5至15分钟，而最好是以6 公升/小时的数量级的流速供应10分钟，30至70分钟期间无供应，且最好是50分钟。气体消耗按系数5缩减，相对于现有技术甚至系数为10。本发明还推荐一种应用上述设备的方法。它也推荐一种监控用户受0辐射释放的放射性元素的污染的方法，包括用户通 道门式全身污染探测仪，所述门式全身污染探测仪安装有至少两个能够探测对面的用户的 高度上明显放出的0射线的气体循环比例计数器面板，其特征在于以非连续方式向串联 的面板供应气体，每一面板在其构成阴极的保留气体的平行六面体的槽形框架和固定在上 方的聚合导体片之间的固定和密封性通过粘合在所述槽的整个上边上的粘合装置实现有利的是，在串联放置且两两并肩连接的四个面板之间使气体循环。在一种有利的实现模式下，借助一个双面胶带实现密封性。同样有利的是，所述面板被固定在支撑框架中且在侧面地放置在与用户通行方向 平行的平面中，所述支撑被安装在与门式全身污染探测仪剩余部分相连的水平滑轨上，并 且被布置为通过用简单的滑动从所述门式全身污染探测仪的单个侧面出发抽出门式全身 污染探测仪剩余部分的整个块，来实现对所述面板的维护。在另一种有利的实现模式下，该设备而且还包括至少一个Y辐射探测闪烁器塑 性块，在这个或这些Y探测器测量和这个或这些3探测器测量之间建立关联，并且在信号 间不一致的情况下启动警报器。有利的是，在背景噪声增加的情况下启动一个异常信号。背景噪声是由自然的0和Y辐射生成的噪声。同样有利的是，根据以下循环控 制气体流速供应在5分钟的数量级和15分钟的数量级之间的期间以41/h的数量级和81/h的数 量级之间的流速供应气体，并且最好是在10分钟的数量级的期间以61/h的数量级的流速 供应气体，在30分钟的数量级和70分钟的数量级之间的期间不供应气体，并且最好是在50 分钟的数量级的期间不供应气体。
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数量级表示大于或小于5%。更为特别的是，根据以下循环控制气体流速供应6公升/小时的数量级的流速供应10分钟，并且50分钟不供气。
在阅读完作为非限制性案例的实现模式的描述后本发明将被更深入地理解。本描 述参考所附图，其中图1是从热区域看到的根据本发明的第一种实现模式的一个门式全身污染探测 仪的透视视图。图2是从冷区域看到的图1门式全身污染探测仪，部分开启，的后部透视视图。图3是从另一个角度的，图2门式全身污染探测仪的一个后部透视视图，它显示为 维护接近而被抽出状态下的比例计数器面板。图4是根据在此更为特别描述的本发明实现模式的一个正面、四个计数器面板的 示意图。图5是一个显示根据本发明的一种实现模式的计数器面板安装的分解透视图。图6显示了根据本发明的设备的一种实现模式的0和Y探测器装置的主示意 图。
具体实施例方式图1、2和3显示了由一个金属平行六面体厢2构成的门式全身污染探测仪1，该 厢2包括从热区域可达到的面3，具有由一个旋转护栏5封闭的、供用户进入的入口 4。该 门式全身污染探测仪包括一个用户出口的相反面6，在冷区域侧由一个透明滑门7封闭，一 旦控制操作以有效的方式被执行该门将被开启。门式全身污染探测仪自身以已知的方式包括其他后续有关本发明更为详细描述 的不同的控制设备。特别的是，它例如包括一个放置在厢式机座2外部的电子计量器阅读机8，它允许 用户了解他在热区域时所承受的剂量的等量物。它还包括一个水平板9，它包括一个被配置用于探测脚部3放射性污染的气体循 环比例计数器、一台探测用户在场(未表示出)的设备、手部、脚部和身体上部位置探测器、 以及出口门7的安全探测器(未表示出)。一个计算机显示屏10允许在该室上显示被探测 的信息。门式全身污染探测仪还包括一个侧滑面11，它由4个比例计数器面板12构成。图3显示4个面板12，在门式全身污染探测仪的冷区域侧，与安装在滑轨11’上的 矩形框架相连，在从背面抽取的位置。脚部用的计数器9同样可从这一边被取出，与随后详细描述的Y计数器一样。如 图2所示，当阻挡和保护面板被去除时整套电子和电动配件及卡同样可由此背面触及。参照图4，这些面板12是相同的、矩形的并且相互之间由一个气体(氩+C02)供应 网络串联在一起。该网络13在上游和下游，分别，包括一个流速表14和一个流速表15，经由阀门16和17的全开或全闭，由一个可编程中央控制单元18遥控以便以根据本发明的非连续性方 式在19注入例如由90%氩和10% C02构成的气体。为了使其可分离，这些面板通过棘轮结构的、密封的快速接头20，例如由STAUBLI 公司制造的该类产品，相互被连接到网络。参照图5，每一个例如1米X40厘米的面板12由构成阴极的平行六面体金属框 21构成，该金属框构成一个壁高13毫米的槽并且例如在框架底部配备了限定10个相同的 表面元件的新加固件22。气体根据确定节奏的流速被引入24。在此更为着重描述的实现模式下，每一个侧面(lat6ral)比例0计数器面板包括 10个平行线形式遍及整个框架宽度的阳极25。这些阳极相对接地的阴极例如具有1500V电压。它们相对面板被规则地横向放 置。该面板还包括一片聚合材料导体片26，例如MYLAR品牌的已知材料，它完全覆盖具有它 粘合固定在上面的上边27的框架的表面。更为精确的是，在此更为着重描述的本发明的实现模式下，该片借助一个例如与 框架边同宽的双面胶带28，例如3M公司制造的双面胶带被固定。面板还包括一个与框架具有相同表面积、以已知方式构成蜂巢状的不锈钢保护网 格29。该网格用金属螺丝30穿过MYLAR聚酯薄膜材料被固定在所述框架的上边27，以保 证电连续性。除了四个可以以侧面方式探测用户身体放射性污染的0辐射计数器，还预备了 已知的Y辐射塑性闪烁计数器，例如两个或四个探测器直接放置在3辐射探测器的背面。备用侧面面板12’和备用脚部面板9’，两个都充满气体，由于与门式全身污染探 测仪气体循环回路串联，它们为使面板快速交换且无需为净化空气进行几小时气体循环而 设计。它们被与面板12平行放置并在铅板的背后(未表示出)。现在将参考图6描述在此更为着重描述的本发明实现模式的探测设备的电和电 子示意图(同样参考图2)。回路31包括回路32，它包括0探测器33和34，即四个完全相同的0探测器33， 分别对应于每一个配备了 10个阳极35的四个面板12，和一个脚部小0计数器34，至于它 仅配备四个平行阳极。这些探测器通过回路36与测定信号的微处理器处理卡37相连，以便，通过一条数 据总线38被连接到中央控制单元39或一台微计算机，以及在探测超出确定界限的情况下， 通过同样被用作为用户提供指令的扩音器40启动警报。该回路31还包括一个、探测回路41，其配备4个闪烁块42，每一个块与中央单 元43相连，该中央单元自身与UC 39相连，以便在0测量和、测量之间进行关联。以熟知的方式，24V供电的换流器44和中继器支持轨道45被设计在背面，冷区域 一侧，以便在背部保护面板(未表示出)打开之后，提供一条维护通道。将参照图1至3根据在此尤为着重讨论的本发明实现模式描述设备的施行。进入受控区域(热区域)的用户可能已受到0辐射和/或Y辐射释放的放射性粒子的污染。通常情况下这些类型的污染是成对出现。用户的身体和衣服全部因此应被监控， 包括脚部、手部和头发。为此，用户位于例如自动开启的门式全身污染探测仪护栏5前。他随后进入监控室2内部，并位于面板12前，面向冷区域的滑门7被关闭。例如集成到监控室天花板上的存在探测器向计算机(中央单元)指示用户的存 在，向该用户给出指令使其紧贴在面板上并且将脚和手放在正确的地方。光学探测器监控手(离面板12承载钢板外表面25mm的轴线)和脚(离面板12 承载钢板外表面20mm的轴线)的正确放置位置以及背部和脸部的正确放置位置(离面板 12承载钢板外表面25mm的轴线)。护栏5再次关闭而监控首先从脸部开始随后是背部。在监控完之后计算机显示屏 10在必要时向用户显示对应于该面板中由于雪崩效果根据气体比例计数器电离室放大原 理在特定阳极处生成额外离子而造成的污染探测的面板区域。每一面板被以确定的节奏供应气体(氩+C02)，与用户是否进入监控室无关。为此，例如通过面板12中串行连接的阀门16和17的同时开启和然后再关闭，5公 升/小时的流速在10分钟内被注入，随后面板在50分钟内保持无供给。用本发明的配置， 因此可能具有1公升/小时的平均流速，比以往技术减少5至10倍。脚部的0探测同样 可以与身体放射性污染0探测器面板串行连接或分开安装。在气体泄露的情况下，中央单元被配置用于探测电离数量在与自然辐射反应的面 板中的异常变化，这启动一个警报以便进行维护。在0放射性污染探测的同时，Y辐射的探测由四个已知类型的塑性闪烁探测器 实现。它们的探测表面覆盖整个身体并下移至载板(plancher)表面下95mm处。最后将 注意到铅板被放置在面板12的背面以减少背景噪声并且为此改善效能。0和Y探测器的卡37和42执行的测量的组合允许在中央单元39中在这些测量 间无关联性的情况下以自动方式关联并启动一个警报40。在污染探测的情况下，用户离开 热区域处并去除计算机识别并在屏幕上且通过扩音器指示的部分的放射性污染。在未被放射性污染的情况下，中央单元要求用户离开门式全身污染探测仪。随后门7自动打开使验明未被放射性污染的用户离开。否则门不打开。在图2和3中表示了监控室的后面。它从冷区域给不同的计数器及其的控制单元提供一条直接完整的到达通道。脚部9和侧面12面板通过使其在拆卸前在轨道11’上滑动来被简单地取出，得益 于快速接头，使得面板可用一块铅质位于屏幕后面的有用备用面板更换，所有都已充满气 体，这允许极其迅速的更换。不言而喻且如其所进行的那样，本发明不局限于更为详细描述的实现模式。相反 地它包括所有的变化情况尤其是门式全身污染探测仪包括其它补充探测器的情况。
权利要求
一种监控用户受放射性元素的污染的设备(1)，包括用户通道门式全身污染探测仪(2)，所述门式全身污染探测仪(2)装配有至少两个能够探测对面的用户的高度上明显释放出的放射性的气体循环比例计数器面板(12)，这些面板的气体回路被串联连接并且两个面板的气体供应回路包括气体供应阀门(16)和所述阀门的开/闭控制装置(18)，其特征在于放射性元素属于β辐射的辐射器类型，所述面板能够探测β射线，每个比例计数器面板(12)包括构成阴极并保留气体的平行六面体的槽形框架(21)和规则地分布在所述框架上的至少五个平行的阳极(25)，其特征还在于该设备还包括用粘合装置(28)完全固定在所述槽的整个上边(27)上的聚合导体片(26)，以及通过将所述片夹在中间而固定且电连接到所述框架的所述面板的导体金属保护栅格(29)，以及特征在于所述控制装置和所述阀门被安排为用于根据确定的非连续节奏为面板供应气体。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述门式全身污染探测仪包括四个两两相 连、并肩放置的面板，所述面板的气体回路被串联连接。
3.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于粘合装置(28)由一个双面胶 带(28)构成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于每一个面板包括至少八个阳极 (25)，所述阳极(25)分别连接到专用于每一个阳极的用于呼叫警报监控和控制中央单元 (39)的收集和处置电子电路(37)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于这些面板(12)被固定在支撑 框架中并且被在侧面放置在与用户通过方向平行的平面中，所述支撑被安装在与门式全身 污染探测仪剩余部分联结的水平滑轨(11’ )上且被布置成用于使所述门式全身污染探测 仪的剩余部分的整个块通过简单的滑动从所述门式全身污染探测仪的仅一个侧面出发抽 出ο
6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于各面板的气体回路通过密封自 动关闭快速接头(20)相互连接且可相互隔离。
7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于它还至少包括一个Y辐射探 测闪烁器塑性块(42)。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于包括四个平行放置在β探测面板后面的 Y探测块(42)。
9.根据权利要求7和8中任一项所述的设备，其特征在于还包括这个或这些γ探测器 测量和这个或这些β探测器测量之间的关联装置(39)，以及当信号之间不一致时的警报直ο
10.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于包括在背景噪声增加的情况 下的异常信号装置(39，40)。
11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于包括根据以下循环的气体流 速供应控制装置(18)在5分钟的数量级和15分钟的数量级之间的期间以41/h的数量级和81/h的数量级 之间的流速供应气体，并且最好是在10分钟的数量级的期间以61/h的数量级的流速供应 气体，在30分钟的数量级和70分钟的数量级之间的期间不供应气体，并且最好是在50分钟的数量级的期间不供应气体。
12.—种监控用户受β辐射释放的放射性元素的污染的方法，包括用户通道门式全 身污染探测仪(2)，所述门式全身污染探测仪安装有至少两个能够探测对面的用户的高度 上明显放出的β射线的气体循环比例计数器面板(12)，其特征在于以非连续方式向串联 的面板(12)供应气体，每一面板(12)在其构成阴极的保留气体的平行六面体的槽形框架 (21)和固定在上方的聚合导体片(26)之间的固定和密封性通过粘合在所述槽的整个上边 (27)上的粘合装置实现。
13.根据权利要求12所述的监控方法，其特征在于在串联放置且两两并肩连接的四个 面板之间循环气体。
14.根据权利要求12和13中任一项所述的方法，其特征在于通过双面胶带(28)的方 式来实现密封粘合。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于所述面板(12)被固定在 支撑框架中且在侧面地放置在与用户通行方向平行的平面中，所述支撑被安装在与门式全 身污染探测仪剩余部分相连的水平滑轨(11’ )上，并且被布置为通过用简单的滑动从所述 门式全身污染探测仪的单个侧面出发抽出门式全身污染探测仪剩余部分的整个块，来实现 对所述面板的维护。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于设备(1)还包括至少一个 Y辐射探测闪烁器塑性块(42)，在这个或这些γ探测器测量和这个或这些β探测器测量 之间建立关联，并且在信号之间不一致的情况下启动警报器。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其特征在于在背景噪声变化的情况下启动异常信号。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其特征在于根据以下循环控制气体流 速供应以41/h至81/h之间的流速进行5分钟至15分钟的气体供应，在30分钟和70分钟之 间不供应气体。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于根据以下循环控制气体流速供应以61/h的数量级的流速进行10分钟的数量级的气体供应，并且在50分钟的数量级的 期间不供应气体。
全文摘要
本发明涉及一种监控用户受放射性元素的污染的设备(1)和方法，包括用户通道门式全身污染探测仪(2)，所述门式全身污染探测仪(2)装配有至少两个能够探测对面的用户的高度上明显释放出的β辐射的气体循环比例计数器面板(12)，这些面板的气体回路被串联连接，每个比例计数器面板(12)包括构成阴极并保留气体的平行六面体的槽形框架(21)和规则地分布在所述框架上的至少五个平行的阳极(25)，用粘合装置(28)完全固定在所述槽的整个上边(27)上的聚合导体片(26)，以及通过将所述片夹在中间而固定且电连接到所述框架的所述面板的导体金属保护栅格(29)。两个面板的气体供应回路包括气体供应阀门(16)和所述阀门的开/闭控制装置(18)，用于根据确定的节奏为面板供应气体。
文档编号G01T1/167GK101855574SQ200880115899
公开日2010年10月6日 申请日期2008年9月24日 优先权日2007年9月24日
发明者J-M·皮卡德, M·拉图 申请人:萨弗默公司