专利名称：一种卡片式个人中子剂量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中子剂量计，特别涉及一种直读式的卡片式个人中子剂量计。
背景技术：
在存在中子辐射的场合，中子剂量是常规监测的项目，近年来，我国中子应用技术 发展迅速，中子测井、中子照相、中子活化分析等已经得到广泛应用。各种加速器中子源、核 电站、反应堆及新型热核反应装置等核设施大量建造。另外，中子因其独特的生物学特性也 在中子辐射治疗方面日益受到重视。人们将有更多的机会接触中子辐射，而中子对人体的 伤害较大(能量在100keV-2MeV范围内的中子的辐射权重因子为20)，对放射性从业人员的 个人中子剂量监测就显得越为重要。目前，实现个人中子剂量监测的方法主要有胶片技术、反照率技术、固体径迹探测 技术、气泡探测技术等，而这些技术所涉及的都是无源元件，很多产品数据易读性差，受时 间与地点的限制，更不具备报警功能。随着微电子技术的发展，直读式半导体个人中子剂量 计也得到了应用。直读式半导体个人中子剂量计中，在半导体表面覆盖fiLiF或kiB塑料核反应层， 利用核反应探测热中子，数据可直读，具有报警功能，但灵敏度极低。中子周围剂量当 量(率)仪，虽然灵敏度较高，可进行个人中子剂量监测，但过于笨重，使用不便。掺杂 0. 06-0. OSwt %的铕的fiLiI晶体[fiLiI (Eu)]，对热中子的能量分辨率高，被认为是已知的用 于探测热中子的最有效材料。f5LiI(Eu)闪烁晶体具有热中子探测效率高、高灵敏和中子伽 玛甄别本领好等优点。目前，国内外还无采用掺铕碘化锂闪烁晶体的个人中子剂量计。总的来说，目前个人中子剂量监测设备存在着灵敏度低、数据易读性差、不具备报 警功能或使用不便等缺点。因此，特别需要一种轻便、具备报警功能且灵敏度高的个人中子剂量计，方便职业 工作者在潜在危险的环境中佩戴，在监测中子辐射的同时，能提供关于该人员已受中子辐 射量的指示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卡片式个人中子剂量计，解决现有的个人中子剂量监 测设备存在的灵敏度低、数据易读性差、不具备报警功能等的问题。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下一种卡片式个人中子剂量计，其特征在于，它包括一中子探头及一控制系统，所述 中子探头中设置有中子探测元件，所述中子探测元件为掺铕碘化锂闪烁晶体，所述中子探 头的信号输出端与所述控制系统的信号输入端连接，由所述控制系统对所述中子探头的信 号进行处理。在本发明的一个实施例中，所述中子探头由屏蔽外壳、中子探测元件、光导、光电 转换器和电荷灵敏前置放大电路构成，所述中子探测元件、光导、光电转换器和电荷灵敏前置放大电路依次互相连接并设置在所述屏蔽外壳内，所述电荷灵敏前置放大电路的输出端 与所述控制系统相连接。进一步，所述光电转换器为光电二极管。在本发明的一个实施例中，所述掺铕碘化锂闪烁晶体的6Li丰度为0. 01-99%，铕 的掺杂量为0. OOl-Iwt%。在本发明的一个实施例中，所述掺铕碘化锂闪烁晶体的6Li丰度为92%，铕的掺杂 量为 0. 08wt%。在本发明的一个实施例中，所述控制系统由放大器、甄别器、计数器、控制器、显示 器、蜂鸣器、LED指示灯、振动器和电源构成；所述放大器依次连接甄别器、计数器和控制 器，所述显示器、蜂鸣器、LED指示灯、振动器分别与所述控制器相连接，所述电源分别与所 述放大器、甄别器、计数器、控制器和显示器连接并连接所述中子探头，所述放大器的信号 输入端与所述中子探头相连接。进一步，所述电源为一节标准AAA电池。本发明的卡片式个人中子剂量计具有如下的特点(1)采用高灵敏度的fiLiI (Eu)闪烁晶体作为中子探测元件，对中子响应灵敏；(2)采用体积小巧的光电二极管作为光电转换器，无需提供高压，仪器结构简单， 体积小，重量轻，便于携带；(3)可直接读出个人中子剂量当量或剂量当量率，具有声、光、振动报警功能，具有 数据存储与无线传输功能，使用不受地点时间限制。本发明的卡片式个人中子剂量计，采用f5LiI(Eu)闪烁晶体作为中子探测元件，匹 配光电二极管作为光电转换器，重量轻，便于携带，对中子响应灵敏，可确定个人接收的全 身中子剂量当量，具备声、光、振动等报警功能，可用于放射性从业人员的个人中子剂量监 测，确保其周身环境的中子辐射量处在安全范围内，实现本发明的目的。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。图1为本发明的卡片式个人中子剂量计的结构框图；图2为本发明的中子探头的内部结构示意图；图3为本发明的控制系统的内部结构框图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。如图1所示，本发明的卡片式个人中子剂量计，它包括一中子探头10及一控制系 统20，中子探头10的信号输出端与控制系统20的信号输入端连接，由控制系统20对中子 探头10的信号进行处理。如图2所示，中子探头10由屏蔽外壳11、中子探测元件12、光导13、光电转换器 14和电荷灵敏前置放大电路15构成，中子探测元件12、光导13、光电转换器14和电荷灵敏 前置放大电路15依次互相连接并设置在屏蔽外壳11内，电荷灵敏前置放大电路15的输出端与控制系统20相连接。中子探头10中的中子探测元件12采用掺铕碘化锂闪烁晶体，所述掺铕碘化锂闪 烁晶体的6Li丰度为0. 01-99%，铕的掺杂量为0. 001-lwt% ；在本实施例中，所述掺铕碘化 锂闪烁晶体的6Li丰度为92%，铕的掺杂量为0. 08wt%。屏蔽外壳11采用硅钢制的屏蔽外 壳；中子探头10的光电转换器14采用滨松S3590-08光电二极管；中子探头10由fiLiI (Eu) 闪烁晶体耦合S3590-08光电二极管组成，中子探头10监测中子场中的辐射水平，并通过注 量和剂量当量转换后求得剂量和总剂量。如图3所示，控制系统20由放大器21、甄别器22、计数器23、控制器24、显示器 25、蜂鸣器26、LED指示灯27、振动器28和电源四构成；放大器21依次连接甄别器22、计 数器23和控制器对，显示器25、蜂鸣器26、LED指示灯27、振动器28分别与控制器M相 连接，电源四分别与放大器21、甄别器22、计数器23、控制器M和显示器25连接并连接中 子探头10，放大器21的信号输入端信号与中子探头10相连接。工作时，从中子探头10输出来的信号经过放大器21放大后，再进入到甄别器22 进行甄别，中子探头10的甄别阈值为IOOOmV,经过甄别的信号进入到计数器23进行准确计 数，输入控制器对，控制器M通过操作界面进行显示、存储和报警等控制，数据通过显示器 25显示，声、光、振动等报警通过蜂鸣器26、LED指示灯27和振动器28来指示；电源四分 别为中子探头10、放大器21、甄别器22、计数器23、控制器对、显示器25连接并供电；在本 实施例中，电源四为一节标准AAA电池。本发明的卡片式个人中子剂量计，体积约为90cc，重量小于100g，灵敏度高，便于 携带，可直接读出个人中子剂量当量或剂量当量率，具有声、光、振动报警功能。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
权利要求
1.一种卡片式个人中子剂量计，其特征在于，它包括一中子探头及一控制系统，所述中 子探头中设置有中子探测元件，所述中子探测元件为掺铕碘化锂闪烁晶体，所述中子探头 的信号输出端与所述控制系统的信号输入端连接，由所述控制系统对所述中子探头的信号 进行处理。
2.根据权利要求1所述的卡片式个人中子剂量计，其特征在于，所述中子探头由屏蔽 外壳、中子探测元件、光导、光电转换器和电荷灵敏前置放大电路构成，所述中子探测元件、 光导、光电转换器和电荷灵敏前置放大电路依次互相连接并设置在所述屏蔽外壳内，所述 电荷灵敏前置放大电路的输出端与所述控制系统相连接。
3.根据权利要求2所述的卡片式个人中子剂量计，其特征在于，所述光电转换器为光 电二极管。
4.根据权利要求1所述的卡片式个人中子剂量计，其特征在于，所述掺铕碘化锂闪烁 晶体的6Li丰度为0. 01-99%，铕的掺杂量为0. OOl-Iwt%。
5.根据权利要求1所述的卡片式个人中子剂量计，其特征在于，所述掺铕碘化锂闪烁 晶体的6Li丰度为92%，铕的掺杂量为0. 08wt%。
6.根据权利要求1所述的卡片式个人中子剂量计，其特征在于，所述控制系统由放大 器、甄别器、计数器、控制器、显示器、蜂鸣器、LED指示灯、振动器和电源构成；所述放大器 依次连接甄别器、计数器和控制器，所述显示器、蜂鸣器、LED指示灯、振动器分别与所述控 制器相连接，所述电源分别与所述放大器、甄别器、计数器、控制器和显示器连接并连接所 述中子探头，所述放大器的信号输入端与所述中子探头相连接。
7.根据权利要求6所述的卡片式个人中子剂量计，其特征在于，所述电源为一节标准 AAA电池。
全文摘要
本发明的目的在于公开一种卡片式个人中子剂量计，它包括一中子探头及一控制系统，所述中子探头中设置有中子探测元件，所述中子探测元件为掺铕碘化锂闪烁晶体，所述中子探头的信号输出端与所述控制系统的信号输入端连接，由所述控制系统对所述中子探头的信号进行处理；采用6LiI(Eu)闪烁晶体作为中子探测元件，匹配光电二极管作为光电转换器，重量轻，便于携带，对中子响应灵敏，可确定个人接收的全身中子剂量当量，具备声、光、振动等报警功能，可用于放射性从业人员的个人中子剂量监测，确保其周身环境的中子辐射量处在安全范围内，实现本发明的目的。
文档编号G01T3/00GK102043160SQ20101029447
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年3月12日
发明者孙刚, 宋建安, 张燊, 徐强, 李兆龙, 赵文渊, 陈杰丰 申请人:上海新漫传感技术研究发展有限公司