就地高纯锗γ谱仪角响应校准刻度装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种就地高纯锗γ谱仪角响应校准刻度装置，其特征在于包括：探测器定位组件，贴合就地高纯锗γ谱仪的探测器而放置，用于固定探测器的位置；刻度源放置轨道，刻度源放置轨道为0～90°的弧形，在刻度源放置轨道上，在光子入射角θ＝0°和θ＝90°之间的位置上每隔一定间隔设置一个刻度源放置孔；以及刻度源放置轨道定位组件，紧贴刻度源放置轨道，用于固定刻度源放置轨道的位置。根据本实用新型的技术方案，能够简单、准确、高效地实现就地高纯锗γ谱仪角响应校准刻度。
【专利说明】就地高纯锗Y谱仪角响应校准刻度装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及核辐射测量【技术领域】，尤其涉及一种就地高纯锗Y谱仪角响应 校准刻度装置。
【背景技术】
[0002] 在辐射环境测量中，就地高纯锗（HPGe)Y谱仪利用Y能谱中全能峰的信息，不仅 可以甄别放射性核素种类，而且可以确定在土壤中的放射性核素活度浓度，具有分析时间 短、取样代表性强等优点，而且作为便携仪器，具有很高的机动性能。目前，就地高纯锗Y 谱仪已被一些国家广泛应用于环境放射性调查、核应急、地质勘探等方面。使用该项技术的 关键在于如何准确确定谱仪的全能峰计数率与不同核素比活度间的校准系数。
[0003] 核辐射探测器（也称为"探测器"）是指能够指示、记录和测量核辐射的材料或装 置。核辐射探测器是核物理、粒子物理研究及辐射应用中不可缺少的工具和手段，被广泛应 用于Y谱仪中。
[0004] 在辐射环境就地测量中，半无限大土壤中的放射性核素发射的Y光子，是以0? 90°范围内任一角度入射到Y谱仪的探测器。对于同轴圆柱形HPGe晶体，通常认为水平 方向对称。但是，由于受探测器结构和晶体形状影响，对于来自于不同方向的入射Y光子， 探测器效率是不同的。因此，在使用该技术时，必须进行探测器效率的角响应校准。通过测 量探测器的计数效率随光子入射角（Θ)的变化关系和计算出的角通量分布数据可以确定 探测器的角响应因子。
[0005] 发表在《核电子学与探测技术》2013年33卷第5期上的"就地HPGeγ谱仪不同 距离上的有效前面积和角响应刻度"一文中，公开了一种角响应函数刻度实验装置。该实验 装置即将探测器水平放置在实验台上，探测器中心轴距地面高度h，放射源放置于探测器中 心轴方向一定距离处，在测得一定距离上0°角响应后，通过调节改变水平方向的夹角进行 测量，从而获得该距离上的角响应。
[0006] "就地HPGeY谱仪不同距离上的有效前面积和角响应刻度" 一文中提出的实验装 置，可以实现高纯锗Y谱仪角响应刻度。但是，该实验装置存在如下缺陷：
[0007] 该装置中探测器、放射源位置无法固定，在调节夹角时容易因为人为操作导致响 应距离和角度上的偏差；
[0008] 该装置中探测器、放射源空间位置无法进行有效的修正，容易因此导致结果上的 偏差；
[0009] 该装置通过调节水平方向上的夹角进行测量，放射源Y射线空间散射与实际辐 射环境测量存在差异，导致测量结果不准确。 实用新型内容
[0010] 本实用新型的主要目的在于提供一种就地高纯锗Y谱仪角响应校准刻度装置和 相应的Y谱仪，以解决现有技术中存在的上述问题。 toon]本实用新型提供了一种就地高纯锗Y谱仪角响应校准刻度装置，其特征在于包 括：探测器定位组件，贴合就地高纯锗γ谱仪的探测器而放置，用于固定探测器的位置；刻 度源放置轨道，刻度源放置轨道为〇?90°的弧形，在刻度源放置轨道上，在光子入射角Θ =〇°和Θ= 90°之间的位置上每隔一定间隔设置一个刻度源放置孔；以及刻度源放置轨 道定位组件，紧贴刻度源放置轨道，用于固定刻度源放置轨道的位置。
[0012] 与现有技术相比，根据本实用新型的技术方案能够简单、准确、高效地实现就地高 纯锗Y谱仪角响应校准刻度。具体而言，在角响应刻度过程中，通过调节探测器探头晶体 准直组件，能够准确地固定探测器水平和垂直的位置，实现探测器探头晶体位置的准直。使 用刻度源放置轨道，较好地实现对垂直方向上夹角的调节，具有操作简单、重复性好的优 点。通过调节垂直方向上夹角进行测量，更符合就地高纯锗Y谱仪辐射环境测量过程中Y 射线空间散射的实际情况，具有较好的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当 限定。在附图中：
[0014] 图1是本领域中常见的就地高纯锗Y谱仪的正视图；
[0015] 图2是图1所示的就地高纯锗Y谱仪的侧视图；
[0016] 图3是根据本实用新型实施例的就地高纯锗Y谱仪角响应校正刻度装置的结构 示意图；
[0017] 图4是图3的局部放大图；
[0018] 图5是图3所示的角响应校正刻度装置的右视图；并且
[0019] 图6是图3所示的角响应校正刻度装置的刻度源放置轨道的结构示意图。
[0020] 在这些附图中，使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分。
【具体实施方式】
[0021] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例， 对本实用新型作进一步地详细说明。
[0022] 在以下描述中，对" 一个实施例"、"实施例"、" 一个示例"、"示例"等等的引用表明 如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实 施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语"在一 个实施例中"虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同实施例。
[0023] 为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
[0024] 下面参考图1和图2。图1是本领域中常见的就地高纯锗Y谱仪100的正视图。 图2是图1所示的就地高纯锗Y谱仪100的侧视图。
[0025] 图1和图2所示的就地高纯锗Y谱仪100可以包括探测器16和其他组件。探测 器16可以包括探测器探头晶体（也称探测器晶体）12。
[0026] 下面参考图3和图5。图3是根据本实用新型实施例的就地高纯锗Y谱仪角响应 校正刻度装置300的结构示意图。图5是图3所示的角响应校正刻度装置300的右视图。
[0027] 角响应校正刻度装置300可以包括探测器定位组件、刻度源放置轨道和刻度源放 置轨道定位组件。
[0028] 如图3所示，根据本实用新型的一个实施例，在角响应校正刻度装置300中，可以 由上横挡3、下横挡、立柱组成立方体框架，探测器16可以放置于角响应校正刻度装置300 的右上端。
[0029] 根据本实用新型的一个实施例，探测器定位组件可以贴合就地高纯锗Y谱仪100 的探测器16而放置，用于固定探测器16的位置。
[0030] 根据本实用新型的进一步实施例，探测器定位组件可以进一步包括探测器固定组 件1、探测器固定斜拉板2和探测器探头晶体端水平定位板13。探测器16的位置可以由探 测器固定组件1、探测器固定斜拉板2和探测器探头晶体端水平定位板13固定。图4是图 3的局部放大图。从图4中可以清楚地看到进行高纯锗Y谱仪角响应校正刻度时探测器 16与角响应校正刻度装置300的探测器固定组件1、探测器固定斜拉板2和探测器探头晶 体端水平定位板13的位置关系。
[0031] 根据本实用新型的进一步实施例，角响应校正刻度装置300可以进一步包括探测 器探头晶体准直组件，与探测器探头晶体相邻放置，具有用于控制探测器探头晶体12的水 平位置的第一调节旋钮和用于控制探测器探头晶体12的垂直位置的第二调节旋钮。根据 本实用新型的一个实施例，第一调节旋钮是图3所示的探测器左右位置调节旋钮14,用于 调节探测器探头晶体12的水平方向上的位置；第二调节旋钮是图3所示的探测器前后位置 调节旋钮15,用于调节探测器探头晶体12的垂直方向上的位置。这两个调节旋钮使得探测 器探头晶体12的中心保持与地面垂直。晶体中心位置调节过程中，可以使用水平、垂直仪 器进行校准。
[0032] 根据本实用新型的一个实施例，刻度源放置轨道4可以为0?90°的弧形，在刻度 源放置轨道上，在光子入射角Θ=0°和Θ= 90°之间的位置上每隔一定间隔设置一个 刻度源放置孔11。其中，Θ=0°的位置即垂直于探测器的正表面的位置。根据本实用新 型的一个实施例，该一定间隔可以为5°，即在Θ=〇° (垂直于探测器的正表面）和Θ = 90°之间每隔5°间隔设置一个刻度孔，一共18个刻度孔。应当注意，这里的5°的间隔 仅仅是示例性而非限制性的，在不同的实施例中其取值可能不同。本领域技术人员可以根 据刻度孔数量的不同调整该间隔的取值。
[0033] 根据本实用新型的一个实施例，刻度源放置轨道定位组件可以紧贴刻度源放置轨 道4,用于固定刻度源放置轨道4的位置。
[0034] 根据本实用新型的进一步实施例，刻度源放置轨道定位组件进一步包括至少两个 轨道固定杆8和10、连接到轨道固定杆的固定旋钮7和连接到立柱的固定旋钮6。
[0035] 根据本实用新型的更进一步实施例，角响应校正刻度装置300可以进一步包括刻 度源放置轨道准直组件，用于对刻度源放置轨道4的位置进行调节，包括与连接到立柱的 固定旋钮6连接的轨道垂直位置调节旋钮5和连接到该至少两个轨道固定杆8和10的轨道 水平位置调节旋钮9。根据本实用新型的一个详细实施例，可以调节调节旋钮5、固定旋钮7 和调节旋钮9,使刻度源放置轨道4的弧度平面与探测器探头晶体12的垂直平面重合，并使 得探测器探头晶体12的中心点至刻度源放置轨道4上每个刻度源放置孔11的中心线距离 均为1200_。具体而言，调节过程中，铅锤尖点可以位于刻度源Θ=〇°中心，且刻度装置 上的θ=0°和θ= 90°中心点位置距探测器探头晶体中心点1200mm。应当注意，这里 的1200mm的中心线距离仅仅是示例性而非限制性的，在不同的实施例中其取值可能不同。 本领域技术人员可以根据具体情况调整该中心线距离的取值。
[0036] 如在"【背景技术】"部分所述，在辐射环境就地测量中，半无限大土壤中的放射性核 素发射的Y光子，是以〇?90°范围内任一角度入射到Y谱仪的探测器。对于同轴圆柱 形HPGe晶体，通常认为水平方向对称。但是，由于受探测器结构和晶体形状影响，对于来自 于不同方向的入射Y光子，探测器效率是不同的。因此，在使用该技术时，必须进行探测器 效率的角响应校准。通过测量探测器的计数效率随光子入射角（Θ)的变化关系和计算出 的角通量分布数据可以确定探测器的角响应修正因子。
[0037] 根据本实用新型，进行高纯锗Y谱仪角响应校正刻度时，可以将高纯锗Y谱仪 100放置于角响应校正刻度装置300上（参见图3-图5)，使用水平、垂直校准仪器对探测器 探头晶体12和刻度源轨道4进行水平和垂直位置的校准。具体而言，可以将刻度点源（又 称刻度源）或 152Eu放置在刻度源放置孔11中，做好点源中心点与探测器探头晶体12中心 的距离调节。打开高纯锗Y谱仪100,开始测量。先测量环境本底计数，再在入射角Θ= 0° (垂直于探测器的正表面）和Θ= 90°之间每隔5°刻度源放置孔11依次测得刻度 源全能峰计数率（又称净峰计数率）Nf (Θ)，每个点测试24h(即，24小时）。角响应校正因 子由下式确定：
【权利要求】
1. 一种就地高纯锗Y谱仪角响应校准刻度装置，其特征在于包括： 探测器定位组件，贴合所述就地高纯锗Y谱仪的探测器而放置，用于固定所述探测器 的位置； 刻度源放置轨道，所述刻度源放置轨道为0?90°的弧形，在刻度源放置轨道上，在光 子入射角0 =0°和0 = 90°之间的位置上每隔一定间隔设置一个刻度源放置孔；以及 刻度源放置轨道定位组件，紧贴所述刻度源放置轨道，用于固定所述刻度源放置轨道 的位置。
2. 根据权利要求1所述的就地高纯锗Y谱仪角响应校准刻度装置，其特征在于，所述 探测器定位组件进一步包括探测器固定组件、探测器固定斜拉板和探测器探头晶体端水平 定位板。
3. 根据权利要求1所述的就地高纯锗Y谱仪角响应校准刻度装置，其特征在于，进一 步包括： 探测器探头晶体准直组件，与探测器探头晶体相邻放置，具有用于控制所述探测器探 头晶体的水平位置的第一调节旋钮和用于控制所述探测器探头晶体的垂直位置的第二调 节旋钮。
4. 根据权利要求1所述的就地高纯锗Y谱仪角响应校准刻度装置，其特征在于，所述 刻度源放置轨道定位组件进一步包括至少两个轨道固定杆、连接到轨道固定杆的固定旋钮 和连接到立柱的固定旋钮。
5. 根据权利要求4所述的就地高纯锗Y谱仪角响应校准刻度装置，其特征在于，进一 步包括： 刻度源放置轨道准直组件，用于对所述刻度源放置轨道的位置进行调节，包括与所述 连接到立柱的固定旋钮连接的轨道垂直位置调节旋钮和连接到所述至少两个轨道固定杆 的轨道水平位置调节旋钮。
6. 根据权利要求1所述的就地高纯锗Y谱仪角响应校准刻度装置，其特征在于，所述 一定间隔为5°。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的就地高纯锗Y谱仪角响应校准刻度装置，其特征 在于，所述刻度源放置轨道和所述刻度源放置孔采用聚四氟乙烯材料制成。
【文档编号】G01T1/36GK204177979SQ201420642498
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】吴永乐, 岳会国, 王超, 董淑强, 李宏宇 申请人:环境保护部核与辐射安全中心