本实用新型总体上涉及核辐射测量领域，更特别地，涉及一种流气式放射源活度测量装置，其能够实现对大面积放射源的高效率测量，并且具有测量本底低，抗干扰能力强等特点。
背景技术：
目前，α和β放射源的活度测量常利用流气式正比计数管来进行，例如，国外某厂商生产并且销售的RTM860型计数管、以及国内某厂商生产并且销售的ZJ-LD-800型和ZJ-LD-240型计数管等。然而，这类计数管一般尺寸较小，不适于大面积放射源的活度测量，而且其工作效率并不高，一般在80％以下。
发明专利申请CN201610035043.2公开了一种多丝正比计数器，其包括底座和覆盖于底座上的上盖板，阳极丝通过连接杆安装在上盖板下侧，放射源可置于底座上的托盘中，从而能够对大面积放射源进行测量。然而，该多丝正比计数器的上盖板结构复杂，体形笨重，因此操作不便。而且，该装置在本底以及探测效率等方面性能有所欠缺。
因此，仍需要一种放射源活度测量装置，其能够实现对大面积放射源的高效率测量，并且本底低，抗干扰能力强。
技术实现要素：
本实用新型的一个方面在于提供一种流气式放射源活度测量装置，其能够实现对大面积放射源的高效率测量，并且具有测量本底低，抗干扰能力强等特点。
根据一示例性实施例，提供一种流气式放射源活度测量装置，其包括：屏蔽铅室；以及设置在所述屏蔽铅室内的主探测器，所述主探测器包括：检测腔室，由导电金属材料制成且用作阴极，所述检测腔室的侧壁上设置有进气口和出气口；多根阳极丝，两端通过绝缘体安装在所述检测腔室的两个相对侧壁上，彼此平行并且间隔开；抽屉式样品架，安装在所述检测腔室的一侧壁上并且位于所述多根阳极丝的下方；以及前置放大器模块，设置在所述检测腔室外以对来自所述多根阳极丝的信号进行放大。
在一些示例中，所述主探测器还包括：设置在与安装所述抽屉式样品架的一侧壁相对的侧壁上的、向外凸出的过渡室，所述抽屉式样品架在插入到所述检测腔室中时，其一端与安装所述抽屉式样品架的一侧壁密封接触，另一端延伸到所述过渡室中。
在一些示例中，所述抽屉式样品架的延伸到所述过渡室中的一端是具有四个侧面的实心或空心结构。
在一些示例中，所述多根阳极丝位于与所述抽屉式样品架平行的同一平面内，并且彼此间隔开相等的距离。
在一些示例中，所述进气口和所述出气口位于所述检测腔室的相对两侧，并且所述进气口设置得低于所述出气口。
在一些示例中，所述前置放大器模块包括：多个电容器，每个电容器的一极板与所述多根阳极丝中的一对相邻的阳极丝相连；以及多个前置放大器，每个前置放大器的输入端连接到相应的电容器的另一极板。
在一些示例中，所述流气式放射源活度测量装置还包括设置在所述屏蔽铅室内的反符合探测器，所述反符合探测器包括：检测腔室，由导电金属材料制成且用作阴极，所述检测腔室的侧壁上设置有进气口和出气口；多根阳极丝，两端通过绝缘体安装在所述检测腔室的两个相对侧壁上，彼此平行并且间隔开；以及前置放大器模块，设置在所述检测腔室的两个相对侧壁之一的外侧以对来自所述多根阳极丝的信号进行放大。
在一些示例中，所述主探测器和所述反符合探测器的检测腔室、多根阳极丝以及前置放大器模块具有相同的尺寸和配置。
在一些示例中，所述主探测器的检测腔室的进气口和所述反符合探测器的检测腔室的进气口通过一三通连接到同一气源，所述主探测器的检测腔室的出气口和所述反符合探测器的检测腔室的出气口通过另一三通连接到同一抽气装置。
在一些示例中，所述流气式放射源活度测量装置还包括数据处理单元，其对来自所述主探测器和所述反符合探测器的数据进行处理，用来自所述主探测器的数据减去来自所述反符合探测器的数据以减小本底。
在一些示例中，所述屏蔽铅室包括底部铅板、顶部铅板、以及四个侧面铅板，每块铅板的边缘处具有定位销以便于组装成屏蔽铅室。
本实用新型的测量装置结构简单，操作方便，能够实现对大面积放射源的测量。而且，通过将前置放大器模块紧邻探测器设置，传输线路短，分布电容小，提高了信噪比，同时也增强了抗干扰能力。探测器中的多丝配置能有效提高测量效率，对α源例如Sr-90的测量效率不小于95％，对β源例如Pu-239的测量效率不低于90％。通过提供反符合探测器，可以降低宇宙射线和环境辐射对主探测器的本底影响，同时屏蔽铅室还可以减小环境辐射产生的本底。因此，本实用新型的测量装置能方便地应用于各种放射源的测量。
本实用新型的上述和其他特征和优点可以从下面结合附图对示例性实施例的描述而变得显而易见。
附图说明
图1示出根据本实用新型一示例性实施例的流气式放射源活度测量装置的示意性结构图；
图2示出根据本实用新型一示例性实施例的主探测器的示意性结构图；以及
图3示出根据本实用新型一示例性实施例的反符合探测器的示意性结构图。
具体实施方式
下面参照附图描述本实用新型的示例性实施例。
图1示出根据本实用新型一示例性实施例的流气式放射源活度测量装置100的示意性结构图。如图1所示，流气式放射源活度测量装置100包括屏蔽铅室101、以及设置在屏蔽铅室101中的主探测器110和反符合探测器130。
屏蔽铅室101可以是常规的柜式结构，例如包括柜体和可转动地安装到柜体上的门板。通过打开和关闭门板，可以将主探测器110和反符合探测器130安装到屏蔽铅室101内或者从屏蔽铅室101中取出。在本实用新型一实施例中，屏蔽铅室101可包括六块铅板，即底部铅板、顶部铅板、以及四块侧面铅板，每块铅板的厚度可以为10mm以上，优选20mm以上，例如为25-50mm。每块铅板可具有设置在其四周边缘处的多个定位销，从而可以将这些铅板组装成屏蔽铅室101。同时，屏蔽铅室101可以拆卸为多块铅板，以便于转移运输。虽然未示出，但是屏蔽铅室101的壁上可以设置有多个通孔结构以便于气路和电路穿过其延伸。
通过提供具有足够厚度的屏蔽铅室101，可以减轻例如环境辐射对其中的探测器110和130的影响，从而降低测量本底。
图2示出根据本实用新型一示例性实施例的主探测器110的示意性结构图。如图2所示，主探测器110包括检测腔室111，其可以由导电金属材料制成且用作阴极。例如，在一实施例中，检测腔室111可以是紫铜腔室。检测腔室111的侧壁上可以设置有进气口113和出气口114，以用于通入和排出工作气体，例如P10气体。进气口113和出气口114可位于检测腔室111的相对两侧，例如大体上在对角位置处，并且进气口113可以设置得低于出气口114，以利于充分排出检测腔室111中的气体。
多根阳极丝116平行设置在检测腔室111内，图2示出了8根，但是可理解，可以包括更多或更少的阳极丝116。阳极丝116的两端通过绝缘结构115安装到检测腔室111的两个相对侧壁上，绝缘结构115可包括陶瓷绝缘体或有机绝缘体，例如聚四氟乙烯。例如，阳极丝116可以是钨丝，直径在10-50μm之间，例如为25μm，阳极丝116之间的距离可以为5-100mm，优选地10-50mm，例如为20mm。8根阳极丝116可位于同一平面内，彼此平行，并且彼此间隔开相同的距离。
主探测器110还包括抽屉式样品架117，其可以安装在检测腔室111的前侧壁中并且延伸到检测腔室111内。抽屉式样品架117可位于阳极丝116下方，并且当其位于检测腔室111内时，与多根阳极丝116基本平行，都处于水平面内。虽然未示出，但是检测腔室111中可以形成有用于支承样品架117的滑动的导轨结构。
在一实施例中，在检测腔室111的与安装抽屉式样品架117的前侧壁相对的后侧壁上，还可以设置有向外凸出的凸出结构，以形成过渡室112。过渡室112可以仅位于抽屉式样品架117的高度处，而不是在后壁的整个高度上。当抽屉式样品架117插入到检测腔室111中时，其远端可以延伸到过渡室112中，而近端可以与检测腔室111的前侧壁密封接触，从而形成密封的检测腔室。流气式探测器对气密性的要求并不苛刻，因此对抽屉式样品架117与检测腔室111的侧壁之间的密封接触的制造工艺要求并不高，降低了制造工艺难度。抽屉式样品架117可沿图2中的空心箭头所示的方向拉开，以装载大面积放射源样品，并且使得样品基本与多根阳极丝116的中心位置对准。由于设置了过渡室112，抽屉式样品架117的长度要大于检测腔室111的主体部分的宽度。因此，当抽出样品架117以安装放射源时，样品架117的延伸到过渡室112中的部分可以与检测腔室111的前侧壁接触。可以理解，样品架117的该部分可以是具有四个侧面的空心或实心结构，从而其四个侧面可以与前侧壁上的用于安装样品架117的开口的四条边相接触，这样可以防止检测腔室111内部与外界环境之间的气体交换，从而防止漏气。
前置放大器模块120可以设置在检测腔室111的安装阳极丝116的一侧壁外，从而阳极丝116可以穿过该侧壁直接连接到前置放大器模块120。通过这种配置，可以减小传输线路的长度，从而使得分布电容小，提高了测量信号的信噪比，同时也增强了抗干扰能力。如图2所示，前置放大器模块120可包括多个电容器121和多个前置放大器122，为了简单和清楚，图2只示出了一个电容器121和一个前置放大器122。电容器121的一个极板可以连接到两根相邻的阳极丝116，以增大信号强度，电容器121的另一个极板可以连接到相应的前置放大器122，以对所检测到的脉冲信号进行放大。可以理解，当包括8根阳极丝116时，前置放大器模块120可包括四路前置放大结构。
图3示出根据本实用新型一示例性实施例的反符合探测器130的示意性结构图。如图3所示，反符合探测器130包括检测腔室131，检测腔室131上设置有进气口133和出气口134，多根阳极丝136通过绝缘体135安装在检测腔室131内。前置放大器模块140安装在阳极丝136一端的侧壁外，并且包括多个电容器141和前置放大器142(图中仅示出一个)。应理解，反符合探测器130可以具有与主探测器110完全相同的配置和尺寸，除了不具有过渡室112和抽屉式样品架117之外。
工作时，主探测器110的进气口113和反符合探测器130的进气口133可以通过一三通结构连接到同一气源，例如气瓶，主探测器110的出气口114和反符合探测器130的出气口134可以通过另一三通结构连接到同一抽气装置，例如抽气泵，从而可以将工作气体例如P10气体持续提供到检测腔室111和131中。大面积放射源样品，例如α源或β源，可以置入抽屉式样品架117中。放射源释放的射线使工作气体分子电离，产生电子和正离子。在电场作用下，电子向阳极丝116漂移，正离子向用作阴极的检测腔室111的侧壁漂移。电子漂移接近阳极丝116时，电场强度增大，电子获得的能量足以使其再次与工作气体分子发生电离碰撞，产生新的电子和正离子，依次循环，电子数量不断增大，从而形成雪崩。电子雪崩产生的辐射脉冲信号被阳极丝116捕获，并且在前置放大器模块120中被放大之后，输出给后续处理电路。反符合探测器130中由于没有放置放射源样品，因此其主要用于测量外部环境辐射所导致的本底信号。
虽然未示出，但是根据本实用新型一示例性实施例的流气式放射源活度测量装置100还包括数据处理单元，其可以是包括特定硬件例如数据采集卡和软件例如数据处理软件的计算机系统。数据处理单元可以对来自主探测器110和反符合探测器130的数据进行处理，例如用来自主探测器110的数据减去来自反符合探测器130的数据，以降低本底。从而，本实用新型的流气式放射源活度测量装置100可以实现低的测量本底。由于具体的数据处理步骤是本领域已知的，这里不再详细描述各个步骤。
利用上述结构的测量装置100，可以实现对大面积样品的测量。而且，通过设置多根阳极丝，大大提高了探测效率，对α源例如Sr-90的测量效率不小于95％，对β源例如Pu-239的测量效率不低于90％。探测电压可以不小于200V，坪斜可以不大于5％/100V。因此，实现了优异的探测效果。
上面描述了本实用新型的一些示例性实施例，但是应理解，本实用新型不限于这些实施例，而是在不脱离本实用新型的思想和原理的情况下，可以进行一些形式和细节上的变化。例如，可以理解的是，测量装置100也可以不包括反符合探测器130，而仅包括主探测器110，同样也可以对放射性样品进行有效的测量。本实用新型的范围由所附权利要求及其等价物限定。