测量γ光子的真空式谱仪探测器的制作方法

本实用新型涉及γ光子谱仪探测器，可用于样品中⁶⁰Co、¹³⁷Cs、²³⁸U、²³²Th、⁴⁰K等放射性核素含量的测量，具体为一种可方便地把半导体探测器部分放置到真空室中的γ光子谱仪探测器，尤其是对空气中氡气成分极为敏感的低本底测量场合。

背景技术：

中微子探测、暗物质探测等稀有事例高能物理实验中，对所用材料的放射性本底要求极为苛刻，主要核素的含量不得超过1mBq/kg量级，测量这些参数的一种重要设备是γ光子谱仪探测器。1mBq/kg灵敏度水平的本底测量，空气中的氡气对测量的影响已经不能忽略，尤其是在通风不良的环境中，例如地下实验室。如果采用氮气吹除谱仪探测器附近的含有氡气的空气，需要消耗大量的时间与氮气，并且效果不甚理想，维护也较为繁琐。

目前商业化的γ光子谱仪探测器，已经集成了液氮杜瓦及传导热量的冷指，尚未考虑克服空气中的氡气带来的负面影响。在对其设计、安装带有真空室的屏蔽体时，需要用真空封泥保证真空罩的密封性能，而真空封泥一般情况下为临时措施，寿命有限，可靠性差，外表整洁度、美观度有所欠缺。本实用新型是为了解决氡气等有害成分对γ光子谱仪探测器的负面影响。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出一种测量γ光子的真空式谱仪探测器，该真空式谱仪探测器带有密封法兰结构，在设计时考虑到与真空室的密封设计，可以获得可靠的密封联结，从而消除空气中氡气等气体的负面影响。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种测量γ光子的真空式谱仪探测器，包括液氮杜瓦、密封法兰、冷指和半导体探测器，其特点在于所述的冷指的一端经密封法兰与所述的液氮杜瓦相连，另一端与所述的半导体探测器相连。

所述的冷指贯穿所述的密封法兰并且两者之间为气密联结。冷指通过所述密封法兰并实现气密联结，过渡位置处于所述密封法兰密封结构的内部；所述密封法兰可以是符合国家、国际标准的法兰，也可以是非标法兰。

所述的密封法兰外径大于所述的冷指的外径。

所述的密封法兰外径大于等于所述的半导体探测器的外径。

所述的半导体探测器放置在真空室内。

本实用新型的原理如下：

冷指通过密封法兰与所述的真空室实现气密连接，例如通过焊接工艺把所述的冷指与所述的密封法兰焊接到一起。所述的密封法兰带有密封结构设计。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是能方便的把谱仪探测器的半导体探测器部分放置到带有真空室的屏蔽体中，然后利用无油真空泵把真空室抽至10Pa或者更低的压力，氡气随空气一起排出到真空室外，从而能够快速地、彻底地消除氡气等有害气体的负面影响，有效的提高了谱仪探测器的测量灵敏度及测量效率。

附图说明

图1为本实用新型真空式谱仪探测器的结构示意图；

图2为本实用新型真空式谱仪探测器及真空室装配示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但本实用新型可以由权利要求限定和覆盖多种不同方式实施。

请先参阅图1，图1为本实用新型真空式谱仪探测器的结构示意图，包括液氮杜瓦1、密封法兰2、冷指3、半导体探测器4。冷指3穿过密封法兰2并两者之间为气密联结或者焊接，漏率不大于1×10^-3Pa·m³/s。一般情况下密封法兰2、冷指3的外壳为不锈钢，但本实用新型不限于金属材料。

图2为本实用新型真空式谱仪探测器与真空室的装配示意图，真空室主要包括真空腔体5与真空盖8，法兰6与密封法兰2配对且为真空腔体5的一部分，真空接管7可与真空泵连接，也为真空腔体5的一部分。半导体探测器4可以通过法兰6的内部开孔。

在安装时，冷指3与半导体探测器4通过法兰6放置在真空室内，用螺栓等紧固件连接密封法兰2与法兰6，密封法兰2与法兰6之间有O型圈等密封件，安装完成后要通过检漏确认漏率低于1×10^-3Pa·m³/s方可进行下一步安装工作。冷指3、半导体探测器4与真空室之间的空间可以安装铜、铅等屏蔽材料，注意安装顺序并保护冷指3与半导体探测器4不受屏蔽材料的损伤，真空盖8 内部也为屏蔽材料及力学支撑结构。屏蔽材料设计、安装时需要注意减小气流流阻以便获得更高真空度。

在使用时，打开真空盖8，把待测样品放置到半导体探测器4附近，然后把真空盖8与真空腔体5气密连接，接通真空泵抽真空，真空室内压力低于10Pa 时内部大部分氡气已经随空气排放到外部，可开始谱仪探测器的测量工作。

本实用新型可以适用于对空气或者空气中某些成分敏感的谱仪探测器，可消除空气带来的负面影响，提高设备的测量效率与测量灵敏度。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。