專利名稱：小型γ射線劑量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到放射性射線劑量的測(cè)量技術(shù)。
目前使用的γ射線劑量?jī)x，一種是測(cè)量個(gè)人在γ射線輻射場(chǎng)中每單位時(shí)間所接收的輻射劑量，稱為微分劑量?jī)x，如型號(hào)為FD 3013，F(xiàn)J 317C等，它們使用的多是G-M(蓋革繆勒)計(jì)數(shù)管，或光電倍增管及閃爍晶體配在一起組成電真空器件的探測(cè)器，美國(guó)專利4880981就是一種閃爍體光電倍增管型輻射劑量?jī)x，這種劑量?jī)x基本結(jié)構(gòu)尺寸大，需要高壓供電，耗電量大，雖然靈敏度較高，但通常不能測(cè)積分劑量。另一種是測(cè)量個(gè)人在輻射場(chǎng)中一個(gè)月，一年等較長(zhǎng)時(shí)間的積累劑量，稱為積分劑量?jī)x，通常使用的有釋光劑量計(jì)或劑量筆，他們要求昂貴的讀出儀器，另外不能立即報(bào)警，往往受到事故輻射事后才能知道，很不安全。近年來(lái)也有用微分劑量計(jì)擴(kuò)展性能達(dá)到測(cè)積分劑量，如GJ-ⅢA式個(gè)人劑量計(jì)，但由于仍采用G-M管作探測(cè)器，仍需要高壓供電，耗電量大，不能長(zhǎng)期工作，大約最長(zhǎng)一個(gè)月就要更換一次電池。美國(guó)專利5171998提出用閃爍晶體碘化銫(鉈)和光二極管構(gòu)成探測(cè)器，測(cè)量γ射線能量和空間分布，在一個(gè)單一γ射線收集事件中，全部收集時(shí)間內(nèi)，噪聲收集電荷數(shù)小于γ射線信號(hào)收集電荷數(shù)(見(jiàn)圖1)，該專利為脈沖計(jì)數(shù)型儀器，光二極管工作在雪崩二極管狀態(tài)，二極管產(chǎn)生內(nèi)放大，探測(cè)器偏壓高，整個(gè)儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
本發(fā)明的目的是利用光二極管低暗電流(大約為10-14安培)特性來(lái)測(cè)量γ射線產(chǎn)生的光電流(而不是脈沖收集)見(jiàn)圖2，提供一種既可測(cè)量γ射線微分劑量，及時(shí)報(bào)警，也可以測(cè)量積分劑量，進(jìn)行較專時(shí)間測(cè)量工作，體積小，靈敏度高，攜帶方便，可保證放射性安全的劑量?jī)x。
本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的由閃爍晶體(1)和低暗電流的光敏二極管(2)經(jīng)過(guò)硅脂光學(xué)連接構(gòu)成γ射線輻射探測(cè)器，利用光敏二極管的低暗電流特性，對(duì)γ射線輻射產(chǎn)生的積分電流進(jìn)行測(cè)量，只要積分光電流大于積分暗電流，就可以測(cè)量出γ射線劑量;上述探測(cè)器與前置放大器(3)相連接，前置放大器為高性能低漂移的電流放大器;探測(cè)器輸入采用零偏壓電路(如圖4所示)，由于采用這種電路連接，漏電流變小，可使儀器動(dòng)態(tài)范圍在低劑量區(qū)擴(kuò)大，測(cè)量特性提高;經(jīng)前置放大器放大后的信號(hào)，再經(jīng)一級(jí)可自動(dòng)調(diào)節(jié)放大倍數(shù)的放大器，送入具有模數(shù)轉(zhuǎn)換的低功耗單片機(jī)(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，運(yùn)算出微分、積分劑量送至顯示器(5)，一但微分劑量超過(guò)額定值或積分劑量達(dá)到限定時(shí)，送出信號(hào)至報(bào)警器(6)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
本發(fā)明選用閃爍晶體和低暗電流的光敏二極管構(gòu)成γ射線探測(cè)器，無(wú)有電真空器件，因此具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明既可測(cè)量微分劑量，又可以測(cè)量積分劑量，線性范圍大，可承受高劑量。(2)不要求高電壓供電，耗電小，僅僅使用電池即可長(zhǎng)期工作。(3)本發(fā)明體積小，重量輕，攜帶方便，可以適用于野戰(zhàn)等惡劣環(huán)境的劑量測(cè)量。(4)本發(fā)明中探測(cè)器與前置放大器的聯(lián)接采用零偏壓電路的連接方式，靈敏高，可及時(shí)報(bào)警，保證處在強(qiáng)劑量場(chǎng)中的個(gè)人的安全。本發(fā)明測(cè)量微分劑量從0.25毫侖/小時(shí)-250毫侖/小時(shí)，積分劑量從1毫侖-500侖，儀器可長(zhǎng)期工作，使用電池，至少半年無(wú)須更換。


圖1為美國(guó)專利5171998輸出電流與時(shí)間的關(guān)系圖，其中橫坐標(biāo)t為電流輸出時(shí)間，縱坐標(biāo)i為輸出電流，1為γ射線輸出脈沖電流，2為噪聲脈沖電流。
圖2為本發(fā)明輸出電流與時(shí)間的關(guān)系圖。
圖中橫坐標(biāo)t為電流輸出時(shí)間，縱坐標(biāo)i為輸出電流，其中3為γ射線輻射電流，4為暗電流。
圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中5、閃爍晶體，6、低暗電流光敏二極管，7、前置放大器，8、帶數(shù)模轉(zhuǎn)換的單片機(jī)，9、γ射線劑量顯示器，10、γ射線劑量報(bào)警器。
圖4為本發(fā)明中探測(cè)器與前置放大器零偏壓電路連接線路圖。
實(shí)施例本發(fā)明采用碘化銫為閃爍晶體，光敏二極管采用S3804，前置放大器選用7650，顯示器選用液晶顯示。
本發(fā)明將測(cè)量γ射線的微分和積分劑量統(tǒng)一在一臺(tái)儀器上，可以廣泛用于使用X光機(jī)的醫(yī)護(hù)人員，也可以供γ射線源輻照裝置上工作人員使用及核工業(yè)及防化工作人員及防化兵戰(zhàn)士使用，保護(hù)了他們的健康、安全。本發(fā)明也可以做成裝飾品如鐘表、溫度計(jì)等配合指出工作室及住宅中的劑量大小。
權(quán)利要求
1.一種由閃爍晶體，光二極管構(gòu)成探測(cè)器的γ射線劑量?jī)x，其特征在于所述的光二極管為低暗電流光敏二極管，上述探測(cè)器依次與前置放大器，帶模數(shù)轉(zhuǎn)換的單片機(jī)，γ射線顯示器及報(bào)警器聯(lián)接。
2.按照權(quán)利要求1所述的劑量?jī)x，其特征在于所述的探測(cè)器與前置放大器的連接采用零偏壓電路。
全文摘要
一種小型γ射線劑量?jī)x，采用低暗電流的光敏二極管與閃爍晶體構(gòu)成探測(cè)器，上述探測(cè)器依次與前置放大器，帶模數(shù)轉(zhuǎn)換的單片機(jī)，γ射線劑量顯示器及報(bào)警器相連接，本發(fā)明可測(cè)微劑量，也可測(cè)積分劑量，體積小、靈敏度高，可供核工業(yè)及防化戰(zhàn)線、醫(yī)護(hù)人員提供一種安全可靠的劑量?jī)x。
文檔編號(hào)G01T1/20GK1098790SQ94105990
公開(kāi)日1995年2月15日 申請(qǐng)日期1994年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月10日
發(fā)明者貊大衛(wèi), 劉以思, 周立業(yè) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)