專利名稱：輻射檢測設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于處理輻射材料的設施，例如核電站或類似物中的輻射計量技術，更具體地涉及輻射檢測設備，該設備能夠同時和獨立地在相同位置上計量例如α和β射線的輻射，并適合于作為輻射監(jiān)視器應用。
圖20表示層狀閃爍體檢測設備(熒光體夾層檢測設備)作為用于表示檢測α和β射線的輻射檢測設備的常規(guī)例子。
該輻射檢測設備裝備了光屏蔽膜1，通過該膜透射α和β射線和用于屏蔽來自該設備外的光線。該輻射檢測設備還裝備了第一閃爍體2和第二閃爍體3，它們疊在光屏蔽膜1之下，如圖26所示。
在許多情況下，檢測α射線的ZnS(Ag)用作第一閃爍體2，檢測α和β射線的塑料用作第二閃爍體3。該第一和第二閃爍體2和3疊成兩層并直接固定在一個光檢測器5上以便容納于機殼6中。通常，具有高反應速度和高敏感度的光增強管被用作光檢測器5。
形成第一閃爍體2的ZnS(Ag)的輻射衰減時間常數(shù)為μ秒數(shù)量級，但是形成第二閃爍體3的塑料的輻射衰減時間常數(shù)為幾十納秒的數(shù)量級。因此，塑料閃爍體3的輻射衰減時間常數(shù)與ZnS(Ag)第一閃爍體2的輻射衰減時間常數(shù)相比明顯較短。當光檢測器5的輸出電流信號通過具有與閃爍體2和3輻射的每個衰減時間常數(shù)相比足夠長的時間常數(shù)的RC集成電路轉換為電壓信號時，脈沖上升時間基本上等于輻射的衰減時間，和呈現(xiàn)由電阻R和電容C確定時間常數(shù)的指數(shù)衰減波形。該信號轉換過程可以在一個連接光增強管和包含在光檢測器5中的前置放大器單元中執(zhí)行。
所轉換的電壓信號被放大到一個能夠通過波形識別處理單元7分析的電壓電平，隨需要升高。當該電壓信號輸入到波形識別處理單元7時，處理單元7的模數(shù)轉換器為了輸出具有與輸入信號上升時間成比例的脈沖高度的脈沖信號，將輸入信號的脈沖高度轉換為數(shù)字值以便處理單元7的通用分析器根據所轉換的數(shù)字值計量脈沖高度分布(頻譜數(shù)據)。
有可能根據從波形識別處理單元7獲得的表示上升時間的頻譜數(shù)據辨別第一閃爍體2和第二閃爍體3的輻射。
圖21表示使用計量能譜的傳感器8的α-β射線檢測設備的另一個常規(guī)列子。
例如，使用Si半導體傳感器作為上述設備用于計量能譜的傳感器8?？墒牵搨鞲衅?具有對除輻射外的室內光和類似的敏感性；為此原因，類似于上述輻射檢測設備，光屏蔽膜1固定在傳感器8上以便該傳感器8容納在機殼6中。
傳感器8的輸出信號通過脈沖高度分析系統(tǒng)9進行分析，以便計量出能譜。通常，分析系統(tǒng)9包括一個負荷敏感前置放大器，用于處理傳感器的輸出信號；一個線性放大器，一個模數(shù)轉換器，一個脈沖高度分析器，用于分析多脈沖高度和類似物。在分析系統(tǒng)9所獲得的能譜數(shù)據中，α射線數(shù)據和β射線數(shù)據分別表示為不同的分布和峰值形狀，因此，有可能通過處理對應α和β射線的這些頻譜數(shù)據來識別α射線和β射線。
可是，如圖16所示的常規(guī)層狀閃爍體檢測設備所必須的脈沖高度識別處理單元7是用于分析脈沖上升的處理單元，并非常昂貴。因此，這樣的常規(guī)檢測設備對于試驗級的研究有用。
可是，作為固定在用于實際核設施或類似物的監(jiān)視設備中的檢測設備，存在有關成本的問題。另外，波形識別處理單元分析上升時間本身，在識別信號分別具有不同上升時間的情況下是過高的技術要求。
另外，原理上，為獲得上升時間，例如需要在輸入脈沖高度值的10％電平和90％電平處執(zhí)行信號檢測，以致存在不可能分析和計量具有低脈沖高度值的信號的問題。該問題涉及信號脈沖高度值的動態(tài)范圍。例如，由α射線產生的ZnS(Ag)閃爍體的輻射明顯大于由β射線產生的塑料閃爍體的輻射，實際上，在被轉換為電壓信號的時刻，對應ZnS(Ag)輻射的光增強管的輸出信號比對應塑料閃爍體的β射線輻射光倍增管的輸出信號大10倍或更多。
因此，由于β射線信號具有低脈沖高度值和持續(xù)分布在低能量一側，與α射線的計量相比對β射線的計量很不利。尤其是，具有低脈沖高度值的β射線成分不能被分析和計量以致產生有效β射線敏感度變低的問題。特別地，在塑料閃爍體的厚度做得很薄以便抑制γ射線敏感度的情況下，塑料閃爍體的輻射被進一步降低以致上述降低有效β射線敏感度的現(xiàn)象進一步加劇。
另外，在使用如圖21所示的能譜計量傳感器8的輻射檢測設備的情況下，一定需要基本上等同于上述波形識別處理單元的脈沖高度分析器；結果，存在輻射檢測設備成本升高的問題。另外，由于能譜計量傳感器8基底材料的有效原子量大于塑料閃爍體，γ射線敏感度高以致存在γ射線信號被混合到β射線信號中的問題。
另外，在計量不是在真空狀態(tài)中執(zhí)行的情況下，或在從吸收到濾紙的α射線核素計量α射線的情況下，α射線的能量損失高和波動范圍大。為此，不能獲得如在真空中所獲得的高斯峰值以致存在α射線的能譜與β射線的能譜重疊的情況，由此不論是計量α或β射線的能譜，很難清楚地區(qū)別α射線和β射線。
本發(fā)明致力于克服上述問題。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種輻射檢測設備，該設備能夠被實際用作輻射監(jiān)視器的檢測器件，和以低成本制造，和進一步能夠獨立和同時檢測α射線和β射線，同時以最大限度保持對射線的敏感度和明顯防止對γ射線的敏感度。
另外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種輻射檢測設備，該設備具有合理配置的第一和第二光檢測器以便高效檢測第一和第二閃爍體的輻射。
即，在如上所述的輻射檢測設備中，在用于α射線的第一閃爍體中發(fā)出的光線透過用于β射線的第二閃爍體，和然后通過聚光裝置被引導到至少一個光檢測器。在此情況下，由于通過RC集成電路所轉換的信號的脈沖上升時間，已依照慣例應用用于分析脈沖上升的波形識別處理單元，其中脈沖上升時間基本上等于每個閃爍體輻射的衰減時間。
考慮到使用波形識別處理單元這一點，發(fā)明人產生一個想法，即有可能通過調節(jié)和優(yōu)化所使用的閃爍體、閃爍體的輻射波長和放射率來省卻用于分析脈沖上升的波形識別處理單元，該單元對于常規(guī)輻射檢測設備是必要的。
具體地說，考慮到響應速度和敏感度，最好使用光增強管作為光檢測器。
換句話說，由于第一閃爍體的輻射波長被設置得與第二閃爍體的不同，有可能按照這種情況調節(jié)和優(yōu)化閃爍體、閃爍體的輻射波長和輻射強度。另外，通過有意地改變這些閃爍體的輻射衰減時間和其輻射波長來構成檢測設備，由此有可能提供在這些閃爍體輻射波長之間用于光學識別的裝置。
另外，作為獨立和同時檢測α射線和β射線同時保證其最大敏感度的裝置，發(fā)明人具有一個想法，即光線容易被限制在第一和第二閃爍體內以便通過其配置來改善第一和第二閃爍體中每一個的聚光密度。具體地說，依靠α射線發(fā)光的第一閃爍體制作得非常薄以便限制對β射線和γ射線的敏感度，例如，在許多情況下第一閃爍體由粉末、燒結體和其它類似材料組成。因此，在第一閃爍體中形成漫反射以便向此處發(fā)射光線。所發(fā)射的光線透過用于β射線的第二閃爍體傳輸以便由聚光裝置引導到光檢測器。
在這種結構中，在第一和第二閃爍體之間插入空氣的情況下，當從第一閃爍體輻射出的光線透射過第二閃爍體時，盡管發(fā)生菲涅爾反射的可能性增加，由于第二閃爍體由具有比第二閃爍體的折射率低的空氣包圍，容易確認從第二閃爍體中發(fā)射的光線。為此，作為第二閃爍體的聚光裝置，容易應用具有高密度的聚集在第二閃爍體邊緣一側上的發(fā)射光線的方法。
按照上述思路，為實現(xiàn)此目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供一種輻射檢測設備包括一個光屏蔽膜，用于從其透過第一和第二輻射同時屏蔽入射光；一個第一閃爍體，用于由透過光屏蔽膜的第一輻射發(fā)射第一光線，該第一閃爍體具有基于第一輻射的發(fā)射中心波長；一個第二閃爍體，用于由透射過光屏蔽膜的第二輻射發(fā)射第二光線，該第二閃爍體具有基于第二輻射的發(fā)射中心波長；和檢測裝置，具有至少一個光檢測器用于檢測從第一閃爍體發(fā)出的第一光線和從第二閃爍體發(fā)出的第二光線，第一發(fā)射中心波長和第二發(fā)射中心波長相互不同。
在這方面的優(yōu)選實施例中，第一發(fā)射中心波長是第一閃爍體中發(fā)射的第一種光的波長，并且在第一閃爍體的發(fā)射波長頻帶中具有峰值輻射強度，第二發(fā)射中心波長是第二閃爍體中發(fā)射的第二種光的波長，并且在第二閃爍體的發(fā)射波長頻帶中具有峰值輻射強度在這方面的優(yōu)選實施例中，第一和第二閃爍體相互平行排列以便第二閃爍體位于離開第一閃爍體預定距離處，進一步包括用于將從第一閃爍體發(fā)射的第一光線和第二閃爍體中發(fā)射的第二光線聚集到檢測裝置上的裝置；和插入第一閃爍體和第二閃爍體之間的空氣層，第一閃爍體的第一發(fā)射中心波長設置得比第二閃爍體的第二發(fā)射中心波長短。
根據上述本發(fā)明的一個方面，空氣層插入到第一閃爍體和第二閃爍體之間，由此，第二閃爍體由具有低于自身折射率值的空氣層包圍，以便第二光線被限制在第二閃爍體中。因此，容易采用使用在第二閃爍體邊緣側面上聚集的帶有高密度光線的方法。另外，不需要提供用于粘和第一和第二閃爍體和將它們光學緊密連接的中間材料。另外，本發(fā)明適合于擔心由于這些中間材料和第一和第二閃爍體之間相互化學反應而造成變壞的情況。另外，保證了每個閃爍體的獨立性，使其能夠僅相對于這些閃爍體中的一個進行維護、檢查和更換。
另外，第一閃爍體的發(fā)射中心波長設置得比第二閃爍體的發(fā)射中心波長短，也使利用用于光學識別第一和第二光線的裝置成為可能，以便省略用于分析脈沖上升時間的波形識別處理單元。
本發(fā)明的這方面進一步具有用于將第一閃爍體發(fā)射的第一光線和在第二閃爍體中發(fā)射的第二光線聚集到檢測裝置上的裝置，其中第一閃爍體和第二閃爍體相互緊密地光學粘合，第一閃爍體的第一發(fā)射中心波長設置得比第二閃爍體的第二發(fā)射中心波長短。
根據本發(fā)明的一個方面，排列第一和第二閃爍體以使其相互緊密地光學粘合，使其能夠減少內部俘獲，該俘獲是根據因空氣層折射率的不同由菲涅爾反射和由第二閃爍體中的全反射引起的，并由此改善了第一閃爍體的第一光線透過第二閃爍體的可能性。因此，容易采用利用來自不與第一閃爍體相互粘合的第二閃爍體背面的第二光線。
本發(fā)明的這方面進一步具有用于將第一閃爍體發(fā)射的第一光線和在第二閃爍體中發(fā)射的第二光線聚集到檢測裝置上的裝置，其中第一閃爍體和第二閃爍體相互緊密地光學粘合，第一閃爍體的第一發(fā)射中心波長設置得比第二閃爍體的第二發(fā)射中心波長長。
根據本發(fā)明的一個方面，第一和第二閃爍體排列得相互緊密地光學粘合，使其能夠改善第一閃爍體的第一光線透過第二閃爍體的可能性。因此，作為聚集裝置，容易采用聚集來自第二閃爍體背面的第一閃爍體的第一光線的方法。
本發(fā)明的一個方面進一步具有一個聚光盒，用于將第一和第二光線聚集到檢測裝置上，該聚光盒具有一個用于漫反射第一和第二光線的內表面和一個側表面，光屏蔽膜固定在第一和第二輻射入射的側表面上，第一和第二閃爍體排列在光屏蔽膜內，和其中檢測裝置包括第一和第二光檢測器，每個光檢測器具有對每個第一和第二光線敏感的敏感表面；第一濾光器固定在第一光檢測器敏感表面上；和第二濾光器固定在第二光檢測器的敏感表面上，第一濾光器適合于透過從第一閃爍體發(fā)射的第一光線，第二濾光器適合于只透射第二閃爍體中發(fā)射的第二光線。
在本發(fā)明的一個方面的情況下，具有不同輻射波長頻帶的第一和第二光線被混合注入到聚光盒中同時被漫反射。第一濾光器固定在第一光檢測器的敏感表面上，和第二濾光器固定在第二光檢測器的敏感表面上。因為第一濾光器適合于只透射從第一閃爍體發(fā)射的第一光線，第二濾光器適合于只透射在第二閃爍體中發(fā)射的第二光線，有可能獨立地檢測對應第一和第二輻射的第一和第二光線而不使用用于識別和鑒定的專用電子設備。另外，使用聚光盒以便容易對輻射檢測設備應用大面積閃爍體。
在這方面的優(yōu)選實施例中，第二閃爍體具有其上入射第一和第二輻射的入射表面和與入射表面相反的背面，該檢測裝置包括第一和第二光檢測器，每個光檢測器具有對第一和第二光線敏感的敏感表面；第一濾光器固定在第一光檢測器的敏感表面上；和第二濾光器固定在第二光檢測器的敏感表面上，第一濾光器適合于只透射從第一閃爍體發(fā)射的第一光線，第二濾光器適合于只透射在第二閃爍體中發(fā)射的第二光線，和其中第一濾光器和第二濾光器在第二閃爍體的背面緊密光學粘合。
在這方面的優(yōu)選實施例中，第二閃爍體基本為矩形形狀，和其中第一光檢測器和第二光檢測器相鄰排列以便一條線跨過第二閃爍體的長度方向，該線連接第一光檢測器敏感表面的中心點和第二光檢測器敏感表面的中心點。
根據本發(fā)明的一個方面，當在離開第二濾光器的第二閃爍體中發(fā)射的第二光線在其中傳播時，有可能極大地減少第二光線通過第一濾光器的可能性以致在此被吸收。
在這一方面的優(yōu)選實施例中，第二閃爍體基本為矩形形狀，和其中第一光檢測器和第二光檢測器排列在第二閃爍體的兩個橫向側面以便第一光檢測器離第二光檢測器距離最遠。
根據本發(fā)明的一個方面，當在離開第二濾光器的第二閃爍體中發(fā)射的第二光線在其中傳播時，有可能極大地減少第二光線通過第一濾光器的可能性以致在此被吸收。
本發(fā)明的這一方面具有一種配置，即第二閃爍體具有其上入射第一和第二輻射的入射表面和與入射表面相反的背面，該檢測裝置包括第一和第二光檢測器，每個光檢測器具有對第一和第二光線中的每一個敏感的敏感表面；第一濾光器固定在第一光檢測器的敏感表面上；和第二濾光器固定在第二光檢測器的敏感表面上，第一濾光器適合于只透過從第一閃爍體發(fā)射的第一光線，第二濾光器適合于只透射在第二閃爍體中發(fā)射的第二光線，和其中排列第一濾光器離開第二閃爍體背面一個預定間隔以便在第二閃爍體背面與第一濾光器之間插入一個空氣層，和第二濾光器在第二閃爍體背面上緊密光學粘合。
根據本發(fā)明的這一方面，當在離開第二濾光器的第二閃爍體中發(fā)射的第二光線在其中傳播時，有可能防止第二光線通過第一濾光器以致消除由第一濾光器對第二光線的吸收功能。
這一方面的優(yōu)選實施例中，第二閃爍體具有其上入射第一和第二輻射的入射表面和與入射表面相反的背面，該檢測裝置包括第一和第二光檢測器，每個光檢測器具有對第一和第二光線中的每一個敏感的敏感表面；第一濾光器固定在第一光檢測器的敏感表面上；和第二濾光器固定在第二光檢測器的敏感表面上，第一濾光器適合于只透過從第一閃爍體發(fā)射的第一光線，第二濾光器適合于只透射在第二閃爍體中發(fā)射的第二光線，和其中排列第一濾光器離開第二閃爍體背面一個預定間隔，和第二濾光器在第二閃爍體背面上緊密光學粘合，進一步包括一個環(huán)繞盒，具有內表面部分用于環(huán)繞第二閃爍體的背面以便其中形成封閉空間，第二閃爍體的背面與第一濾光器形成環(huán)繞盒內表面部分的部分，除了第二閃爍體的背面以外的環(huán)繞盒內表面部分和第一濾光器被處理得完全漫反射從第一閃爍體發(fā)射的第一光線。
根據本發(fā)明的一個方面，有可能消除針對第二光線穿過第二濾光器入射到第二光檢測器對第一濾光器的不良影響，和增加從第一閃爍體發(fā)射并透過第二閃爍體的第一光線被漫反射以由第一光檢測器通過第一濾光器檢測的可能性。
在這一方面的優(yōu)選實施例中，該內表面部分包括多個內表面，每個內表面均傾斜以便在環(huán)繞盒內表面上第一光線漫反射的平均方向大致指向第二閃爍體的位置，在該位置第一光檢測器敏感表面的中軸交叉。
根據本發(fā)明的一個方面，有可能消除針對第二光線穿過第二濾光器入射到第二光檢測器對第一濾光器的不良影響，和將第一閃爍體發(fā)射并透過第二閃爍體的第一光線反射到第二閃爍體的位置，在該位置第一光檢測器的敏感表面(第一濾光器)的中軸交叉，由此與被均勻分布在封閉空間中的第一光線相比增加第一光線被第一光檢測器檢測的可能性。
本發(fā)明的一個方面進一步具有一個光波導，其中從第一閃爍體發(fā)射的第一光線和第二閃爍體中發(fā)射的第二光線入射，該光波導適合于將第一和第二光線聚集到檢測裝置，和其中檢測裝置包括第一和第二光檢測器，每個光檢測器具有對第一和第二光線中的每一個敏感的敏感表面；一個第一濾光器固定在第一光檢測器的敏感表面上；和一個第二濾光器固定在第二光檢測器的敏感表面上，該第一濾光器適合于只透過從第一閃爍體發(fā)射的第一光線，該第二濾光器適合于只透過第二閃爍體中發(fā)射的第二光線。
根據本發(fā)明的一個方面，具有不同波長頻帶的第一和第二光線被注入以便在光波導中以混合狀態(tài)散射，和然后，傳播給第一和第二光檢測器。第一濾光器固定在第一光檢測器的敏感表面上和第二濾光器固定在第二光檢測器的敏感表面上。因為第一濾光器適合于透過從第一閃爍體發(fā)射的第一光線和第二濾光器適合于透過第二閃爍體中發(fā)射的第二光線，有可能獨立地檢測對應第一和第二輻射的第一和第二光線而不使用用于識別和鑒別的專用電子設備。
在這方面的優(yōu)選實施例中，排列第一濾光器離開第二閃爍體背面一個預定間隔，和第二濾光器在第二閃爍體背面上緊密光學粘合，其中光波導具有與第二閃爍體背面相反的開放表面，排列該光波導以便其開放表面離開第二閃爍體一個預定間隔以致在光波導與第二閃爍體背面之間插入一個空氣層，該開放表面具有一個大于第一濾光器的區(qū)域。
根據本發(fā)明的一個方面，有可能消除針對第二光線穿過第二濾光器入射到第二光檢測器對第一濾光器的不良影響。另外，因為從第一閃爍體發(fā)射和透過第二閃爍體的第一光線入射到光波導以便被引導穿過第一濾光器進入第一光檢測器，有可能增加第一光線被第一光檢測器檢測到的可能性。
本發(fā)明的這一方面還具有一個光波導，將至少一個光檢測器連接到第二閃爍體邊緣部分，該光波導適合于將第二光線轉換為熒光。
在本發(fā)明一個方面的情況下，在第一和第二閃爍體之間插入一個空氣層。因為第一閃爍體是由例如粉末和燒結材料或類似物組成，在第一閃爍體中產生漫反射以便被漫反射的第一光線被向外發(fā)射，由此透過第二閃爍體一次，和而后注入到聚光盒中。注入到聚光盒中的第一光線通過例如安放在聚光盒中的第一光檢測器檢測；來自第二閃爍體的第二光線成分入射到聚光盒上；可是，第二光線由第一光檢測器上安裝的濾光器消除。
第二閃爍體由空氣環(huán)繞；為此，第二光線通過內部全反射限制在第二閃爍體中。結果，閃爍體光線以高密度聚集在第二閃爍體邊緣部分上。第二閃爍體在第二閃爍體的邊緣部分側面裝備了光波導，該光波導包含吸收閃爍光子并輻射與第二光線相比具有較長波長的熒光，和由此，通過在第二閃爍體中的熒光轉換產生再次輻射光線。由于再次輻射光線傳播同時在光波導中全反射，有可能通過安放在光波導端側的光檢測器檢測由再輻射閃爍光線誘發(fā)的熒光光線。順便地，該光波導可以包括一個具有外包層的光纖(稱為熒光纖維fluorescencefiber，波長轉換纖維wavelength shift fiber或類似物)。
在第二閃爍體側面上的聚光系統(tǒng)中，有可能不需要依靠第二閃爍體面積聚集第二光線，容易將本發(fā)明與聚光盒一起應用到大面積閃爍體。
在這一方面的優(yōu)選實施例中，第二閃爍體具有其上入射第一和第二輻射的入射表面和與入射表面相反的背面，還包括安放在第二閃爍體背面一側并穿過空氣層與背面相對的熒光屏，該熒光屏適合于將第一閃爍體發(fā)射的第一光線轉換為熒光；和一個適合于將所轉換的熒光光線聚集到至少一個光檢測器上的光波導，從熒光屏表面輻射所轉換的熒光光線，至少一個光檢測器檢測所聚集的熒光。
根據本發(fā)明的一個方面，來自第一閃爍體的第一光線透過第二閃爍體以致在熒光屏中被吸收，以便在熒光屏中產生具有比第二光線更長波長的再發(fā)射熒光。該再發(fā)射光線通過光波導被引導到光檢測器。在那里有可能檢測由第一光線誘發(fā)的熒光。
在這一方面的優(yōu)選實施例中，該第二閃爍體具有一個其上入射第一和第二輻射的入射表面和一個與入射表面相對的背面，還包括一個安放在第二閃爍體背面并通過一個空氣層與第二閃爍體背面相對的熒光屏，該熒光屏適合于將第一閃爍體發(fā)射的第一光線轉換為熒光；和一個具有適合于吸收所轉換的熒光的熒光物質的第二光波導以便發(fā)射熒光，由熒光屏所轉換的熒光從熒光屏的邊緣部分發(fā)射，從光波導發(fā)射出的熒光具有比由熒光屏轉換的熒光更長的波長，至少一個光檢測器檢測從第二光波導發(fā)射出的熒光。
根據本發(fā)明的一個方面，來自第一閃爍體的第一光線透過第二閃爍體以便在熒光屏中被吸收以便在熒光屏中產生具有更長波長的熒光再發(fā)射。在此情況下，由于熒光屏被空氣圍繞，類似于第二閃爍體該第一光線通過全反射被俘獲，和然后，熒光被以高密度集中在熒光屏的邊緣部分上。另外，由于對熒光屏提供了用于吸收在熒光屏中產生的熒光的第二光波導以便發(fā)射出具有與熒光屏產生的熒光相比更長波長的熒光光線，有可能類似于第二閃爍體聚集通過熒光轉換從熒光屏邊緣部分側面發(fā)射出的熒光。由于在第二光波導的邊緣部分上為第二光波導裝備了光檢測器，有可能檢測第一閃爍體的第一光線作為雙倍轉換為熒光的光線。
本發(fā)明的一個方面還具有用于俘獲從檢測裝置輸出的信號的裝置以便確認作為光學信號的具有和超過預定脈沖高度值的信號，由此消除作為噪聲的低于預定脈沖高度值的信號，該光學信號對應由第一和第二閃爍體發(fā)射的第一和第二光線中的至少一種。
根據本發(fā)明的這一方面，從檢測裝置輸出的信號被俘獲以便確認具有和超過預定脈沖高度值的信號作為光信號。另一方面，低于預定脈沖高度值的信號作為噪聲消除。
在這一方面的優(yōu)選實施例中，檢測裝置包括多個光檢測器，第一組光檢測器適合于檢測從第一閃爍體發(fā)射的第一光線，第二組適合于檢測從第二閃爍體發(fā)射的第二光線，還包括用于俘獲光檢測器的第一和第二組的每一個輸出的信號的裝置，在檢測由第一組和第二組光檢測器中的至少一組所輸出信號的情況下，用于確認與從第一和第二閃爍體發(fā)射的至少第一和第二光線之一對應的信號和，在僅從至少第一組和第二組光檢測器之一輸出一個信號的情況下，用于消除僅有的一個信號作為噪聲。
根據本發(fā)明的這一方面，由第一組光檢測器檢測第一光線和由第二組光檢測器檢測第二光線。第一組和第二組光檢測器中的每一個的每個信號由俘獲裝置俘獲以便，在檢測到從第一組和第二組光檢測器的至少一個所輸出的信號的情況下，確認所檢測信號對應于第一和第二閃爍體發(fā)射的第一和第二光線，在第一組和第二組光檢測器中的至少一個只輸出一個信號的情況下，該信號被作為噪聲消除。
本發(fā)明的一個方面還具有一個光學衰減濾光器，用于透過傳輸?shù)谝缓偷诙椛洳⑺p第一閃爍體發(fā)射的第一光線的強度，該光學衰減濾光器被插入在第一和第二閃爍體之間；一個聚光盒，用于將第一和第二光線聚集在檢測裝置上，該聚光盒具有用于漫反射第一和第二光線的內表面；和用于輸入由檢測裝置所檢測的信號的裝置，以便根據輸入信號的波形差別，在對應第一閃爍體射出的第一光線的光學信號與對應第二閃爍體輻射出的第二光線的光學信號之間進行識別。
本發(fā)明的一個方面還具有一個光學衰減濾光器，用于透過第一和第二輻射并衰減第一閃爍體發(fā)射的第一光線的強度，該光學衰減濾光器被插入在第一和第二閃爍體之間；一個光波導，其中入射第一閃爍體發(fā)射的第一光線和在第二閃爍體中發(fā)射的第二光線，該光波導適合于將第一和第二光線聚集在檢測裝置上；和用于輸入檢測裝置所輸出的信號的裝置，以便根據所輸入信號的波形區(qū)別，在對應第一閃爍體射出的第一光線的光學信號與對應第二閃爍體輻射出的第二光線的光學信號之間進行識別。
根據本發(fā)明的一個方面，通過光衰減透射第一和第二輻射以便衰減第一光線的強度。由檢測裝置檢測的信號被輸入到識別裝置以便，根據所輸入信號的波形區(qū)別，在對應第一閃爍體射出的第一光線的光學信號與對應第二閃爍體射出的第二光線的光學信號之間識別所檢測的信號。


根據下列對實施例的說明參考附圖將使本發(fā)明的這些方面和其它目的更加明顯，其中圖1是表示根據本發(fā)明第一實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖2是表示根據本發(fā)明第二實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖3是表示根據本發(fā)明第三實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖4A是表示根據本發(fā)明第四實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖4B是圖4A所示輻射檢測裝置從輻射入射一側看去的平面圖；圖5A是表示根據本發(fā)明第五實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖5B是圖5A所示輻射檢測裝置從輻射入射一側看去的平面圖；圖6A是表示根據本發(fā)明第六實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖6B是圖6A所示輻射檢測裝置從輻射入射一側看去的平面圖；圖6C是根據對第六實施例修改的圖6A所示輻射檢測裝置從輻射入射一側看去的平面圖；圖7是表示根據本發(fā)明第七實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖8A是表示根據本發(fā)明第八實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；
圖8B是沿圖8A中的VIIIB-VIIIB線的截面圖；圖9A是根據本發(fā)明第九實施例的從第一和第二閃爍體橫向側面看去的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖9B根據本發(fā)明第九實施例的第一和第二閃爍體縱向側面看去的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖10A是表示根據本發(fā)明第十實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖10B是圖10A所示輻射檢測裝置從輻射入射一側看去的平面圖；圖11是表示根據本發(fā)明第十一實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖12是表示根據本發(fā)明第十二實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖13是圖12中的第二閃爍體的平面圖；圖14是表示根據本發(fā)明第十三實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖15是表示根據本發(fā)明第十四實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖16是表示根據本發(fā)明第十五實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖17是表示根據本發(fā)明第十六實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖18是表示根據本發(fā)明第十七實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖19是表示根據本發(fā)明第十八實施例的輻射檢測裝置的局部截面視圖；圖20是表示作為輻射檢測裝置常規(guī)例子的層狀閃爍體檢測設備的示意圖；圖21是表示作為α-β射線檢測設備的另一個常規(guī)例子的示意圖。
優(yōu)選實施例的詳細說明下面根據圖1到21描述本發(fā)明的實施例。應注意全部附圖中相同或等效元件由相同或相似參考數(shù)字表示并忽略或簡化相同元件的重復描述。
第一實施例(圖1)此第一實施例涉及一個輻射檢測設備，和圖1是所示輻射檢測設備結構的局部截面視圖。
如圖1所示，根據第一實施例的輻射檢測設備11包括一個例如基大致為盒形的外殼13。該外殼13裝備了一個入射表面(圖1中的上表面)，在該表面上入射具有不同波長輻射，例如α和β射線。外殼13的入射表面由光屏蔽膜12形成，該膜能夠透過α和β射線并屏蔽入射光線。該輻射檢測設備11還包括一個第一閃爍體14，該閃爍體對α射線敏感并具有例如基本上平板狀和矩形的形狀。
該第一閃爍體14具有一個入射表面，在該表面上入射α和β射線(圖1中的上表面)和一個背面(圖1中的下表面)與入射表面相反。該第一閃爍體14被安放在光屏蔽膜12內側以便第一閃爍體14的入射表面與光屏蔽膜12的背面(圖1中的下表面，內表面)平行，該背面與入射表面相對。如上所述，第一閃爍體14和第二閃爍體15相互平行安放以便第一閃爍體14和第二閃爍體15具有一個兩層結構。
另外，該輻射檢測設備11包括一個第二閃爍體15，該閃爍體對β射線敏感并具有例如基本上平板狀和矩形的形狀。
該第二閃爍體15具有一個入射表面(圖1中的上表面)，在該表面上入射β射線和一個背面(圖1中的下表面)。該第二閃爍體15被向內安放在外殼13中以便第二閃爍體15的入射表面與第一閃爍體的背面平行，由此第二閃爍體15離開第一閃爍體14一個預定距離(間隔)。
該輻射檢測設備11還包括存在于外殼13中的空氣以便在第一和第二閃爍體14和15之間形成一個空氣層16。
另外，該輻射檢測設備11包括一個或更多安放在外殼13中較低位置上與光屏蔽膜12一側相對的光檢測器17(在圖1中外殼13的內部底表面一側)。該輻射檢測設備11還裝備了一個聚光單元18插在第二閃爍體15與光檢測器17之間以便由第一和第二閃爍體14和15射出的光線通過聚光單元18聚集以便被引導到光檢測器17的敏感表面上，該表面對光敏感。
作為用于α射線的第一閃爍體14，使用加入了Tb、Eu、Pr的ZnS(Ag)，ZnCdS(Ag)或Gd2O2S和Y2O2S粉末。作為用于β射線的第二閃爍體15，允許使用薄塑料閃爍體或其它類似材料制造的薄閃爍體，這些閃爍體能夠檢測α和β射線同時抑制γ射線敏感度并透射第一閃爍體14射的光線。例如，該塑料閃爍體具有大約1mm的厚度。在此情況下，第二閃爍體的厚度通過考慮包括光檢測器17、目標的β射線能量、γ射線敏感度或類似物的光檢測器系統(tǒng)所需要的輻射量來確定，以便根據使用區(qū)別地設置第二閃爍體的厚度。
另外，第二閃爍體的所有外圍表面是光學拋光的。
此第一實施例包括下列兩個特性結構；具體地說，(1)第一閃爍體14的發(fā)射中心波長(第一發(fā)射中心波長λ1)被設置得比第二閃爍體15的發(fā)射中心波長(第二發(fā)射中心波長λ2)(第一特性結構)短；和
(2)相反地，第一閃爍體14的第一發(fā)射中心波長λ1被設置得比第二閃爍體15的第二發(fā)射中心波長λ2(第二特性結構)長。
于是，在此所使用的措辭“閃爍體的發(fā)射中心波長”表示閃爍體中發(fā)射的射線(光線)的波長并在閃爍體輻射波長頻帶中具有峰值輻射強度”。
即，第一閃爍體14的第一發(fā)射中心波長λ1表示“在第一閃爍體14中發(fā)射的發(fā)射波長并在第一閃爍體14發(fā)射波長頻帶中具有峰值發(fā)射強度”，和第二閃爍體15的第二發(fā)射中心波長λ2表示“在第二閃爍體15中發(fā)射的發(fā)射波長并在第二閃爍體15發(fā)射波長頻帶中具有峰值發(fā)射強度”。在這些第一和第二特性結構中，即，在第一和第二閃爍體14和15的長和短波長λ1和λ2的相互關系中，存在各自的特征。與伴隨的聚光單元、每個閃爍體的光傳輸特性、光檢測器的最大敏感性波長、量子效率或類似物相關能夠有選擇性使用第一或第二特性中的任何一個。
根據上述結構，因為在第一和第二閃爍體14和15之間插入了空氣(空氣層16)，由空氣圍繞的第二閃爍體周圍具有低于第二閃爍體15自身的折射率以便容易將其中發(fā)射的光線限制在第二閃爍體15中。結果，作為針對第二閃爍體15的聚光單元，容易應用一種使用高密度聚集在第二閃爍體15邊緣側面上光線的方法，。順便地，在后面實施例中將描述該方法。
根據第一實施例的上述結構，不象常規(guī)結構，有可能省卻粘和和光學地緊密耦合第一和第二閃爍體的中間物質以便上述結構適合于擔心中間物質自身的數(shù)值退化或在中間物質與閃爍體或類似物之間化學反應而數(shù)值退化的情況。另外，保證了閃爍體14和15的獨立，使只對一個閃爍體執(zhí)行維護、檢查和更換成為可能。
在上述第一特性結構中，因為第一閃爍體14的第一發(fā)射中心波長λ1被設置得比第二閃爍體15的第二發(fā)射中心波長λ2短，第一閃爍體14的發(fā)射波長頻帶和第二閃爍體15的基本上被分開以便有可能與用于光學識別第一和第二閃爍體14和15中發(fā)射光線的發(fā)射波長的裝置一起使用，由此省卻了用于分析脈沖上升的波形鑒別處理單元。
另外，在上述第二特性結構中，第一閃爍體14的第一發(fā)射中心波長λ1被設置得比第二閃爍體15的第二發(fā)射中心波長λ2長，由此，從在閃爍體中具有高透射效率的第一閃爍體14發(fā)射出的具有長波長的光線一般很難在第二閃爍體15中被吸收。因此，使得由第二閃爍體15中所包含的熒光物質接收吸收和發(fā)射的可能性很小，這樣防止第一閃爍體14發(fā)射出的光線影響第二閃爍體15。
如上所述，根據第一實施例，因為具有第一和第二不同發(fā)射中心波長λ1和λ2的第一和第二閃爍體形成具有雙層的結構，不需要基于第一和第二閃爍體的發(fā)射測量脈沖高度分布，使利用其不同波長同時并獨立計量α射線和β射線成為可能。
另外，在第一實施例中，使用粉末作為第一閃爍體14，和例如，可將粉末配置在光屏蔽膜12的背面，即面對第二閃爍體15一側的光屏蔽膜12的內部表面應用。由此將透過光屏蔽膜12的α射線入射到第一閃爍體14上而不入射到額外的空氣層上以便在第一閃爍體14中發(fā)射。另外，因為第一閃爍體14被固定在光屏蔽膜12的背面上，該空氣層16被插入在第一和第二閃爍體14和15之間。
結果，因為在第二閃爍體15與空氣的折射率之間有差別以至該差別通過在第二閃爍體15中通過發(fā)射光線的全反射造成光俘獲效應。這樣，在第二閃爍體15中發(fā)射的光線被限制在第二閃爍體15自身內以便在其內傳播，能夠以高密度將其中傳播的帶有高密度光線聚集到第二閃爍體15的側面。
第二實施例(圖2)圖2是根據本發(fā)明的第二實施例的輻射檢測設備的局部截面視圖。
在第二實施例中，類似于第一實施例，輻射檢測設備11A包括外殼13，該外殼的一個表面(入射表面)被用光屏蔽膜12覆蓋，該膜能夠透過α射線和β射線并屏蔽入射光線。在外殼13中，由α射線發(fā)光的第一閃爍體14和由β射線發(fā)光的第二閃爍體15被放置得緊密光學耦合(粘和)而沒有在這些閃爍體14與15之間插入空氣層的狀態(tài)。
即，第一閃爍體14的背面與第二閃爍體15的入射表面相互緊密光學粘和。
另外，在外殼13中，聚光單元18與這些第一和第二閃爍體14和15一起組合裝備以便將第一和第二閃爍體14和15中的每一個的發(fā)射的光線有效地聚集到光檢測器17上。
類似于第一實施例，該第二實施例包括下列兩個特性結構；具體地說，(1)第一閃爍體14的第一發(fā)射中心波長λ1被設置得比第二閃爍體15的第二發(fā)射中心波長λ2(第一特性結構)短；和(2)相反地，第一閃爍體14的第一發(fā)射中心波長λ1被設置得比第二閃爍體15的第二發(fā)射中心波長λ2(第二特性結構)長。
按照第一和第二閃爍體14和15的長和短波長λ1和λ2之間各個特征的相互關系，權衡相關的附加聚光單元、每個閃爍體的光傳輸特性、光檢測器的最大敏感性波長、量子效率或類似物，能夠有選擇地應用第一和第二特性中的任何一個。
根據第二實施例，第一和第二閃爍體14和15相互緊密地光學粘和，由此能通過基于第二閃爍體15與所插入空氣層的折射率差別的菲涅爾反射和通過在第二閃爍體15中的全反射減少內部俘獲，以便改善第一閃爍體14發(fā)射的光線透過第二閃爍體15的可能性。因此，容易應用具有聚光方法的聚光單元，該方法使用來自不與第一閃爍體14粘和的第二閃爍體15背面的光線。
如上所述，因為具有第一和第二不同發(fā)射中心波長λ1和λ2的第一和第二閃爍體形成兩層結構，不需要基于來自第一和第二閃爍體的發(fā)射測量脈沖高度分布，由此使利用其波長差別而同時和獨立計量α射線和β射線成為可能。
順便地，第二實施例適合于應用這樣一種聚光單元的情況，該單元基于從相應的第一和第二閃爍體14和15發(fā)射的光線被混合一次這樣的概念，和此后，被光學或電學上分開。相反地，第一實施例適合于應用這樣一種聚光單元的情況，該單元基于相應的第一和第二閃爍體14和15發(fā)射的光線盡可能地不形成被混合狀態(tài)這樣的概念。
第三實施例(圖3)圖3是根據本發(fā)明第三實施例的輻射檢測設備的局部截面視圖。
在第三實施例的輻射檢測設備11B中，聚光單元18形成為聚光盒19用作外殼13，聚光盒19的內表面19a是漫反射表面，其上應用漫反射材料。聚光盒19的一個表面是開放的以便作入射口。對于入射口，裝配光屏蔽膜12用于透過α射線和β射線同時屏蔽外來光線。
該聚光盒19在屏蔽膜12的背面裝備了閃爍體層20，該層具有包括第一和第二閃爍體14和15的兩層結構，上述第一和第二實施例相同。從作為閃爍體層20的第一和第二閃爍體14和15發(fā)射的光線被聚光盒19的內表面19a漫反射以便被混合，從而注入其中。
在聚光盒19內部，兩個光檢測器17(第一和第二光檢測器17a，17b)在閃爍體層20的背面上排成一條線。允許光電倍增管作為每個光檢測器17。第一光檢測器17a裝備了敏感表面，其上安裝了第一濾光器21a。第一濾光器21a適合于只透過具有第一發(fā)射波長頻帶的光線，第一發(fā)射波長頻帶包括來自混合和注入光線的第一閃爍體14的第一發(fā)射中心波長λ1。
另一方面，第二光檢測器17b裝備了敏感表面，其上安裝了第二濾光器21b。第二濾光器21b適合于只透過具有第二發(fā)射波長頻帶的光線，第二發(fā)射波長頻帶包括來自混合和注入光線的第二閃爍體15的第二發(fā)射中心波長λ2。
即，因為第一閃爍體14發(fā)射光線不透過光檢測器17b的第二濾光器21b，從第一閃爍體14發(fā)射并注入聚光盒19中的光線只透過第一光檢測器17a的第一濾光器21a以便由此被檢測，以至基于第一閃爍體14發(fā)射光線的信號只從光檢測器17a輸出。
類似地，因為第二閃爍體15發(fā)射光線不透過第一光檢測器17a的第一濾光器21a，從第二閃爍體15發(fā)射并注入聚光盒19中的光線只透過第二光檢測器17b的第二濾光器21b以便由此被檢測，以至基于第二閃爍體15發(fā)射光線的信號只從光檢測器17b輸出。
即，在第三實施例中，執(zhí)行光學波長鑒別以便從各個光檢測器17a和17b輸出獨立信號而不使用特別的分離電路。
根據上述結構，具有基本上相互分開的第一和第二波長頻帶的兩條光線被漫反射到聚光盒19的內表面19a上以便混合并注入其中，與上述第一和第二實施例不同，上兩個實施例中從第一和第二閃爍體14和15發(fā)射的每條光線都透射到第二閃爍體15背面一側，該背面不面對第一閃爍體14一側。
因此，由于只透過從第一閃爍體14發(fā)射光線的第一濾光器21a安裝在配置在聚光盒19中的第一單獨光檢測器17a上，只透過從第二閃爍體15發(fā)射光線的第二濾光器21b安裝在配置在聚光盒19中的第二單獨光檢測器17b上，有可能單獨檢測基于每個α射線和β射線的每條發(fā)射光線而不使用用于鑒別和識別發(fā)射光線的專用電子設備。另外，由于使用了聚光盒，容易應用于具有大面積的每個閃爍體。
這樣，在第三實施例中，如上所述，第一和第二閃爍體被制造成兩層結構以便不需要計量脈沖高度分布和執(zhí)行波形鑒別，使利用不同波長同時和獨立計量α射線和β射線成為可能，和提供了包括每個具有大面積的閃爍體的輻射檢測設備。
第四實施例(圖4A，4B)圖4A是根據本發(fā)明第四實施例的輻射檢測設備的局部截面視圖。圖4B是圖4A所示輻射檢測設備在輻射入射一側看去的平面圖。
在第四實施例的輻射檢測設備11C中，由于外殼13、光屏蔽膜12、第一閃爍體14和第二閃爍體15的結構與第一實施例的輻射檢測設備的相同，省略或簡化對外殼13、光屏蔽膜12、第一閃爍體14和第二閃爍體15結構的描述。
第四實施例的輻射檢測設備11C包括在第二閃爍體15背面上安裝在的外殼13中的兩個光檢測器25(第一和第二光檢測器25a，25b)。允許光增強管使用作為光檢測器25。
第一和第二光檢測器25a、25b與第二閃爍體15的縱向平行排列并相互離開預定間隔。
光檢測器25的第一光檢測器25a裝備了敏感表面，在該表面上整體安裝了具有預定顏色(例如，紅色)的第一濾光器26a。第一光檢測器25a的敏感表面和第一濾光器26a具有例如基本上圓形的形狀以便第一光檢測器25a和第一濾光器26a同軸安放。
第一光檢測器25a的第一濾光器26a光學緊密粘和在第二閃爍體15的背面上。
第一濾光器26a適合于只透過第一閃爍體14發(fā)射的光線和吸收第二閃爍體15發(fā)射的光。
類似地，光檢測器25的第二光檢測器25b裝備了敏感表面，在該表面上整體安裝了具有預定顏色(例如，藍色)的第二濾光器26b。第二光檢測器25b的敏感表面和第二濾光器26b具有例如基本上圓形的形狀以便第二光檢測器25b和第二濾光器26b同軸安放。
第二光檢測器25b的第二濾光器26b光學緊密粘和在第二閃爍體15的背面上。
第二濾光器26b適合于只透過第二閃爍體15中發(fā)射的光線和吸收第一閃爍體14所發(fā)射的光線。
輻射檢測設備11C還包括存在于外殼13中的空氣以便由此形成圍繞第二濾光器15的空氣層。
根據上述結構，因為從第一閃爍體14發(fā)射的光線不透過光檢測器25b的第二濾光器26a以被在此吸收，從第一閃爍體14發(fā)射的光只透過光檢測器25a的第二濾光器26a以便由光檢測器25a檢測，以便從光檢測器25a只輸出基于從第一閃爍體14發(fā)射的光的信號。
同樣，因為從第二閃爍體15發(fā)射的光線不透過光檢測器26a的第一濾光器25a以被在此吸收，從第二閃爍體1 5發(fā)射的光線只透過光檢測器25b的第二濾光器26b以便由光檢測器25b檢測，以至基于從第二閃爍體15發(fā)射的光線的信號只從光檢測器25b輸出。
具體地，因為第二閃爍體15被空氣層27圍繞，該空氣層具有低于第二閃爍體15自身的折射率，如圖4A和4B所示，第二閃爍體15中發(fā)射的光線L2在圍繞的空氣層上被全反射以致在第二閃爍體15中散射同時被俘獲在其中。
因為第二閃爍體15中發(fā)射的光線被散射同時被俘獲在其中，第二閃爍體15中靠近第二濾光器26b部分發(fā)射的光線L2a直接入射到第二濾光器26b和，在第二閃爍體15中離開第二濾光器26b部分發(fā)射出光線L2b的情況下，所發(fā)射的光線L2b被有效地傳播入射到第二濾光器26b中。
因此，有可能由第二光檢測器25b有效地檢測第二閃爍體中發(fā)射的光線L2。
第五實施例(圖5A到5C)圖5A是根據本發(fā)明第五實施例的輻射檢測設備截面的局部截面視圖。圖5B是圖5A所示輻射檢測設備從輻射入射一側看去的平面圖。
在根據第五實施例的輻射檢測設備11C的結構中，第一和第二光檢測器25a和25b沿第二閃爍體15縱向平行排列并相互離開預定間隔定位。
因此，存在著可能性，即當?shù)诙嵤├?5中離開第二濾光器26b的一個側面部分(圖4A中面對的左側部分)發(fā)射的光線L2在第二閃爍體15中向第二濾光器26b傳播時，該光線L2穿過第二閃爍體15上接觸第一濾光器26a的部分以致在第一濾光器26a中被吸收。因此，存在對在第二閃爍體中離開第二濾光器26b的一個側面部分發(fā)射的光線檢測效率下降的可能性，由此減少了輻射檢測設備的敏感度的均勻性。
可是，在第五實施例中，通過設計包括濾光器的兩個光檢測器的結構，有可能改善對在第二閃爍體中離開第二濾光器26b的一個側面部分發(fā)射的光線檢測的效率并改善輻射檢測設備的敏感度的均勻性。
考慮到針對根據第四實施例的輻射檢測設備結構的上述情況，第五實施例的輻射檢測設備11D具有特性結構，其中在輻射檢測設備11D的第一濾光器26a(第一光檢測器25a的敏感表面)的第一中心點稱為O1和其第二濾光器26b的(第二光檢測器25b的敏感表面)的第二中心稱為O2的情況下，集成包括第一濾光器26a的第一光檢測器25a和集成包括了第二濾光器26b的第二光檢測器25b被相鄰安放以便連接第一中心點O1和第二中心點O2的線M1與第二閃爍體15的縱向正交。
順便地，第五實施例中輻射檢測設備11D的其它結構基本上與第四實施例輻射檢測設備11C的相同，和因此，忽略對輻射檢測設備11D其它結構的描述。
在第五實施例中，第二閃爍體15中離開第二濾光器26b的一個側面部分(圖5A和5B中面對的左側部分)發(fā)射的光線L2b在第二閃爍體15中向第二濾光器26b傳播同時在空氣層27上被全反射。
然后，因為排列包括第一濾光器26a的第一光檢測器25a和包括第二濾光器26b的第二光檢測器25b以便連接第一中心點O1和第二中心點O2的線M1與第二閃爍體15的縱向正交，與第四實施例相比，光線L2b穿過第一濾光器26a的可能性減少以至有可能改善檢測第二閃爍體15中發(fā)射的光線L2的效率。
因此，有可能有效地通過第二光檢測器25b檢測第二閃爍體15中發(fā)射的光線L2。
順便地，在第五實施例中，排列包括第一濾光器26a的第一光檢測器25a和包括第二濾光器26b的第二光檢測器25b以便連接第一中心點O1和第二中心點O2的線M1與第二閃爍體15的縱向正交。可是，本發(fā)明并不限于該結構。即，如圖5C所示，排列包括第一濾光器26a的第一光檢測器25a和包括第二濾光器26b的第二光檢測器25b以便連接第一中心點O1和第二中心點O2的線M2與第二閃爍體15的縱向可以以給定角度相交。最好該給定角度被設置得接近直角。
第六實施例(圖6A到6C)圖6A是根據本發(fā)明第六實施例的輻射檢測設備的局部截面視圖。圖6B是圖6A的輻射檢測設備從輻射入射一側看去的平面圖。另外，圖6C是根據對圖6A所示的第六實施例修改的輻射檢測設備從輻射入射一側看去的平面圖。
考慮針對根據第四實施例的輻射檢測設備結構的上述情況，第六實施例的輻射檢測設備11E具有特性結構，其中集成地包括第一濾光器26a的第一光檢測器25a和集成地包括第二濾光器26b的第二光檢測器25b安放在第二閃爍體15的兩個橫向端側面預定間隔處以便第一光檢測器25a在外殼13中距第二光檢測器25b距離最遠。
就是說，在第一和第二閃爍體14、15的每個橫向寬度基本上類似于每個濾光器25b、25b的每個直徑的情況下，如圖6B所示，與第一光檢測器25a集成的第一濾光器26a光學緊密地粘和在第二閃爍體1 5的一側邊緣部分(圖6A和6B中面對的左側部分)，和與第二光檢測器25b集成的第二濾光器26b光學緊密粘和在第二閃爍體15的另一側邊緣部分。
在第一和第二閃爍體14、15中每一個的每個橫向寬度長于每個濾光器26a、26b的每個直徑的情況下，如圖6C所示，與第一光檢測器25a集成的第一濾光器26a光學緊密地粘和在第二閃爍體5的一個角部分上和與第二光檢測器25b集成的第二濾光器26b光學緊密地粘和在第二閃爍體15的另一個角部分上，其中第二閃爍體15的另一個角部分與其一個角部分成對角排列。
順便地，第六實施例的輻射檢測設備11E的其它結構基本上與第四實施例的輻射檢測設備11C的結構相同，和因此，省略對輻射檢測設備11E的其它結構的描述。
在第六實施例中，除了第一濾光器26a粘和的一側部分外的部分所發(fā)射光線L2b1在第二閃爍體15中向第二濾光器26b傳播同時在空氣層27上全反射。
然后，因為集成包括第一濾光器26a的第一光檢測器25a和集成包括第二濾光器26b的第二光檢測器25b以預定間隔安放在第二閃爍體15兩個橫向側面上以便第一光檢測器25a在外殼13中距離第二光檢測器25b最遠，與第五實施例相比輻射光線L2b1通過第一濾光器26a的可能性被極大地減少。
另外，在該結構中，當發(fā)射光線L2b1傳播到第二濾光器26b粘和的部分時，即使發(fā)射光線L2b1不通過第二濾光器26b，有可能防止發(fā)射光線L2b1傳播到第一濾光器26a粘和的部分上。即，通過第一光檢測器25a包括第一濾光器26a和第二光檢測器25b包括第二濾光器26b的配置，從第一閃爍體14發(fā)射的光線的傳播路徑與第二閃爍體15中發(fā)射的光線的傳播路徑不會相互妨礙。
第七實施例(圖7)圖7是根據本發(fā)明第七實施例的輻射檢測設備局部截面視圖。
考慮到針對根據第四實施例的輻射檢測設備結構的上述情況，第七實施例的輻射檢測設備11F具有特性結構，其中第一光檢測器25a的第一濾光器26a不光學緊密粘和到第二閃爍體5的背面。即，第一濾光器26a安放得離開第二閃爍體15的背面預定間隔以便外殼13中存在的空氣形成在第二閃爍體15背面與第一光檢測器25a的第一濾光器26a之間的空氣層。
順便地，第七實施例的輻射檢測設備11F的其它結構與第四實施例的輻射檢測設備11C的結構基本上相同，因此，省略對輻射檢測設備11F的其它結構的描述。
在該結構中，因為第二閃爍體15由空氣層27和30圍繞，每個空氣層具有低于第二閃爍體15自身的折射率，第二閃爍體15中發(fā)射的光線L2在圍繞的空氣層27和30上全反射以便在第二閃爍體15中散射同時在其中俘獲。
因此，在離開第二濾光器26b的第二閃爍體15中一部分發(fā)射出光線L2b的情況下，發(fā)射的光線L2b不通過第一光檢測器25a的第一濾光器26a以便發(fā)射光線L2b有效地傳播以理想地入射在第二濾光器26b中而沒有對第一濾光器26a的任何影響。
因此，有可能通過第二光檢測器25b有效檢測第二閃爍體15所發(fā)射的光線L2。
第八實施例(圖8A，8B)圖8A是根據本發(fā)明第八實施例的輻射檢測設備的局部截面視圖。圖8B是沿圖8A中的VIIIB-VIIIB線的剖視圖。
考慮到針對根據第四實施例的輻射檢測設備結構的上述情況，第八實施例的輻射檢測設備11G還包括附加在第二閃爍體15上的反射盒31用于漫反射和全反射第一閃爍體14發(fā)射的光線。
順便地，在此實施例中，省略了圖7中的光屏蔽膜12和外殼13。
反射盒31裝備了開放上表面和具有基本上矩形的底板31a，該底板基本上與第二閃爍體15的背面相同并與背面平行安放。該底板31a上形成了兩個孔31b1、31b2。這兩個孔31b1和31b2沿第二閃爍體15的縱向以預定間隔平行排列。孔中的31b1形成在底板31a的中心部分上和另一個31b2形成在端部。
第一光檢測器25a的第一濾光器26a隱藏在孔31b1中以便排列第一濾光器26a與第二閃爍體15背面離開其背面與底壁31a之間的距離。
包括第二濾光器26b的第二光檢測器25b穿過孔31b2以便第二濾光器26b光學緊密地粘和在第二閃爍體15背面。
反射盒31也裝備了附加在底壁31a上的四個側壁31c以便將其四個側面邊緣部分延伸到第二閃爍體15的底面由此緊密連接，和因此，在第二閃爍體15的背面、反射盒31的側壁31c和底壁31a中形成封閉空間32。即，所封閉的空間32由第二閃爍體15的背面、側壁31c和底壁31a圍繞以便在封閉空間中存在的空氣形成空氣層32a。
另外，處理底壁和側壁31a和31c的內表面(反射表面)31d以便完全漫反射第一閃爍體14發(fā)射的光線。例如，能夠有效漫反射光線的材料而非制造反射盒31的材料，例如氧化鈦或其它類似材料應用在底壁和側壁31a和31c的內表面31d上。
順便地，第八實施例輻射檢測設備11G的其它結構基本上與第四實施例的輻射檢測設備11C的結構相同，因此，省略對輻射檢測設備11G其它結構的描述。
在該結構中，因為第二閃爍體15被存在于封閉空間32中的空氣層32a所圍繞，該空氣層具有低于第二閃爍體15自身的折射率，第二閃爍體15中發(fā)射的光線在空氣層32a上被全反射以便在第二閃爍體15中散射同時在此被俘獲。
因此，在第二閃爍體15離開第二濾光器26b的位置上發(fā)射出光線L2b的情況下，輻射光線L2b不通過第一光檢測器25a的第一濾光器26a以便發(fā)射光線L2b有效地傳播以理想地入射到第二濾光器26b中而沒有對第一濾光器26a的任何影響。
因此，有可能通過第二光檢測器25b有效地檢測第二閃爍體15中發(fā)射的光線L2。
另外，從第一閃爍體14發(fā)射的光線透過第二閃爍體15以注入到封閉空間32中同時在反射表面31d上被完全漫反射。因此，有可能改善從第一閃爍體14發(fā)射的光線到達第一濾光器26a以入射其中的可能性。
一般地，假設光子通過漫反射均勻地分布，在反射表面31d的所有內表面區(qū)域中對發(fā)射光線敏感的第一濾光器26a的敏感區(qū)的百分比越長，越有可能改善從第一閃爍體14發(fā)射的光線聚集到第一濾光器26a上的可能性。
第九實施例(圖9A，9B)
圖9A是根據本發(fā)明第九實施例的輻射檢測設備從第一和第二閃爍體橫向側面看去的局部截面視圖。圖9B是根據本發(fā)明第九實施例的輻射檢測設備從第一和第二閃爍體縱向側面看去的局部截面視圖。
考慮到針對根據第四實施例的輻射檢測設備結構的上述情況，第九實施例的輻射檢測設備11H還包括一個反射板(反射盒)40具有四個反射壁40a1到40a4，用于在四個傾斜反射壁40a1到40a4上漫反射和全反射第一閃爍體14發(fā)射的光線以便在四個反射壁40a1到40a4上的平均漫反射方向指向第一濾光器26a的第一閃爍體側面，以改善從第一閃爍體14發(fā)射的光線入射到第一濾光器26a中的可能性。
反射板40的四個反射壁40a1到40a4連接到第二閃爍體15背面的四個邊緣部分和第一光檢測器25a的第一濾光器26a上，該第一濾光器安放得離開第二閃爍體15的背面預定間隔。
在第二閃爍體15的背側面上，在第二閃爍體15的背面和四個反射壁40a1到40a4中形成一個封閉空間41。即，該封閉空間41由第二閃爍體15的背面和四個反射壁40a1到40a4圍繞以便存在于封閉空間41中的空氣形成空氣層41a。
另外，處理反射壁40a1到40a4的內表面(反射表面)以便完全漫反射第一閃爍體14發(fā)射的光線，類似于第四實施例。
在該實施例中，四個反射壁40a1到40a4中的每一個相對第一濾光器26a的中軸(從第一濾光器26a的中心垂直延伸的線)方向以預定角度傾斜以便在四個反射壁40a1到40a4上漫反射光的平均漫反射方向指向第二閃爍體15與第一濾光器26a中軸交叉的位置。
實際上，通過在外殼13中以反射壁40a1到40a4相對相鄰的第一閃爍體26a中軸方向的角度分別裝備反射板40的反射壁40a1到40a4有可能容易地實現(xiàn)根據第九實施例的輻射檢測設備11H的結構。
順便地，第九實施例中的輻射檢測設備11H的其它結構與第四實施例中的輻射檢測設備的結構基本上相同，因此，省略對輻射檢測設備11H其它結構的描述。
在該結構中，類似于第八實施例，在離開第二濾光器26b的第二閃爍體15中的位置發(fā)射出光線L2b的情況下，該發(fā)射光線L2b不通過第一光檢測器25a的第一濾光器26a，以便有效地傳播發(fā)射光L2b，使其理想地入射到第二濾光器26b而不受第一濾光器26a的任何影響。
因此，可由第二光檢測器25b有效地檢測第二閃爍體15中發(fā)射的光L2。
另外，應指出，按Lambert定律象余弦分布那樣分布漫反射表面上的反射角。
為此，由于反射壁40a1至40a4中的每一個壁是傾斜的，以便將四個反射壁40a1至40a4上漫反射光的平均反射方向射向第二閃爍體14側面，將來自第一閃爍體14且透過第二閃爍體15并注入封閉空間41的發(fā)射光漫反射到反射壁40a1至40a4中每一個壁的每個反射表面42，以便向第二閃爍體15和第一閃爍體14透射。
然后，在第二閃爍體15或第一閃爍體14上漫反射從第一閃爍體14發(fā)射的透射光，以便射向第一濾光器26a。
因此，可增加來自第一閃爍體14且在第一濾光器26a上聚光的發(fā)射光量。
附帶指出，在該結構中，反射板有四個反射壁，但本發(fā)明不限于這種結構。就是說，反射板可具有其法線指向第二閃爍體與第一濾光器的中軸交叉的位置的圓周壁。第十實施例(圖10A，10B)圖10A是表明根據本發(fā)明實施例的輻射檢測裝置的局部截面剖面圖。圖10B是在從輻射的入射側觀看輻射檢測裝置的情況下圖10A所示的輻射檢測裝置的平面圖。
在第十實施例中，由于外殼13、光屏蔽膜12和閃爍體層20(第一閃爍體14和第二閃爍體15)的結構與第三實施例的輻射檢測裝置的那些結構相同，省略或簡化對外殼13、光屏蔽膜12和閃爍體層20(第一閃爍體14和第二閃爍體15)結構的描述。
第十實施例的輻射檢測裝置11I包括安裝在外殼13的內底表面上的兩個光檢測器45(第一和第二光檢測器45a、45b)，以使第一光檢測器45a和第二光檢測器45b離開第二閃爍體15。
與上面的一些實施例相似，如圖10B所示，與第二閃爍體15的縱向平行地排列第一和第二光檢測器45a和45b并彼此相鄰定位。
第一光檢測器45a裝配有與第一濾光器46a整體安裝的敏感表面。
第一濾光器46a適合于僅透射從第一閃爍體14發(fā)射的光和把從第二閃爍體15發(fā)射的光吸收在其中。
同樣，第二光檢測器45b裝配有與第二濾光器46b整體安裝的敏感表面。第二濾光器46b適合于僅透射第二閃爍體15中發(fā)射的光和把從第一閃爍體14發(fā)射的光吸收在其中。
另外，輻射檢測裝置11I進一步包括插入在第二閃爍體15與第一和第二濾光器46a和46b之間的光波導50，用于將從第一閃爍體14發(fā)射的光和從第二閃爍體發(fā)射的光引導到第一和第二濾光器46a和46b上。
光波導50由對第一和第二閃爍體14和15中每個閃爍體的每個發(fā)射波長頻帶透明的材料制成。
光波導50大致為截錐形狀，該截錐形狀具有開放的上表面，以此形成兩個孔的底表面和側面圓周壁。
光波導50的開放上表面具有大致的矩形，該矩形與第二閃爍體15的背表面大致相同，以使光導50以其開放上表面緊貼第二閃爍體15的背表面。
光波導50的圓周表面朝向外殼13的底部內表面變尖，以便每個孔的面積對應于第一和第二濾光器46a、46b中每一個的面積足夠小。
就是說，這些孔以與第一和第二光檢測器45a和45b的排列對應的預定間隔與第二閃爍體15的縱向平行地排列，以使第一和第二光檢測器45a和45b分別插入孔中。
在第三實施例中，從第一和第二閃爍體14和15發(fā)射的光注入具有漫反射表面作為內表面19a的聚光盒19。
與此相反，在該第十實施例中，將從第一和第二閃爍體14和15發(fā)射的光注入光波導50，以便引導從第一閃爍體14發(fā)射的并注入光波導50的光僅透過光檢測器45a的第一濾光器46a，從而由光檢測器45a檢測。
同樣，引導從第二閃爍體15發(fā)射的并注入聚光盒19的光僅透過光檢測器45b的第二濾光器46b，從而由光檢測器45b檢測。
因此，可獲得上面根據第三實施例的效果。
另外，在該第十實施例的結構中，由于從第一和第二閃爍體14和15發(fā)射的光注入光波導50，可任意設定光波導50的形狀和尺寸，從而采用具有小尺寸的光檢測器作為每個光檢測器45a和45b。
此外，與上面的實施例相似，處理光波導50的側面圓周壁的外表面以磨光該外表面以便對從第一閃爍體14發(fā)射的光全反射可能是有效的。此外，也可以有效處理光波導50的側面圓周壁的外表面以便鏡面或漫反射從第一閃爍體14發(fā)射的光。
附帶指出，在該結構中，排列光檢測器45a、45b以便與光波導50的外側面緊密耦合。然而，本發(fā)明不限于上面的結構。就是說，與上面的實施例相似，光波導50的側面圓周壁可形成兩個下凹部分，光檢測器45a、45b在兩個下凹部分中緊密嵌入，視情況而定。
根據該第十實施例，如上所述，把第一和第二閃爍體制成雙層結構，以使其不必測量脈沖高度分布和執(zhí)行波形鑒別，使其能夠利用其波長中的差異同時和獨立地測量α射線和β射線，并采用具有小尺寸的光檢測器作為每個光檢測器，從而使輻射檢測裝置緊湊。第十一實施例(圖11)圖11是表明根據本發(fā)明第十一實施例的輻射檢測裝置的局部截面剖面圖。
鑒于上述情況，對于根據第四實施例的輻射檢測裝置的結構，在該實施例的輻射檢測裝置11J中，與第十實施例的輻射檢測裝置中的那些相比，改進了包括第一和第二濾光器的第一和第二光檢測器的排列，光波導50a的形狀及其排列。
就是說，在該結構中，排列光波導50a以便與第二閃爍體15的背表面離開預定間隔并且在外殼13中存在空氣，以便在第二閃爍體15的背表面和光波導50a的上開放表面之間形成空氣層51。
光波導50a的底表面形成一個孔52a1，并在第二閃爍體15的縱向邊緣側面上的圓周壁的一個邊緣部分上形成另一個孔52a2。
第一光檢測器45a的第一濾光器46a1埋入孔52a1中以排列第一濾光器46a，以便在第二閃爍體15的背表面與光波導50a的底表面之間與第二閃爍體15的背表面離開距離。
包括第二濾光器46b的第二光檢測器45b穿過孔52a2，以使第二濾光器46b在光學上緊貼第二閃爍體15的背表面。
附帶指出，該第十一實施例的輻射檢測裝置11J的其它結構與第四實施例的輻射檢測裝置11C的結構大致相同，因此，省略對輻射檢測裝置11J的其它結構的描述。
在該結構中，與上面的實施例相同，由于空氣層51圍繞第二閃爍體15，第二閃爍體15中發(fā)射的光L2在環(huán)繞的空氣層27和30上全反射，以便在第二閃爍體15中散射同時俘獲在其中。
因此，發(fā)射光L2不通過第一光檢測器45a的第一濾光器46a，以便有效地傳播發(fā)射光L2，使其理想地入射到第二濾光器46b而沒有對第一濾光器46a的任何影響。
另外，由于光波導50a的開放上表面具有大面積，并且光波導50a底表面的孔52a1足夠窄，以使第一濾光器46a1裝配到孔52a1中，有效地引導從第一和第二閃爍體14和15發(fā)射的光并聚集到第一光檢測器45a的第一濾光器46a，以使第一濾光器46a僅選擇從第一閃爍體14發(fā)射的光從其透射，以便由光檢測器45a檢測從第一閃爍體14發(fā)射的光。
如上所述，在該實施例中，可通過全反射理想地聚集第二閃爍體15中發(fā)射的光，和增加來自第一閃爍體14并聚集在第一濾光器46a上的發(fā)射光量。第十二實施例(圖12)圖12是表明根據本發(fā)明第十二實施例的輻射檢測裝置的局部截面剖面圖。圖13是表明圖12中第二閃爍體的平面圖。
在該第十二實施例中，與第三實施例相似，輻射檢測裝置11K包括作為外殼13使用的聚光盒19，聚光盒19的一個入射側面安裝有能夠從其透射α射線和β射線同時屏蔽來自外部的光的光屏蔽膜12。光屏蔽膜12的內側上排列第一和第二閃爍體14和15，以使空氣層插入其間。
在聚光盒19中，在第二閃爍體15的后側上排列兩個光檢測器17(第一光檢測器17a)。
每個光檢測器17(17a)裝配有適合于有選擇地僅透射從第一閃爍體14發(fā)射的光而不感測第二閃爍體15中發(fā)射的光的濾光器21(21a)。
另一方面，在第二閃爍體15的兩個橫向側面邊緣裝配有熒光轉換光波導60，以便利用第二閃爍體15的熒光轉換光波導60的熒光轉換效應聚集第二閃爍體15中發(fā)射的光。
就是說，如圖12和圖13所示，向第二閃爍體15的橫向側面邊緣部分安裝熒光轉換光波導60，每個熒光轉換光波導60的每一個橫向端裝配有光檢測器61。通過向樹脂或類似物加入熒光物質形成熒光轉換光波導60，并具有吸收第二閃爍體15中發(fā)射的閃爍光并重新發(fā)射具有更長波長的光(熒光)的效果。此外，可用通過向纖芯加入熒光物質制成的纖維(即熒光纖維，波長偏移纖維等)形成熒光轉換光波導60，并可根據其直徑和加入方法等使用。
附帶指出，該第十二實施例的輻射檢測裝置11K的其它結構與第三實施例的輻射檢測裝置11B的結構大致相同，因此省略對輻射檢測裝置11K的其它結構的描述。
根據上述結構，空氣層16插入第一和第二閃爍體14和15之間，并且第一閃爍體14由例如粉末或燒結體構成。于是，在第二閃爍體15自身中形成漫反射以便向外發(fā)光。因此，從第一閃爍體14發(fā)射的光一旦透過第二閃爍體15，此后注入聚光盒19，并由此利用聚光盒19中排列的光檢測器17檢測。來自第二閃爍體15的光的成分入射到聚光盒19中；然而，借助光檢測器17上裝配的濾光器21消除聚光盒19中的入射光。
第二閃爍體15周圍被空氣包圍，以便利用其中的全反射使閃爍體15中發(fā)射的光產生密封效果。結果是，第二閃爍體15中發(fā)射光的一半成分或更多高密度地聚集在第二閃爍體15的橫向邊緣部分的側面上。由于熒光轉換光波導60排列在第二閃爍體15的橫向邊緣部分的側面上，在熒光轉換光波導60中，第二閃爍體15中發(fā)射的光在光波導60中全反射，同時引導到其中，以便轉換(重新發(fā)射)成熒光。
結果是，可以借助光波導60的橫向端表面上裝配的光檢測器61檢測重新發(fā)射的熒光。
在第二閃爍體15的橫向邊緣側面上的上述聚光系統(tǒng)中，聚集第二閃爍體15中發(fā)射的光，而對閃爍體面積的依賴性不大，以便其能夠將該聚光系統(tǒng)與聚光盒19一起應用到大面積閃爍體。
在該第十二實施例中，如上所述，將第一和第二閃爍體制成雙層結構，以便不需要測量脈沖高度分布和執(zhí)行波形鑒別，使其能夠利用其波長中的差異同時并獨立地測量α射線和β射線，以便提供包括各自具有更大面積的閃爍體的輻射檢測裝置。
雖然未說明，除平行于第二閃爍體15的兩個橫向側面邊緣外，第二閃爍體15的整個圓周邊緣可裝配熒光轉換光波導60?？上鄬τ跓晒廪D換光波導未使用的一端和未裝配第二閃爍體15的光波導60的兩個縱向側面邊緣進行加工，以便鏡面反射和漫反射。通過上述改進的結構，可改善光的使用效率。第十三實施例(圖14)圖14是表明根據本發(fā)明第十三實施例的輻射檢測裝置的局部截面剖面圖。
在該第十三實施例中，在非反射型外殼13的一個側面上排列輻射檢測裝置11L的第一和第二閃爍體14和15，以使空氣層16插入其間。在外殼13中，熒光屏65位于從第一閃爍體14發(fā)射的且透過第二閃爍體15的光能夠入射的位置。熒光屏65裝配有與此緊密耦合的光檢測器17(17a)。光檢測器17裝配有用于對從第二閃爍體15發(fā)射的、入射到光波導50上的光的成分屏蔽的濾光器21(21a)。
附帶指出，空氣層插入第二閃爍體15和熒光屏65之間。此外，與第十二實施例相同，在橫向邊緣部分，第二閃爍體15分別裝配有熒光轉換光波導60和光檢測器61，并由此在第二閃爍體15的橫向邊緣部分的側面上采用根據第十二實施例通過熒光轉換聚光的結構。
附帶指出，該第十三實施例的輻射檢測裝置11L的其它結構與第十實施例的輻射檢測裝置11I的結構相同，因此省略對輻射檢測裝置的其它結構的描述。
在該結構中，從第一閃爍體14發(fā)射的光透過第二閃爍體15，然后入射到熒光屏65上，并由此轉換成熒光，以便在其中發(fā)射經轉換的熒光。所發(fā)射的熒光入射到與熒光屏65緊密耦合裝配的光波導50上，然后到達光檢測器17以便在此檢測。此外，借助第二閃爍體15的每個橫向邊緣側面部分上裝配的熒光轉換光波導60和連到光波導61的每個橫向端部的光檢測器61檢測第二閃爍體15中發(fā)射的光。
根據該第十三實施例，如上所述，第一和第二閃爍體制成雙層結構，以便不需要測量脈沖高度分布和執(zhí)行波形鑒別，使其能夠利用其波長中的差異同時并獨立地測量α射線和β射線，并使所使用的光檢測器17的尺寸緊湊，從而使輻射檢測裝置的尺寸緊湊。
附帶指出，使熒光屏65形成與光波導50相同的形狀以便省卻光波導50。第十四實施例(圖15)圖15是表明根據本發(fā)明第十四實施例的輻射檢測裝置的局部截面剖面圖。
在該第十四實施例中，與上面的第十三實施例相同，在非反射型外殼13的一個側面上排列輻射檢測裝置11K的第一和第二閃爍體14和15，以使空氣層插入其之間。在第二閃爍體15的每個橫向邊緣部分裝配有熒光轉換光波導60和光檢測器61，因此，在第二閃爍體15的每個橫向邊緣部分的側面采用通過熒光轉換聚光的結構。
此外，熒光屏65位于從第一閃爍體14發(fā)射的且透過第二閃爍體15的光能夠入射的位置。
在熒光屏65的每個橫向邊緣部分的側面裝配有第二光波導70和光檢測器71，與第二閃爍體15的每個橫向邊緣部分的側面相同，因此，在第二光波導70的每個橫向邊緣部分的側面采用通過熒光轉換聚光的結構。就是說，從第一閃爍體14發(fā)射的光在熒光屏65中轉換成第一熒光，進一步，該第一熒光加倍轉換成與熒光屏65的每個橫向邊緣側面上的第一熒光相比具有更長波長的第二閃爍體熒光。
這種情況下，熒光屏65的第二熒光轉換光波導70中包含的熒光物質與第二閃爍體15使用的不同。就是說，將熒光物質有選擇地應用到第二閃爍體15和熒光屏65。第二閃爍體15包括吸收來自第二閃爍體15的光并將其轉換成熒光的熒光物質，熒光屏65包括能夠吸收來自熒光屏65的熒光并將其轉換成與由第二閃爍體15轉換的熒光相比具有更長波長的熒光的熒光物質。
附帶指出，該第十四實施例的輻射檢測裝置11M的其它結構與第十三實施例的輻射檢測裝置11L的結構大致相同，因此，省略對輻射檢測裝置11M其它結構的描述。
通過上面的結構，在第二閃爍體15中基本俘獲不到從第一閃爍體14輻射到空氣中并入射到第二閃爍體15上的光。另外，在從第一閃爍體14發(fā)射的光直接入射到第二閃爍體15上裝配的熒光轉換光波導60上的情況下，由于光波導60的吸收波長頻帶與從第一閃爍體14發(fā)射的入射光不同。因此，光檢測器17不產生作為錯誤信號的熒光信號。
根據該第十四實施例，如上所述，將第一和第二閃爍體制成雙層結構，以便不需要測量脈沖高度分布和執(zhí)行波形鑒別，使其能夠利用其波長中的差異同時并獨立地測量α射線和β射線。
另外，由于從第一閃爍體發(fā)射的光聚集在熒光屏65的每個橫向邊緣部分上，使得輻射檢測裝置的寬度較薄并增加了其面積。第十五實施例(圖16)該第十五實施例涉及具有上面第一至第十四實施例中描述的輻射檢測裝置之一的輻射檢測系統(tǒng)，圖16是表明輻射檢測系統(tǒng)結構的示意圖。附帶指出，在該實施例中，例如，輻射檢測裝置包括第一實施例中描述的輻射檢測裝置11。附帶指出，在根據第十五實施例的輻射檢測系統(tǒng)中可使用其它輻射檢測裝置11A～11M，如同使用輻射檢測裝置11的情況。
如圖16所示，在該第十五實施例中，借助作為信號處理單元的脈沖高度鑒別單元75處理從輻射檢測裝置11的光檢測器17輸出的信號。具體地說，在與構成雙層結構的上述閃爍體中的每一個閃爍體對應的至少一個光檢測器17的情況下，從光檢測器17輸出的信號輸入脈沖高度鑒別單元75。
脈沖高度鑒別單元75根據輸入的信號識別具有預定脈沖高度值或超過與來自第一或第二閃爍體的光對應的信號的脈沖信號，以便執(zhí)行將低于預定脈沖高度值的信號作為噪聲消除的處理。
根據該第十五實施例，僅當大于光檢測器17的暗電流噪聲的信號發(fā)射到脈沖高度識別單元75時，能夠由脈沖高度鑒別單元75識別與來自第一或第二閃爍體的光對應的信號。第十六實施例(圖17)該第十六實施例涉及具有上面第一至第十四實施例中描述的輻射檢測裝置之一的輻射檢測系統(tǒng)，圖17是表明該輻射檢測系統(tǒng)結構的示意圖。附帶指出，在該實施例中，例如，輻射檢測系統(tǒng)包括第一實施例中描述的輻射檢測裝置11。附帶指出，在根據第十六實施例的輻射檢測系統(tǒng)中可使用其它輻射檢測裝置11A～11M，如同使用輻射檢測裝置11的情況。
在第十六實施例中，借助信號處理單元77處理從該多個光檢測器17輸出的信號。具體地說，在使用與具有雙層結構的每個閃爍體對應的多個光檢測器17的情況下，或在來自每個光檢測器的每個信號相加的情況下，需要一個具有能夠放大信號的頻帶的模擬加法器。然而，利用通過使用與光檢測器17的檢測信號對應的邏輯信號來檢測邏輯乘積產生的信號處理單元，除噪聲外，可很容易地鑒別與來自第一和第二閃爍體中的每一個閃爍體的光對應的信號。
如圖17所示，例如，在從與每個閃爍體對應的光檢測器17輸出的三個信號A、B和C輸入到信號處理單元77的情況下，信號處理單元77利用它們當中的任何兩個輸入信號執(zhí)行邏輯乘積，并且，在產生了邏輯乘積時，信號處理單元77鑒別信號A、B和C作為與來自第一和第二閃爍體的光對應的信號。
根據該第十六實施例，采用上述系統(tǒng)，可消除光檢測器17中產生的互不相關的暗電流噪聲，以便僅提取與來自第一和第二閃爍體的光對應的信號。第十七實施例(圖18)圖18是表明根據本發(fā)明第十七實施例的輻射檢測系統(tǒng)的示意圖。
在該第十七實施例中，輻射檢測系統(tǒng)包括與輻射檢測裝置11基本具有相同結構但沒有聚光單元18的輻射檢測裝置11N。
就是說，輻射檢測裝置11N裝備有相互具有不同發(fā)射中心波長的兩種閃爍體14和15，和具有反射內表面的聚光盒19。在聚光盒19的輻射入射側上，裝備有光屏蔽膜12。光屏蔽膜12能透過α射線和β射線并屏蔽來自外部的光線。在聚光盒19中的光屏蔽膜12的內側上排列第一和第二閃爍體14和15。
混合從第一和第二閃爍體14和15發(fā)射的光以注入聚光盒19。在圖18所示的實例中，在聚光盒19中配置兩個光檢測器17，并使用光倍增管作為每個光檢測器17。
在該實施例中，輻射檢測裝置11N還包括設置在第一和第二閃爍體14和15之間的光衰減濾光器80。可使用與光屏蔽膜12相同的材料作為能夠衰減光并透過β射線的材料。例如，調節(jié)在薄聚酯膜上聚焦的鋁膜厚度以便應用于光衰減濾光器80的材料。空氣層可插入第一閃爍體14與光衰減濾光器80之間以及第二閃爍體15與光衰減濾光器80之間，并且這些成分可在光學上緊密地相互貼緊。
從光檢測器17輸出的信號適合于輸入到信號處理單元81。
利用上面的結構，由光衰減濾光器80衰減基于α射線從第一閃爍體14發(fā)射的光以注入聚光盒19。這種情況下，不衰減和減弱從第二閃爍體15發(fā)射的光。
把從光檢測器17輸出的信號到輸入信號處理單元81。由同時計數(shù)信息單獨處理、或相加、或選通輸入到信號處理單元81中的信號，以便除噪聲之外提取與來自第一和第二閃爍體14和15的光對應的信號。
此后，信號處理單元81根據提取的信號在與根據α射線從第一閃爍體14發(fā)射的光對應的信號，和與根據β射線從第二閃爍體15發(fā)射的光對應的信號之間進行鑒別。
就是說，按常規(guī)，由于基于α射線的信號電平較高，在用于優(yōu)化信號電平的波形鑒別過程中，仍不足以獲得與β射線有關的敏感度。然而，根據該第十七實施例，通過光衰減濾光器80調節(jié)從與α射線對應的第一閃爍體14發(fā)射的光量，以便其能夠在用于鑒別波形的信號處理單元82中優(yōu)化和使用輸入電壓范圍。第十八實施例(圖19)圖19是表明根據第十八實施例的輻射檢測系統(tǒng)的示意圖。
在該第十八實施例中，除光檢測器17是單個外，輻射檢測系統(tǒng)包括與輻射檢測裝置11L基本具有相同結構的輻射檢測裝置11O。
在該第十八實施例中，光衰減濾光器80設置在第一和第二閃爍體14和15之間，配置光波導50以便與第二閃爍體15緊密耦合。此外，光波導50與光檢測器17緊密耦合。
利用上面的結構，由光衰減濾光器80衰減基于α射線從第一閃爍體14發(fā)射的光以注入光導50。因此，在該第十八實施例中，與第十七實施例相同，通過光衰減濾光器80調節(jié)從與α射線對應的第一閃爍體14發(fā)射的光量，以便其能夠在用于鑒別波形的信號處理單元82中優(yōu)化和使用輸入電壓范圍。
雖然已考慮本發(fā)明的優(yōu)選實施例和改進描述的本發(fā)明。應該理解，可在其中做出各種仍未描述的改進，其意圖是在所附權利要求中覆蓋落入本發(fā)明的實質精神和范圍內的所有這些改進。
權利要求
1.一種輻射檢測設備，包括一個光屏蔽膜，用于透過第一和第二輻射同時屏蔽入射的光；一個第一閃爍體，用于由透過光屏蔽膜的第一輻射發(fā)射第一種光，所述第一閃爍體具有基于第一輻射的發(fā)射中心波長；一個第二閃爍體，用于由透過光屏蔽膜的第二輻射發(fā)射第二種光，所述第二閃爍體具有基于第二輻射的發(fā)射中心波長；和具有至少一個光檢測器的檢測裝置，用于檢測從第一閃爍體發(fā)射的第一種光和在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光，所述第一發(fā)射中心波長和所述第二發(fā)射中心波長互不相同。
2.根據權利要求1所述的輻射檢測設備，其中所述第一發(fā)射中心波長是第一閃爍體中發(fā)射的第一種光的波長并在第一閃爍體的輻射波長頻帶中具有峰值輻射強度，所述第二輻射中心波長是第二閃爍體中發(fā)射的第二種光的波長并在第二閃爍體的輻射波長頻帶中具有峰值輻射強度。
3.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，其中所述第一閃爍體和第二閃爍體相互平行設置，以使第二閃爍體離開第一閃爍體預定距離，進一步包括用于將從第一閃爍體發(fā)射的第一種光和在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光聚集到檢測裝置上的裝置；和插入第一和第二閃爍體之間的空氣層，設定第一閃爍體的所述第一發(fā)射中心波長比第二閃爍體的第二發(fā)射中心波長短。
4.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，進一步包括用于將從第一閃爍體發(fā)射的第一種光和在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光聚集在檢測裝置上的裝置，其中所述第一閃爍體和第二閃爍體相互緊密光學貼緊，設定第一閃爍體的所述第一發(fā)射中心波長比第二閃爍體的第二發(fā)射中心波長短。
5.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，進一步包括用于將從第一閃爍體發(fā)射的第一種光和在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光聚集在檢測裝置上的裝置，其中所述第一閃爍體和第二閃爍體相互緊密光學貼緊，設定第一閃爍體的所述第一發(fā)射中心波長比第二閃爍體的第二發(fā)射中心波長長。
6.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，進一步包括用于將第一和第二種光聚集到檢測裝置上的一個聚光盒，所述聚光盒具有用于對第一和第二種光漫反射的一個內表面和一個側表面，所述光屏蔽膜安裝在其上入射第一和第二輻射的側表面上，所述第一和第二閃爍體設置在光屏蔽膜內部，其中所述檢測裝置包括第一和第二光檢測器，每個光檢測器具有對第一和第二種光中的每一種敏感的敏感表面；安裝在第一光檢測器的敏感表面上的第一濾光器；和安裝在第二光檢測器的敏感表面上的第二濾光器，所述第一濾光器適合于僅透射從第一閃爍體發(fā)射的第一種光，所述第二濾光器適合于僅透射在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光。
7.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，其中所述第二閃爍體具有第一和第二輻射在其上入射的一個入射表面和與該入射表面相對的背表面，所述檢測裝置包括第一和第二光檢測器，每個光檢測器具有對第一和第二種光中的每一種敏感的敏感表面；安裝在第一光檢測器的敏感表面上的第一濾光器；和安裝在第二光檢測器的敏感表面上的第二濾光器，所述第一濾光器適合于僅透射從第一閃爍體發(fā)射的第一種光，所述第二濾光器適合于僅透射在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光，和其中所述第一濾光器和第二濾光器在第二閃爍體的背表面上緊密地光學貼緊。
8.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，其中所述第二閃爍體大致為矩形形狀，其中所述第一光檢測器和第二光檢測器相鄰設置，以便一條線與第二閃爍體的縱向交叉，所述的線將第一光檢測器的敏感表面的中點與第二光檢測器的敏感表面的中點連接。
9.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，其中所述第二閃爍體大致為矩形形狀，其中所述第一光檢測器和第二光檢測器設置在第二閃爍體的兩個橫向側面上，以使第一光檢測器離第二光檢測器最遠。
10.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，其中所述第二閃爍體具有第一和第二輻射在其上入射的一個入射表面和與該入射表面相對的背表面，所述檢測裝置包括第一和第二光檢測器，每個光檢測器具有對第一和第二種光中的每一種敏感的敏感表面；安裝在第一光檢測器的敏感表面上的第一濾光器；和安裝在第二光檢測器的敏感表面上的第二濾光器，所述第一濾光器適合于僅透射從第一閃爍體發(fā)射的第一種光，所述第二濾光器適合于僅透射在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光，和其中設置所述第一濾光器離開第二閃爍體的背表面預定間隔，以便空氣層插入第二閃爍體的背表面與第一濾光器之間，所述第二濾光器在第二閃爍體的背表面上緊密地光學貼緊。
11.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，其中所述第二閃爍體具有第一和第二輻射在其上入射的一個入射表面和與該入射表面相對的背表面，所述檢測裝置包括第一和第二光檢測器，每個光檢測器具有對第一和第二種光中的每一種敏感的敏感表面；安裝在第一光檢測器的敏感表面上的第一濾光器；和安裝在第二光檢測器的敏感表面上的第二濾光器，所述第一濾光器適合于僅透射從第一閃爍體發(fā)射的第一種光，所述第二濾光器適合于僅透射在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光，和其中設置所述第一濾光器離開第二閃爍體的背表面預定間隔，并且所述第二濾光器在第二閃爍體的背表面上緊密地光學貼緊，進一步包括具有用于圍繞第二閃爍體的背表面?zhèn)纫员阍谄渲行纬煞忾]空間的內表面部分的環(huán)繞盒，第二閃爍體的所述背表面和所述第一濾光器形成環(huán)繞盒的內表面部分的部分，處理環(huán)繞盒除第二閃爍體的背表面外的所述內表面部分和第一濾光器對從第一閃爍體發(fā)射的第一種光進行全漫反射。
12.根據權利要求11所述的輻射檢測設備，其中所述內表面部分包括多個內表面，每個所述內表面均傾斜，以便環(huán)繞盒內表面上第一種光的平均值上的漫反射方向大致指向第二閃爍體與第一光檢測器的敏感表面的中軸交叉的位置。
13.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，進一步包括向其中入射從第一閃爍體發(fā)射的第一種光和在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光的一個光波導，所述光波導適合于將第一和第二光聚光在檢測裝置上，其中所述檢測裝置包括第一和第二光檢測器，每個光檢測器具有對第一和第二種光中的每一種敏感的敏感表面；安裝在第一光檢測器的敏感表面上的第一濾光器；和安裝在第二光檢測器的敏感表面上的第二濾光器，所述第一濾光器適合于僅透射從第一閃爍體發(fā)射的第一種光，所述第二濾光器適合于僅透射在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光。
14.根據權利要求13所述的輻射檢測設備，其中設置所述第一濾光器離開第二閃爍體的背表面預定間隔，所述第二濾光器在第二閃爍體的背表面上緊密地光學貼緊，其中所述光波導具有與第二閃爍體的背表面相對的開放表面，設置所述光波導使其開放表面離開第二閃爍體的背表面預定間隔，以便在光波導的開放表面與第二閃爍體的背表面之間置入空氣層，其所述開放表面具有比第一濾光器的面積大的面積。
15.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，進一步包括一個光波導，該光波導將至少一個光檢測器連接到第二閃爍體的邊緣部分，所述光波導適合于將第二種光轉換成熒光。
16.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，其中所述第二閃爍體具有第一和第二輻射入射到其上的一個入射表面和與該入射表面相對的背表面，進一步包括配置在第二閃爍體的背表面?zhèn)壬喜⑼ㄟ^空氣層與其背表面相對的一個熒光屏，所述熒光屏適合于將從第一閃爍體發(fā)射的第一種光轉換成熒光；和一個適合于將轉換的熒光聚光在至少一個光檢測器上的光波導，從熒光屏的一個表面發(fā)射所述轉換的熒光，所述至少一個光檢測器檢測聚集的熒光。
17.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，其中所述第二閃爍體具有第一和第二輻射入射到其上的入射表面和與該入射表面相對的背表面，進一步包括配置在第二閃爍體的背表面?zhèn)壬喜⑼ㄟ^空氣層與其背表面相對的一個熒光屏，所述熒光屏適合于將從第一閃爍體發(fā)射的第一種光轉換成熒光；和一個具有適合于吸收轉換的熒光的熒光物質以便發(fā)射熒光的第二光波導，從熒光屏的邊緣部分發(fā)射由熒光屏轉換的所述熒光，從光波導發(fā)射的所述熒光所具有的波長比由熒光屏轉換的熒光的波長長，所述至少一個光檢測器檢測從第二光波導發(fā)射的熒光。
18.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，進一步包括一裝置，用于俘獲從檢測裝置輸出的信號，以便識別具有預定脈沖高度值及以上高度值的信號作為一個光學信號，從而將比預定脈沖高度值低的信號作為噪聲消除，所述光信號至少對應于從第一和第二閃爍體發(fā)射的第一和第二種光中的一種。
19.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，其中所述檢測裝置包括多個光檢測器，第一組光檢測器適合于檢測從第一閃爍體發(fā)射的第一種光，第二組光檢測器適合于檢測從第二閃爍體發(fā)射的第二種光，進一步包括用于俘獲第一和第二組光檢測器中的每一組輸出的信號的裝置，在檢測到從第一和第二組光檢測器中的至少一組光檢測器輸出的信號的情況下，該裝置用于識別與從第一和第二閃爍體發(fā)射的至少第一和第二種光之一對應的檢測信號，在從第一和第二組光檢測器中的至少一組光檢測器僅輸出一個信號的情況下，該裝置用于將僅有的一個信號作為噪聲消除。
20.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，進一步包括一個光衰減濾光器，用于透射第一和第二輻射并衰減從第一閃爍體發(fā)射的第一種光的強度，所述光衰減濾光器設置在第一和第二閃爍體之間；一個聚光盒，用于將第一和第二種光聚集在檢測裝置上，所述聚光盒具有一個用于對第一和第二種光漫反射的內表面；和用于輸入由檢測裝置檢測的信號的裝置，以便根據輸入信號波形的差異在與從第一閃爍體發(fā)射的第一種光對應的光信號和與從第二閃爍體發(fā)射的第二種光對應的光信號之間進行鑒別。
21.根據權利要求2所述的輻射檢測設備，進一步包括一個光衰減濾光器，用于透射第一和第二輻射并衰減從第一閃爍體發(fā)射的第一種光的強度，所述光衰減濾光器設置在第一和第二閃爍體之間；一個向其中入射從第一閃爍體發(fā)射的第一種光和在第二閃爍體中發(fā)射的第二種光的光波導，所述光波導適合于將第一和第二種光聚集到檢測裝置上；和用于輸入從檢測裝置輸出的信號的裝置，以便根據輸入信號波形的差異在與從第一閃爍體發(fā)射的第一種光對應的光信號和與從第二閃爍體發(fā)射的第二種光對應的光信號之間進行鑒別。
全文摘要
在輻射檢測裝置中,α射線和β射線透過光屏蔽膜而屏蔽入射光。利用透過光屏蔽膜的α射線從第一閃爍體發(fā)射第一種光。第一閃爍體具有基于α射線的發(fā)射中心波長。利用透過光屏蔽膜的β射線在第二閃爍體中發(fā)射第二種光。第二閃爍體具有基于β射線的發(fā)射中心波長。用兩個光檢測器檢測第一和第二種光。第一發(fā)射中心波長與第二發(fā)射中心波長彼此不同。
文檔編號G01T1/20GK1270318SQ9912295
公開日2000年10月18日 申請日期1999年12月27日 優(yōu)先權日1998年12月28日
發(fā)明者前川立行, 隅田晃生, 渡部和美, 森本総一郎, 小原快章 申請人:東芝株式會社