一种标准型高气压电离室及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种标准型高气压电离室及其制备方法，该标准型高气压电离室包括高气压电离室探头，所述高气压电离室探头包括不锈钢外壳，不锈钢支撑柱，不锈钢球体，补偿片，绝缘端子，所述不锈钢外壳为两个不锈钢半球焊接而成的空心球体，所述不锈钢球体位于所述不锈钢外壳球心，通过所述不锈钢支架与所述绝缘端子连接，所述绝缘端子固定在所述不锈钢外壳上，所述不锈钢外壳上设有一充气孔，所述补偿片，材料为锡，厚度范围为1.5mm-2mm，其贴在所述不锈钢外壳上占所述不锈钢外壳表面积的60％-70％。本发明专利技术改变了高气压电离室低能响应较高的缺点同时减小了宇宙射线电离成分剂量率测量结果的误差，可作为标准高气压电离室。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，该标准型高气压电离室包括高气压电离室探头，所述高气压电离室探头包括不锈钢外壳，不锈钢支撑柱，不锈钢球体，补偿片，绝缘端子，所述不锈钢外壳为两个不锈钢半球焊接而成的空心球体，所述不锈钢球体位于所述不锈钢外壳球心，通过所述不锈钢支架与所述绝缘端子连接，所述绝缘端子固定在所述不锈钢外壳上，所述不锈钢外壳上设有一充气孔，所述补偿片，材料为锡，厚度范围为1.5mm-2mm，其贴在所述不锈钢外壳上占所述不锈钢外壳表面积的60％-70％。本专利技术改变了高气压电离室低能响应较高的缺点同时减小了宇宙射线电离成分剂量率测量结果的误差，可作为标准高气压电离室。【专利说明】
本专利技术涉及一种气体探测器，具体涉及。
技术介绍
计量标准仪器处于国家检定系统的中间环节，起着承上启下的作用，即将计量基 准所复现的单位量值，通过检定逐级传递到工作计量器具，标准仪器的测量结果一般可以 作为环境电离辐射剂量率的"标准值"或"约定真值"。目前国际上环境辐射剂量率连续监 测系统采用的探头主要以GM计数管和高气压电离室为主，也有小部分使用半导体和NaI探 头，国际上并没有明确规定环境辐射剂量率测量的标准仪器。通过1999年欧盟各国于丹麦 国家实验室电离辐射测试中心和德国PTB地下超低本底实验室开展的环境辐射连续监测 仪表的比对工作可以看出，高气压电离室具备作为环境辐射剂量率标准测量仪器的潜力。 现有技术中高气压电离室由于补偿片的材料、厚度和补偿面积选择不当，在改善 能响的同时降低了高气压电离室对于能量低于SOkeVY射线的响应能力。另外，在补偿过 程中并没有考虑补偿片对高气压电离室宇宙射线的响应情况，海平面附近宇宙射线的剂量 率约占天然本底辐射外照射剂量率的30% -40%，为了保证环境辐射剂量率测量结果的准 确性，高气压电离室对宇宙射线的响应因子K。与对Y射线的响应因子Ky的应近似相等。 但对环境电离辐射中的宇宙射线电离成分剂量率测量结果存在较大的误差，不适合作为标 准电离室。 鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供，用以克服上述 技术缺陷。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案在于，一方面提供一种标准型高气压电 离室，包括高气压电离室探头，所述高气压电离室探头包括不锈钢外壳，不锈钢支撑柱，不 锈钢球体，补偿片，绝缘端子，所述不锈钢外壳为两个不锈钢半球焊接而成的空心球体，所 述不锈钢球体位于所述不锈钢外壳球心，通过所述不锈钢支承柱与所述绝缘端子连接，所 述绝缘端子固定在所述不锈钢外壳上，所述不锈钢外壳上设有一充气孔，所述补偿片材料 为锡，厚度范围为I. 5mm-2mm，所述补偿片贴在所述不锈钢外壳上占所述不锈钢外壳表面积 的 60% -70%。 较佳的，所述高气压电离室探头还包括一充气管，与所述充气孔相配合，焊接在所 述不锈钢外壳上。 较佳的，所述高气压电离室探头还包括一法兰，所述绝缘端子通过所述法兰固定 在所述不锈钢外壳上。 较佳的，所述法兰采用外扣结构。 较佳的，所述绝缘端子外侧设有保护环。 较佳的，所述补偿片厚度为2mm，占所述不锈钢外壳表面积的63%。 较佳的，还包括一铝壁外壳，封装所述高气压电离室探头。 另一方面提供一种制备标准型高气压电离室的方法，包括以下步骤： 步骤S1，装配高气压电离室探头； 步骤S2,对所述高气压电离室探头进行充气实验，并完成24小时以上的承压安全 实验； 步骤S3,根据蒙特卡罗方法模拟计算的结果，在所述不锈钢外壳上贴合所述补偿 片； 步骤S4,将探头及所有电子学设备整体封装于铝壁外壳中。 较佳的，所述步骤Sl包括： 步骤Sll，对两个不锈钢半球进行抛光、打磨及打孔； 步骤S12,使用氩弧焊焊接所述绝缘端子与所述法兰，并清洗焊接后的所述法兰； 步骤S13,将所述法兰与所述不锈钢外壳焊接，将所述不锈钢球体通过所述不锈钢 支承柱与所述法兰上的所述绝缘子焊接，焊接完成后同样用有机试剂清洗擦拭； 步骤S14,将所述充气管焊接在所述不锈钢半球上，并且焊接两个不锈钢半球使其 封闭。 与现有技术相比本专利技术有益效果是：本专利技术改变了高气压电离室低能左右响应 较高的缺点同时减小了宇宙射线电离成分剂量率测量结果的误差，可作为标准高气压电离 室。 另外，本专利技术中所述法兰采用外扣结构一方面可以在焊接时起到固定与定位的作 用，另一方面也可以尽量减少对高压电极内部的污染。在制备本专利技术的过程中采用氩弧焊， 其在高温熔融焊接中不断送上氩气，可使焊材不能与空气中的氧气接触，防止焊材的氧化。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术标准型高气压电离室的高气压电离室探头结构示意图； 图2为不同壁厚的高气压电离室对电子的响应曲线； 图3为不同压力的高气压电离室对电子的响应曲线； 图4为高气压电离室对不同能量电子的响应情况； 图5为锡补偿片对本专利技术标准型高气压电离室能量响应的影响； 图6为铅材料补偿片对本专利技术标准型高气压电离室能量响应的影响； 图7为本专利技术的一种标准型高气压电离室的制备方法的流程图； 图8为本专利技术的一种标准型高气压电离室的制备方法中装配高气压电离室探头 的具体流程图。 【具体实施方式】 以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 请参阅图1，为本专利技术标准型高气压电离室的高气压电离室探头结构示意图，所述 标准型高气压电离室包括高气压电离室探头，所述高气压电离室探头包括不锈钢外壳1、不 锈钢球体2、补偿片3、不锈钢支撑柱4和绝缘端子5。 所述不锈钢外壳1为两个半球通过氩弧焊接成的空心球体，作为高压电极，不锈 钢球体2位于不锈钢外壳1球心，作为收集极，通过一根不锈钢支撑柱4与带保护环7的绝 缘端子5连接，绝缘端子5通过法兰焊接到所述不锈钢外壳上。所述法兰采用外扣结构，一 方面可以在焊接时起到固定与定位的作用，另一方面也可以尽量减少对高压电极内部的污 染。所述不锈钢外壳上设有一充气孔，所述电离室还包括一充气管8,其与所述不锈钢外壳 上的充气孔相配合，焊接在所述不锈钢外壳上，所述不锈钢外壳1内充有氩气。环境辐射中 的陆地Y射线和宇宙射线入射到高气压电离室时，它们与不锈钢壁及氩气相互作用产生 次级电子，使氩原子电离，所述不锈钢球体2收集电子产生电流，并通过所述不锈钢支撑柱 4输出。 所述标准型高气压电离室还包括一铝壁外壳，用于封装所述高气压电离室探头， 所述铝壁外壳其直径为300mm。所述不锈钢外壳1材料为304不锈钢，直径为250mm，厚度 为I. 5mm，密度7. 8g/cm3。所述不锈钢球体2为直径50mm，厚度为1mm。所述不锈钢支撑柱 4直径为6mm。 本专利技术工作原理： 当环境辐射中的陆地Y射线和宇宙射线入射到高气压电离室时，它们与不锈钢 外壳1及氩气相互作用产生次级电子，使氩原子电离。产生正负离子对，在外加电场的作用 下，电子和正离子分别向阳极和阴极漂移。气体电离生成离子对后，由于静电感应，在两个 电极上会有感应电荷生成。收集极收集电子产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种标准型高气压电离室，包括高气压电离室探头，其特征是，所述高气压电离室探头包括不锈钢外壳，不锈钢支撑柱，不锈钢球体，补偿片和绝缘端子，所述不锈钢外壳为两个不锈钢半球焊接而成的空心球体，所述不锈钢球体位于所述不锈钢外壳球心，通过所述不锈钢支承柱与所述绝缘端子连接，所述绝缘端子固定在所述不锈钢外壳上，所述不锈钢外壳上设有一充气孔，所述补偿片材料为锡，厚度范围为1.5mm‑2mm，所述补偿片贴在所述不锈钢外壳上，占所述不锈钢外壳表面积的60％‑70％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，倪宁，肖雪夫，张力，侯金兵，宋明哲，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11