【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于核辐射探测，具体涉及一种基于bgo晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置及其工作方法。
技术介绍
1、氚衰变释放的β射线能量较低、穿透性弱、易受其他放射核素性影响。传统液闪方法进行测量的过程中需要使用大量的闪烁液，在测量后会产生大量放射性有机废物，测量成本高。
2、随着新型探测技术的发展，固体闪烁体在氚水测量中得到了越来越多的应用。该方法通过使用闪烁光纤或固体闪烁体板置于氚水中进行测量，或者将固体闪烁体如caf2:eu、塑料闪烁体等加工成粉末微粒，与待测液体混合进行测量。固体闪烁体在测量后可回收，使用固体闪烁体测量氚水可以降低测量成本，同时避免放射性废物的产生。但也存在一些不足，固体闪烁体与氚水的接触面积有限，氚水衰变释放β射线使固体闪烁体发光的效率远低于液闪；环境中的γ射线、宇宙射线未被有效屏蔽，进入测量室增加了本底计数率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了解决上述现有技术中的不足，提供一种基于bgo晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置及其工作方法，该方法最大限度的提升了氚水和闪烁体的接触面积，以提升测量装置的探测效率，同时能够大幅降低测量的计数本底，从而降低测量的探测下限，提升测量装置对低活度氚水的测量能力，本专利技术可应用于核电厂排水中氚的在线监测、海洋监测以及核废物管理等领域。
2、本专利技术的目的是通过如下技术措施来实现的。
3、本专利技术提供一种基于bgo晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置，包括由计数室、光电倍增管、
4、在上述技术方案中，所述探测器外壳由铝内衬聚四氟乙烯加工而成，内表面涂有漫反射涂层，探测器外壳顶部和底部留有溶液流入管道和流出管道的接口。
5、在上述技术方案中，整个探测器放置于铅铜屏蔽体内，所述铅铜屏蔽体由外层铅和内衬铜组成，通过多组紧固螺栓安装在底座上，上部分屏蔽层与下部分屏蔽层可分离，方便组装内部的探测器。
6、在上述技术方案中，所述bgo晶体和固体闪烁体均打磨抛光，bgo晶体和固体闪烁体间的缝隙内填充导光硅油。
7、在上述技术方案中，所述固体闪烁体微粒由塑料闪烁体或caf2:eu加工得到，固体闪烁体微粒和复合闪烁体内层的固体闪烁体的材料一致。
8、本专利技术还提供一种上述的基于bgo晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置的工作方法：在氚水在线测量中，将待测氚水分批次和一定比例的固体闪烁体微粒混合，通过流入管道进入探测器中的计数室，水中氚衰变释放的β射线与固体闪烁体微粒和固体闪烁体作用发光，光子经光电倍增管转为电信号并放大输出到前端电子学部分，所述光电倍增管管座及前端电子学部分中的分压模块为所述光电倍增管提供工作高压，信号经前端电子学部分放大整形滤波后，输入到后端电子学部分转为数字信号并进行处理计算，最终在计算机上显示处理，测量结束后，由计算机控制流出管道开启，将溶液流出到废液池，通过微孔滤网将固体闪烁体微粒从溶液中分离出来，并与下一批氚水混合进行测量。
9、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
10、1.本专利技术采用固体闪烁体作为计数室外壳，并将固体闪烁体加工成微粒和氚水混合成待测溶液。固体闪烁体(caf2:eu、塑料闪烁体等)具有不溶于水、容易加工，对氚衰变发出的β射线有较高的发光产额等优点，本专利技术相对其他固体闪烁体测量方法，极大提高了测量效率。
11、2.本专利技术使用bgo晶体与固体闪烁体组合为复合闪烁体，对环境射线进行反符合测量。bgo晶体完全覆盖了固体闪烁体计数室的表面，bgo对环境γ射线以及宇宙射线中穿透性强的缪子进行反符合测量。利用不同晶体发光脉冲衰减时间不同的特性，基于脉冲形状甄别技术，本专利技术实现对样品中的β、α信号和环境中的γ、μ信号的甄别测量，从而显著降低测量装置的本底计数率。
12、3.本专利技术对测量后的溶液进行过滤，分离出固体闪烁体等操作，将测量后的固体闪烁体微粒回收并用于后续测量，极大程度降低了在线测量的成本。
13、4.本专利技术无需额外的反符合探测器和屏蔽材料，降低了测量装置的体积和质量。
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1.一种基于BGO晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置，其特征在于：包括由计数室、光电倍增管、光电倍增管管座及前端电子学部分、探测器外壳组成的探测器、铅铜屏蔽体、废液池、后端电子学部分、计算机；所述计数室是由外层BGO晶体和内层固体闪烁体组成的复合闪烁体，内层的固体闪烁体内留有一定空间，待测溶液在其中流入、测量和流出，氚水和固体闪烁体微粒以一定比例混合成混合溶液，测量前将混合溶液通过流入管道流入复合闪烁体内的空腔中，并保持一段时间统计输出信号，流出管道与废液池相连，混合溶液通过流出管道流出到废液池中分离出固体闪烁体微粒用于下一次测量，所述光电倍增管管座和前端电子学部分通过连接器及屏蔽线缆和后端电子学部分相连接，后端电子学部分通过屏蔽线缆连接至计算机显示测量结果。
2.根据权利要求1所述的基于BGO晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置，其特征在于：所述探测器外壳由铝内衬聚四氟乙烯加工而成，内表面涂有漫反射涂层，探测器外壳顶部和底部留有溶液流入管道和流出管道的接口。
3.根据权利要求1所述的基于BGO晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置，其特征在于：整个探测器放置于
4.根据权利要求1所述的基于BGO晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置，其特征在于：所述BGO晶体和固体闪烁体均打磨抛光，BGO晶体和固体闪烁体间的缝隙内填充导光硅油。
5.根据权利要求1所述的基于BGO晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置，其特征在于：所述固体闪烁体微粒由塑料闪烁体或CaF2:Eu加工得到，固体闪烁体微粒和复合闪烁体内层的固体闪烁体的材料一致。
6.一种如权利要求1至5中任一所述的基于BGO晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置的工作方法，其特征在于：在氚水在线测量中，将待测氚水分批次和一定比例的固体闪烁体微粒混合，通过流入管道进入探测器中的计数室，水中氚衰变释放的β射线与固体闪烁体微粒和固体闪烁体作用发光，光子经光电倍增管转为电信号并放大输出到前端电子学部分，所述光电倍增管管座及前端电子学部分中的分压模块为所述光电倍增管提供工作高压，信号经前端电子学部分放大整形滤波后，输入到后端电子学部分转为数字信号并进行处理计算，最终在计算机上显示处理，测量结束后，由计算机控制流出管道开启，将溶液流出到废液池，通过微孔滤网将固体闪烁体微粒从溶液中分离出来，并与下一批氚水混合进行测量。
7.根据权利要求6所述的工作方法，其特征在于：选择使用大直径的固体闪烁体微粒来进行测量，同时，流入/流出管道口分别安装一张微孔滤网，固体闪烁体微粒放置在计数室内，每次测量仅通过流入/流出管道进/出氚水。
...【技术特征摘要】
1.一种基于bgo晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置，其特征在于：包括由计数室、光电倍增管、光电倍增管管座及前端电子学部分、探测器外壳组成的探测器、铅铜屏蔽体、废液池、后端电子学部分、计算机；所述计数室是由外层bgo晶体和内层固体闪烁体组成的复合闪烁体，内层的固体闪烁体内留有一定空间，待测溶液在其中流入、测量和流出，氚水和固体闪烁体微粒以一定比例混合成混合溶液，测量前将混合溶液通过流入管道流入复合闪烁体内的空腔中，并保持一段时间统计输出信号，流出管道与废液池相连，混合溶液通过流出管道流出到废液池中分离出固体闪烁体微粒用于下一次测量，所述光电倍增管管座和前端电子学部分通过连接器及屏蔽线缆和后端电子学部分相连接，后端电子学部分通过屏蔽线缆连接至计算机显示测量结果。
2.根据权利要求1所述的基于bgo晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置，其特征在于：所述探测器外壳由铝内衬聚四氟乙烯加工而成，内表面涂有漫反射涂层，探测器外壳顶部和底部留有溶液流入管道和流出管道的接口。
3.根据权利要求1所述的基于bgo晶体和固体闪烁体的氚水在线测量装置，其特征在于：整个探测器放置于铅铜屏蔽体内，所述铅铜屏蔽体由外层铅和内衬铜组成，通过多组紧固螺栓安装在底座上，上部分屏蔽层与下部分屏蔽层可分离，方便组装内部的探测器。
4.根据权利要求1所述的基于bgo晶体和固体闪...
【专利技术属性】
技术研发人员：王虎生，左亮周，闫洋洋，江灏，任才，吴敬，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：
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