中子剂量计制造技术

在中子剂量计中，当沿水平轴绘制中子能量并沿垂直轴绘制周围剂量当量（１ｃｍ剂量当量）时，使特征的趋势接近中子积分通量－周围剂量当量（１ｃｍ剂量当量）转换系数曲线（中子能量－ＩＣＲＰ?７４Ｈ＊（１０）响应曲线）的Ｇ（Ｌ）函数数据用于补偿混合气体检测器的输出，该混合气体检测器封装了氮气和有机化合物气体的气体混合物并输出具有与所检测到的中子的能量相对应的峰值的检测脉冲信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种中子剂量计，该中子剂量计检测诸如在核反应堆和粒子加速器设 施中的涉及中子照射的各种泄漏中子场所的中子能量，并且显示周围剂量当量(1cm剂量 当量)作为实用量(operational quantity)。
技术介绍
1990年在ICRP建议中引入了表示中子照射对人体的影响程度的有效剂量。然而， 因为这些有效剂量是不能够直接测量的量，因此已经设计了与有效剂量相对应的实用量。 随着实用量的建立，法律规定了周围剂量当量的测量。 在这种测量中使用了便携式中子剂量计(通常称为REM计数器)。中子剂量计从 入射热中子并从能量比热中子高的中高速中子获得检测信号，并对该检测信号执行信号处 理，将结果转换成能够从指示器立即读出的周围剂量当量，使得能够直接读出周围剂量当 量。这种中子剂量计包括热中子检测器。作为热中子检测器，使用了BF3比例计数器、力e比 例计数器以及SLil(Eu)闪烁检测器等。 参照附图说明现有技术的这种中子剂量计。图17是现有技术的中子剂量计的示 图，其中，图17中(a)示出了现有技术的第一示例的内部结构，图17中(b)示出了现有技 术的第二示例的内部结构，17中(c)示出了现有技术的第三示例的内部结构，而17中(d) 示出了现有技术的第四示例的内部结构。 图17中(a)所示现有技术的第一示例的中子剂量计100是使用了 BF3比例计数 器101的示例；该B^比例计数器101的周围以多层结构覆盖有聚乙烯减速剂102，进一步 覆盖有作为中子吸收剂的硼塑性材料103，最后覆盖有聚乙烯减速剂104。速率计105通过 指示器(未示出)显示对检测信号进行演算之后的周围剂量当量。 图17中(b)所示现有技术的第二示例的中子剂量计200是使用了 6LiI (Eu)闪烁 检测器的示例；6LiI (Eu)闪烁检测器包括SLil (Eu)闪烁器201和光电倍增管202。 6LiI (Eu) 闪烁器201的周围覆盖有聚乙烯减速剂204并且其间具有聚乙烯盘203，进一步覆盖有作为 中子吸收剂的镉205，并且最后整体覆盖有聚乙烯减速剂206。光电倍增管202覆盖有聚乙 烯材料207。聚乙烯减速剂206形成球形，并且光电倍增管202通过保持环208保持聚乙烯 减速剂206。 图17中(c)所示现有技术的第三示例的中子剂量计300是使用了 3He比例计数 器301的示例；该^e比例计数器301的周围以多层结构覆盖有聚乙烯减速剂302，进一步 覆盖有中子吸收剂303，最后覆盖有聚乙烯减速剂304。通过信号处理部305对检测信号进 行演算之后，通过操作面板306的指示器(未示出)显示周围剂量当量。利用大部分材料 以球形形成最外部的聚乙烯减速剂304。 图17中(d)所示现有技术的第四示例的中子剂量计400是使用了 3He比例计数 器401的示例；该^e比例计数器401以多层结构覆盖有聚乙烯减速剂402，进一步覆盖有 中子吸收剂403，最后覆盖有聚乙烯减速剂404。通过信号处理部405对检测信号进行演算3之后，通过外部指示器(未示出)显示周围剂量当量。大致以球形形成最外部聚乙烯材料 404。 接着，将说明在第一到第四示例的各示例中用聚乙烯材料覆盖检测位置的原因。 为了更具体地说明，考虑BF3比例计数器和3He比例计数器的示例。BF3比例计数器和3He比 例计数器检测中子的原理涉及当通过在入射热中子与比例计数器中封装的气体(BF3，3He) 之间的核反应产生的该封装气体(BF3，3He)被带电粒子电离时获得脉冲形状的检测信号。 下面说明这种比例计数器的响应。图18是示出了比例计数器的响应对中子能量 的特征图。这种比例计数器对中子的灵敏度在从热中子到中高能中子的九个数量级的中 子能量上延伸；但是如图18所示，与整个能量范围(从0. 025eV到15MeV(大约9个数量 级))上的响应相比，部分能量范围(10eV到几百keV(大约4个数量级))的响应下降到大 约1/10到1/1000。该特征由封装气体(BF3，3He)的中子反应截面决定。因此在单个比例 计数器中，与中子能量无关地输出恒定脉冲高度，如图19中混合气体检测器的输出的特征 图中所示，并且不进一步修正，灵敏度是无法令人满意的。 因此，为了获取在从10eV到几百keV(大约4个数量级)的该部分能量范围内具 有改进的响应的中子剂量计，在比例计数器的周围围绕有聚乙烯减速剂。因为聚乙烯减速 剂通过弹性散射将中高速中子转换成热中子，因此比例计数器也能够检测入射的中高速中 子。 此外，通过在聚乙烯减速剂中适当设置镉(Cd)、硼(B)或其他中子吸收材料，使得 作为指示热中子检测器的灵敏度的灵敏度特性(单位积分通量的计数率)的中子能量响应 特性接近法律规定的中子积分通量与周围剂量当量(lcm剂量当量)的转换系数曲线。该 中子积分通量与周围剂量当量(lcm剂量当量)的转换系数曲线是按照中子能量绘制的这 样一种转换系数的曲线，例如可以是类似于图20所示的粗曲线的曲线，该转换系数用于将 针对某一中子能量检测到的中子积分通量转换成周围剂量当量(lcm剂量当量)。该图20 是示出了中子能量的检测灵敏度响应特性曲线和ICRP 74H*(10)响应曲线的说明图。在图 20中，带有单位的该中子积分通量与周围剂量当量(lcm剂量当量)的转换系数曲线示为 ICRP 74H*(10)响应曲线。 通过基于这种中子积分通量与周围剂量当量(lcm剂量当量)的转换系数曲线转 换来自组合了比例计数器和聚乙烯减速剂的热中子检测器的检测信号，可以在中子剂量计 中从表示每单位积分通量的计数率的检测信号直接读出周围剂量当量(lcm剂量当量)。利 用该热中子检测器的中子剂量计被广泛地商业销售，并且可用于涉及到中子照射的各种环 境。在现有技术的采用了SLil(Eu)闪烁检测器的中子剂量计中，也基于类似原理检测热中 子。现有技术的中子剂量计100到400就是这种装置。 作为现有技术的另一种技术，例如，已知本申请人和本专利技术人的专利文献l(日本 专利申请特开2007-218657，专利技术名称中性子検出器扭J:中性子線量計(中子检测器和 中子剂量计))中公开的专利技术。 在专利文献1中，包括封装有通过以预定混合比混合氮气和有机化合物气体而制 备的气体混合物的比例计数器；该中子检测器设计成使得作为比例计数器的检测灵敏度的 中子能量响应特性接近有关防止辐射伤害的法律(关于防止由于放射性同位元素等造成 的辐射危害的法律)规定的中子积分通量与周围剂量当量(lcm剂量当量)的转换系数曲线。而且，在该中子剂量计中，对从该中子检测器输出的检测信号进行处理，并显示作为实 用量的周围剂量当量。 此外，作为另一现有技术，例如已知专利文献2(日本专利申请特开2006-275602， 专利技术名称高-才、&年'一中性子、光子及$ ^ —才> ^对t 3高感度線量测定方法(高 能中子、光子和P介子的高灵敏度剂量测量方法)中公开的专利技术。 在专利文献2中，通过光电倍增管将检测器(其中组合了有机液体闪烁器和包含 了锂-6的含银硫化锌片状闪烁器)发出的光转换成电信号然后分成多个信号，利用数字波 形分析装置分析各支路信号的电压，以确定入射在检测器上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中子剂量计，该中子剂量计包括：混合气体检测器，该混合气体检测器封装了包含氮气和有机化合物气体的气体混合物，在所述氮气的混合比α与所述有机化合物气体的混合比β的和为１时，所述气体混合物中的所述氮气的混合比α为０．０５≤α≤０．２５而所述气体混合物中的所述有机化合物气体的混合比β为１．０－α，并且响应于中子检测，所述混合气体检测器输出与所检测到的中子的能量相对应的峰值检测脉冲信号；放大器，该放大器将从所述混合气体检测器输出的所述检测脉冲信号放大到预定峰值等级；Ａ／Ｄ转换部，该Ａ／Ｄ转换部将从所述放大器输出的检测脉冲信号转换成检测脉冲数据；数据校正部，在该数据校正部中按照峰值等级Ｌ登记了Ｇ（Ｌ）函数数据，并且所述数据校正部将从所述Ａ／Ｄ转换部输出的所述检测脉冲数据转换成与所述峰值等级Ｌ相对应的Ｇ（Ｌ）函数数据；剂量当量演算部，该剂量当量演算部按照峰值等级对从所述数据校正部输出的Ｇ（Ｌ）函数数据项的数量进行计数，并按照峰值等级生成计数数据，按照峰值等级将所述Ｇ（Ｌ）函数数据与所述计数数据相乘以生成按照峰值等级的乘积数据，并将全部所述按照峰值等级的乘积数据进行相加，以输出周围剂量当量（１ｃｍ剂量当量）数据；以及显示部，该显示部利用周围剂量当量（１ｃｍ剂量当量）数据以显示周围剂量当量（１ｃｍ剂量当量）；所述中子剂量计特征在于：使用Ｇ（Ｌ）函数数据，使得当沿水平轴绘制中子能量并沿垂直轴绘制所述周围剂量当量（１ｃｍ剂量当量）时，特征的趋势接近中子积分通量与周围剂量当量（１ｃｍ剂量当量）的转换系数曲线（中子能量－ＩＣＲＰ７４Ｈ＊（１０）响应曲线）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-6-24 2008-164588一种中子剂量计，该中子剂量计包括混合气体检测器，该混合气体检测器封装了包含氮气和有机化合物气体的气体混合物，在所述氮气的混合比α与所述有机化合物气体的混合比β的和为1时，所述气体混合物中的所述氮气的混合比α为0.05≤α≤0.25而所述气体混合物中的所述有机化合物气体的混合比β为1.0-α，并且响应于中子检测，所述混合气体检测器输出与所检测到的中子的能量相对应的峰值检测脉冲信号；放大器，该放大器将从所述混合气体检测器输出的所述检测脉冲信号放大到预定峰值等级；A/D转换部，该A/D转换部将从所述放大器输出的检测脉冲信号转换成检测脉冲数据；数据校正部，在该数据校正部中按照峰值等级L登记了G(L)函数数据，并且所述数据校正部将从所述A/D转换部输出的所述检测脉冲数据转换成与所述峰值等级L相对应的G(L)函数数据；剂量当量演算部，该剂量当量演算部按照峰值等级对从所述数据校正部输出的G(L)函数数据项的数量进行计数，并按照峰值等级生成计数数据，按照峰值等级将所述G(L)函数数据与所述计数数据相乘以生成按照峰值等级的乘积数据，并将全部所述按照峰值等级的乘积数据进行相加，以输出周围剂量当量(1cm剂量当量)数据；以及显示部，该显示部利用周围剂量当量(1cm剂量当量)数据以显示周围剂量当量(1cm剂量当量)；所述中子剂量...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村尚司，布宫智也，
申请(专利权)人：富士电机系统株式会社，中村尚司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]