專利名稱：放射性物質方位探測設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種用于對放射性物質進行方位的設備和方法，特別是涉及一種手持式放射性物質方位探測設備及其檢測方法，其不僅能夠檢測到放射源的存在，而且還能夠提供放射源大致方位的信息，從而有利于快速準確的確定未知放射源的位置。本發明的手持式放射性物質方位探測設備及其檢測方法可應用于任何需要對放射性物質進行方位探測的場合，如海關口岸、核物理實驗室、核電站、核廢料掩埋場所或貯藏庫、醫院、武器制造廠等。
背景技術：
傳統的各種便攜式、手持式放射性物質探測設備，都是基于一塊塑料
閃爍體探測器或者一根3He中子管探測器對發出射線的放射性物質(即放射源)發出的射線進行簡單的探測、計數統計，并在探測到放射性物質的存在時產生報警。這種傳統的放射性物質探測設備的缺點是只能給出放射性物質所在位置的輻射劑量信息，而不能對放射源的所處位置進行判斷，因此使用現有的放射性物質探測設備很難實現對放射源方位的快速識別。
發明內容
針對傳統技術中存在的缺陷，本發明提供一種放射性物質方位探測設備，利用本發明的方位探測設備即可以探測是否存在放射性物質，還可以探測放射性物質所在的位置。同時，本發明還提供一種放射性物質方位探測方法。
根據本發明的一個方面，提供一種放射性物質方位探測設備，用于確定放射性物質的存在和位置，包括至少一個第一射線探測裝置；至少一個第二射線探測裝置，所述第二探測裝置中的每一個和所述至少一個第一射線探測裝置中的每一個并排地成對設置，并且所述第一和第二射線探測裝置的探測面位于同一平面內，以允許以相同的方式接收來自同一方向的射線，并分別產生第一探測信號和第二探測信號；射線屏蔽板，所述射
線屏蔽板設置在成對設置的所述第一射線探測裝置和第二射線探測裝置
之間，并且向所述探測面的前方垂直延伸；以及判斷裝置，所述判斷裝置接收來自所述第一和第二射線探測裝置的第一探測信號和第二探測信號，并根據所述第一探測信號和第二探測信號確定放射性物質是否存在、同時根據所述第一探測信號和第二探測信號之間的差值確定放射性物質的方位。
上述放射性物質探測設備進一步包括并排設置的第一框架和第二框架，所述第一射線探測裝置和第二射線探測裝置分別設置在所述第一框架和第二框架內。
在上述放射性物質探測設備中，所述第一框架和第二框架之間設有滑道機構，所述屏蔽板可在所述滑道機構內滑動以使所述屏蔽板伸出所述探測面的前方或伸縮到所述探測面的后方。
在上述放射性物質探測設備中，所述屏蔽板設有握持部。在上述放射性物質探測設備中，所述第一和第二射線探測裝置都為塑料閃爍體探測器。
在上述放射性物質探測設備中，所述塑料閃爍體探測器除探測面之外的部分包裹有射線屏蔽材料。
在上述放射性物質探測設備中，所述第一和第二射線探測裝置都為3He中子管探測器。
在上述放射性物質探測設備中，所述3化中子管探測器的探測面設有由大約3厘米厚的聚乙烯材料制成的慢化體。
在上述放射性物質探測設備中，所述3化中子管探測器除探測面之外的部分設有由大約5 — 8厘米厚的聚乙烯材料制成的屏蔽層。
根據本發明的一種放射性物質方位探測方法，用于確定放射性物質的存在和位置，包括如下步驟將第一射線探測裝置和第二射線探測裝置并排地成對設置，并且使所述第一和第二射線探測裝置的探測面位于同一平面內，以允許以相同的方式接收來自同一方向的射線，并分別產生第一探測信號和第二探測信號；在成對設置的所述第一射線探測裝置和第二射線探測裝置之間設置向所述探測面的前方垂直延伸的屏蔽板；以及根據所述第一探測信號和第二探測信號確定放射性物質是否存在、同時根據所述第一探測信號和第二探測信號之間的差值確定放射性物質的方位。
本發明的上述和其它特點將通過接下來對實施例的描述并結合附圖而變得更加明顯和更容易理解，其中
圖l是根據本發明的放射性物質方位探測設備的第一種實施例的結構示意圖2是圖1的俯視圖3是圖1的側視圖4是根據本發明的放射性物質方位探測設備的第一種實施例的示意
圖5是圖4的俯視圖6a—6d是根據本發明的放射性物質方位探測設備的工作原理圖；以
及
圖7是根據本發明的放射性物質方位探測設備的電路原理具體實施例方式
現在將詳細參照本發明的說明性、非限制性實施例，對根據本發明的放射性物質方位探測設備進行進一步說明。
參見附圖l一3，根據本發明的一種放射性物質方位探測設備，可用
于在疑似存在放射性物質(即放射源)的場合探測放射性物質是否存在并
確定放射性物質的位置。該放射性物質方位探測設備包括第一射線探測裝置1;第二射線探測裝置3，該第二探測裝置3和第一射線探測裝置的類型以及各方面的參數是相同的，例如可以是X射線探測器、Y射線探測器。在下面本發明的第一種實施例中，以探測Y射線的塑料閃爍體探測
器為例對本發明的放射性物質方位探測設備進行說明。第一射線探測裝置
1和第二射線探測裝置3并排地成對設置，并且所述第一射線探測裝置1和第二射線探測裝置3的探測面4 (即被測射線進入射線探測裝置內的平面)位于同一平面內，以允許第一射線探測裝置1和第二射線探測裝置3以相同的方式接收來自同一方向的射線并分別產生第一探測信號和第二探測信號。第一射線探測裝置1和第二射線探測裝置3中的每一個接收射線并產生探測電信號的過程可以和單個傳統的例如塑料閃爍體探測器之類的射線探測器的過程相同。所產生的電信號可表示塑料閃爍體探測器的附近是否存在放射源以及所探測的射線強度。可以理解，第一射線探測裝
置1和第二射線探測裝置3的數量可以分別為一個，即一對，但也可以分別是兩個或三個，即兩對或三對。
需要說明的是，在實際探測中，該第一和第二探測信號為本底信號(或基準信號)和凈探測信號之和，而且本底信號一般不為零。
根據本發明的放射性物質方位探測設備進一步包括可阻擋射線的諸如鉛板之類的射線屏蔽板3，該射線屏蔽板3設置在成對設置的第一射線探測裝置1和第二射線探測裝置3之間，并且向探測面4的前方(圖2中探測面4的下方)垂直延伸；以及判斷裝置8，該判斷裝置8接收來自第一射線探測裝置1和第二射線探測裝置3的第一探測信號和第二探測信號，并根據第一探測信號和第二探測信號確定放射性物質是否存在，例如如果第一探測信號和第二探測信號的凈探測信號中的至少一個不為零，則判斷出有放射性物質存在，同時根據所述第一探測信號和第二探測信號之間的差值確定放射性物質的方位。判斷裝置8可連接聲或光報警器9、禾口/或指示儀10，該報警器9可在判斷裝置8判斷出有放射性物質存在時發出報警信號，而指示儀10可根據判斷裝置8的進一步判斷結果而指示放射性物質位于屏蔽板2的正前方還是側前方，從而引導操作人員確定放射性物質的具體位置。
在本發明進一步的示例性實施例中，放射性物質方位探測設備還包括并排設置的第一框架7和第二框架12，第一射線探測裝置1和第二射線探測裝置3分別設置在第一框架7和第二框架12內，并通過螺栓之類的固定部件進行固定。第一框架7和第二框架12之間設有滑道機構6，該滑動機構6可以是引導滑槽或滑動凸起，相對應地，屏蔽板2的相對的兩端設有滑動凸起或滑槽，這樣屏蔽板2可以在滑道機構6內滑動，以使屏蔽板2伸出探測面4的前方或伸縮到探測面的后方(圖2中探測面4的上方)。在一種實施例中，屏蔽板2設有握持部5，操作人員可以握住握持部5拉推屏蔽板3伸出或縮回探測面4。
在圖2和3所示的實施例中，滑道機構6向探測面4的前方伸出。但本發明并不局限于此，該滑道機構6也可以不伸出探測面4，而只是與探測面4平齊。在此情況下，只有保證在屏蔽板2拉出探測面4時，仍有一部分屏蔽板2與滑道機構6保持配合即可。本領域的技術人員可以理解，屏蔽板2和滑道機構6的配合方式可以采用抽屜、或辦公桌的推拉式鍵盤支撐架式的結構。
在一種示例性實施例中，塑料閃爍體探測器除探測面4之外的部分包裹有例如鉛版之類的射線屏蔽材料，從而使射線只能從探測面4進入第一或第二射線探測裝置，這樣可在一定程度上也起到指向的作用。
在本發明的第二實施例中，如圖4和5所示，第一射線探測裝置l和第二射線探測裝置都為3He中子管探測器，可用于探測能量很低的中子。在此情況下，3He中子管探測器的探測面設有由大約3厘米厚的聚乙烯材料制成的慢化體，中子由于碰撞到該慢化體而使其能量降低，從而使能量較高的中子慢化，而除探測面之外的部分設有由大約5 — 8厘米厚的聚乙烯材料制成的屏蔽層，以防止來自這些方向的中子進入3He中子管。這樣，使中子只能從探測面經慢化后被中子管探測到，這樣可在一定程度上也起到指向的作用。
下面結合附圖6a—6d說明利用根據本發明的放射性物質方位探測設備在疑似存在放射性物質的場合探測放射性物質是否存在并確定放射性物質的位置的操作過程。
當本發明的放射性物質方位探測設備不工作時，可以將屏蔽板2沿滑道機構6推到探測面4的后方，這樣可以減小整個設備的體積，便于運輸。
如果只需要探測是否有放射性物質存在時，即處于存在模式下時，也將屏蔽板2沿滑道機構6推到探測面4的后方，如圖6a和6b所示。在此狀態下，來自放射性物質的射線以相同的角度(垂直地或傾斜地)無阻擋地入射到探測面4，由于第一和第二射線探測裝置1、 3的類型和各種參數相同，因此所產生的第一和第二探測信號也相同。例如當第一和第二探測信號都不為零時，則判斷出附近存在放射性物質，并進一步驅動報警器9發出聲或光報警信號。可以理解，在此工作模式下，可關閉指示儀IO。
如果即要探測是否有放射性物質存在也要探測放射性物質的位置時，即處于存在和位置模式下時，則將屏蔽板2沿滑道機構6拉到探測面4的 前方，如圖6c和6d所示。在此狀態下，來自放射性物質的射線仍然以相 同的角度射向第一和第二射線探測裝置1、 3。如果放射性物質位于整個方 位探測設備的正前方，則放射性位置發出的射線如圖6c所示垂直地入射 到第一和第二射線探測裝置l、 3的探測面4。此時，所產生的第一和第二 探測信號相同，二者的靜探測信號都不為零，但差值為零。據此原理，當 第一和第二探測信號中的靜探測信號都不為零，但差值為零時，則判斷出 附近存在放射性物質，而且放射性物質位于整個方位探測設備的正前方， 從而進一步驅動報警器9發出聲或光報警信號，而且指示儀10發出方位 信號。如果根據該方位信號進一步繼續前行，則可以確定放射性物質的具 體位置。當第一和第二探測信號中的靜探測信號都為零時，則確定附近不 存在放射性物質。
仍然是在存在和位置模式下，如果放射性物質位于屏蔽板2的一側， 例如如圖6d所示位于第一射線通信裝置1的一側，則放射性物質所發出 的射線可以傾斜地射向第一射線通信裝置1的整個探測面4，但由于屏蔽 板2的射線屏蔽作用，至少有一部分射線受到屏蔽板2的阻擋而不能入射 到第二射線探測裝置3的探測面4。也就是說，入射到第一和第二射線探 測裝置l、 3的探測面4的射線的數量不相同，因此所產生的第一和第二 探測信號也不相同。據此原理，當第一和第二探測信號中的靜探測信號都 為零時，則確定附近不存在放射性物質。當第一和第二探測信號的靜探測 信號中的至少一個不為零時，則判斷出附近存在放射性物質。進一步地， 當第一和第二探測信號的差值例如為正值時，則確定放射性物質位于第一 射線探測裝置l的一側，而當該差值例如為負值時，則確定放射性物質位 于第二射線探測裝置3的一側，并進一步驅動報警器9發出聲或光報警信 號，而且指示儀IO發出方位信號。此時，可以根據報警器9和指示儀10 指示的內容，調整整個方位探測設備的角度，直到指示儀10顯示的內容 表示放射性物質位于方位探測設備的正前方。根據該方位信號進一步繼續 前行，則可以確定放射性物質的具體位置。
可以理解，探測過程中，可以在探測面4所在的平面內旋轉整個方位 探測設備，以確定放射性物質位于屏蔽板2的左右側還是上下側，即可識 別放射性物質的橫向方位和高度方向方位，從而提高搜索放射源的效率，減少工作人員在輻射場中逗留的時間。
與根據本發明的放射性物質方位探測設備相對應，本發明還提供一種放射性物質方位探測方法，可用于在疑似存在放射性物質(即放射源)的場合探測放射性物質是否存在并確定放射性物質的位置。該方法包括將其類型以及各方面的參數都相同的第一射線探測裝置1和第二射線探測裝置3并排地成對設置，并且使第一和第二射線探測裝置的探測面4 (即被
測射線進入射線探測裝置內的平面)位于同一平面內，以允許第一射線探測裝置1和第二射線探測裝置3以相同的方式接收來自同一方向的射線并
分別產生第一探測信號和第二探測信號；在成對設置的所述第一射線探測裝置1和第二射線探測裝置3之間設置向探測面4的前方垂直延伸的屏蔽板2，該屏蔽板2能夠阻擋將被探測的射線穿過；根據第一探測信號和第二探測信號確定放射性物質是否存在，例如如果第一探測信號和第二探測信號的靜探測信號中的至少一個不為零，則判斷出有放射性物質存在，同時根據所述第一探測信號和第二探測信號之間的差值確定放射性物質的方位。進一步地，當探測到放射性物質存在時，可以發出聲或光報警信息，并可以發出表示被探測的放射性物質所在方位的信息。
在本發明的放射性物質探測方法的進一步實施例中，屏蔽板2被設置成可伸出探測面4的前方或伸縮到探測面4的后方。而且第一和第二射線探測裝置1、 3都為塑料閃爍體探測器或3He中子管探測器。在上面的示例性實施例中，描述了第一射線通信裝置1和第二射線探測裝置3的類型相同，在它們發出的至少一個探測信號中的靜探測信號不為零時表示存在放射性物質，而且探測信號的差值不為零時表示放射性物質在屏蔽板的一側。但本發明并不局限于此，可以理解，第一射線通信裝置1和第二射線探測裝置3也可以為不同的類型，但如果每個射線探測裝置的射線輸入和電信號輸出之間具有固定的關系，則可以設定第一射線通信裝置1和第二射線探測裝置3的第一探測信號和第二探測信號的靜探測信號中的至少一個為某一設定值時，表示有放射性物質存在，而且二者之間的差值為另一設定值時，表示放射性物質位于屏蔽板的某一側。
進一步地，本發明的方位探測設備還可以設置成能夠探測被探測射線的劑量，即探測放射性物質的放射強度。從而可以以最大的探測器面積尋找放射源，提高探測效率，避免遺漏小活度放射源。
盡管對本發明的典型實施例進行了說明，但是顯然普通技術人員可以 理解，在不背離本發明的精神和原理的情況下可以進行改變，其范圍在權
利要求書以及其等同物中進行了限定。
權利要求
1、一種放射性物質方位探測設備，用于確定放射性物質的存在和位置，包括至少一個第一射線探測裝置；至少一個第二射線探測裝置，所述第二探測裝置中的每一個和所述至少一個第一射線探測裝置中的每一個并排地成對設置，并且所述第一和第二射線探測裝置的探測面位于同一平面內，以允許以相同的方式接收來自同一方向的射線，并分別產生第一探測信號和第二探測信號；射線屏蔽板，所述射線屏蔽板設置在成對設置的所述第一射線探測裝置和第二射線探測裝置之間，并且向所述探測面的前方垂直延伸；以及判斷裝置，所述判斷裝置接收來自所述第一和第二射線探測裝置的第一探測信號和第二探測信號，并根據所述第一探測信號和第二探測信號確定放射性物質是否存在、同時根據所述第一探測信號和第二探測信號之間的差值確定放射性物質的方位。
2、 如權利要求1所述的放射性物質探測設備，進一步包括并排設置 的第一框架和第二框架，所述第一射線探測裝置和第二射線探測裝置分別 設置在所述第一框架和第二框架內。
3、 如權利要求2所述的放射性物質探測設備，其中所述第一框架和 第二框架之間設有滑道機構，所述屏蔽板可在所述滑道機構內滑動以使所 述屏蔽板伸出所述探測面'的前方或伸縮到所述探測面的后方。
4、 如權利要求1一3中任一項所述的放射性物質通信設備，其中所述 屏蔽板設有握持部。
5、 如權利要求1所述的放射性物質探測設備，其中所述第一和第二 射線探測裝置都為塑料閃爍體探測器。
6、 如權利要求5所述的放射性物質探測設備，其中所述塑料閃爍體 探測器除探測面之外的部分包裹有射線屏蔽材料。
7、 如權利要求1所述的放射性物質探測設備，其中所述第一和第二 射線探測裝置都為3He中子管探測器。
8、 如權利要求7所述的放射性物質探測設備，其中所述3化中子管探測器的探測面設有由大約3厘米厚的聚乙烯材料制成的慢化體。
9、 如權利要求8所述的放射性物質探測設備，其中所述3^中子管探 測器除探測面之外的部分設有由大約5 — 8厘米厚的聚乙烯材料制成的屏蔽層。
10、 一種放射性物質方位探測方法，用于確定放射性物質的存在和位置，包括如下步驟將第一射線探測裝置和第二射線探測裝置并排地成對設置，并且使所 述第一和第二射線探測裝置的探測面位于同一平面內，以允許以相同的方 式接收來自同一方向的射線，并分別產生第一探測信號和第二探測信號；在成對設置的所述第一射線探測裝置和第二射線探測裝置之間設置 向所述探測面的前方垂直延伸的屏蔽板；以及根據所述第一探測信號和第二探測信號確定放射性物質是否存在、同 時根據所述第一探測信號和第二探測信號之間的差值確定放射性物質的 方位。
11、 如權利要求10所述的放射性物質探測方法，其中所述屏蔽板可 伸出所述探測面的前方或伸縮到所述探測面的后方。
12、 如權利要求10所述的放射性物質探測方法，其中所述第一和第 二射線探測裝置都為塑料閃爍體探測器。
13、 如權利要求10所述的放射性物質探測方法，其中所述第一和第 二射線探測裝置都為3He中子管探測器。
全文摘要
公開了一種放射性物質方位探測設備，用于確定放射性物質的存在和位置，包括至少一個第一射線探測裝置；至少一個第二射線探測裝置，所述第二探測裝置中的每一個和所述至少一個第一射線探測裝置中的每一個并排地成對設置，并且所述第一和第二射線探測裝置的探測面位于同一平面內，以允許以相同的方式接收來自同一方向的射線，并分別產生第一探測信號和第二探測信號；射線屏蔽板，所述射線屏蔽板設置在成對設置的所述第一射線探測裝置和第二射線探測裝置之間，并且向所述探測面的前方垂直延伸；以及判斷裝置，所述判斷裝置接收來自所述第一和第二射線探測裝置的第一探測信號和第二探測信號，并根據所述第一探測信號和第二探測信號確定放射性物質是否存在、同時根據所述第一探測信號和第二探測信號之間的差值確定放射性物質的方位。本發明還提供了一種放射性物質方位探測方法。
文檔編號G01T1/00GK101470205SQ20071030854
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年12月29日
發明者華 彭, 宇 賀, 崑 趙, 明 阮 申請人:同方威視技術股份有限公司