就地高純鍺γ譜儀角響應校準刻度裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種就地高純鍺γ譜儀角響應校準刻度裝置，其特征在于包括：探測器定位組件，貼合就地高純鍺γ譜儀的探測器而放置，用于固定探測器的位置；刻度源放置軌道，刻度源放置軌道為0～90°的弧形，在刻度源放置軌道上，在光子入射角θ＝0°和θ＝90°之間的位置上每隔一定間隔設置一個刻度源放置孔；以及刻度源放置軌道定位組件，緊貼刻度源放置軌道，用于固定刻度源放置軌道的位置。根據本實用新型的技術方案，能夠簡單、準確、高效地實現就地高純鍺γ譜儀角響應校準刻度。
【專利說明】就地高純鍺Y譜儀角響應校準刻度裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及核輻射測量【技術領域】，尤其涉及一種就地高純鍺Y譜儀角響應 校準刻度裝置。
【背景技術】
[0002] 在輻射環境測量中，就地高純鍺（HPGe)Y譜儀利用Y能譜中全能峰的信息，不僅 可以甄別放射性核素種類，而且可以確定在土壤中的放射性核素活度濃度，具有分析時間 短、取樣代表性強等優點，而且作為便攜儀器，具有很高的機動性能。目前，就地高純鍺Y 譜儀已被一些國家廣泛應用于環境放射性調查、核應急、地質勘探等方面。使用該項技術的 關鍵在于如何準確確定譜儀的全能峰計數率與不同核素比活度間的校準系數。
[0003] 核輻射探測器（也稱為"探測器"）是指能夠指示、記錄和測量核輻射的材料或裝 置。核輻射探測器是核物理、粒子物理研究及輻射應用中不可缺少的工具和手段，被廣泛應 用于Y譜儀中。
[0004] 在輻射環境就地測量中，半無限大土壤中的放射性核素發射的Y光子，是以0? 90°范圍內任一角度入射到Y譜儀的探測器。對于同軸圓柱形HPGe晶體，通常認為水平 方向對稱。但是，由于受探測器結構和晶體形狀影響，對于來自于不同方向的入射Y光子， 探測器效率是不同的。因此，在使用該技術時，必須進行探測器效率的角響應校準。通過測 量探測器的計數效率隨光子入射角（Θ)的變化關系和計算出的角通量分布數據可以確定 探測器的角響應因子。
[0005] 發表在《核電子學與探測技術》2013年33卷第5期上的"就地HPGeγ譜儀不同 距離上的有效前面積和角響應刻度"一文中，公開了一種角響應函數刻度實驗裝置。該實驗 裝置即將探測器水平放置在實驗臺上，探測器中心軸距地面高度h，放射源放置于探測器中 心軸方向一定距離處，在測得一定距離上0°角響應后，通過調節改變水平方向的夾角進行 測量，從而獲得該距離上的角響應。
[0006] "就地HPGeY譜儀不同距離上的有效前面積和角響應刻度" 一文中提出的實驗裝 置，可以實現高純鍺Y譜儀角響應刻度。但是，該實驗裝置存在如下缺陷：
[0007] 該裝置中探測器、放射源位置無法固定，在調節夾角時容易因為人為操作導致響 應距離和角度上的偏差；
[0008] 該裝置中探測器、放射源空間位置無法進行有效的修正，容易因此導致結果上的 偏差；
[0009] 該裝置通過調節水平方向上的夾角進行測量，放射源Y射線空間散射與實際輻 射環境測量存在差異，導致測量結果不準確。 實用新型內容
[0010] 本實用新型的主要目的在于提供一種就地高純鍺Y譜儀角響應校準刻度裝置和 相應的Y譜儀，以解決現有技術中存在的上述問題。 toon]本實用新型提供了一種就地高純鍺Y譜儀角響應校準刻度裝置，其特征在于包 括：探測器定位組件，貼合就地高純鍺γ譜儀的探測器而放置，用于固定探測器的位置；刻 度源放置軌道，刻度源放置軌道為〇?90°的弧形，在刻度源放置軌道上，在光子入射角Θ =〇°和Θ= 90°之間的位置上每隔一定間隔設置一個刻度源放置孔；以及刻度源放置軌 道定位組件，緊貼刻度源放置軌道，用于固定刻度源放置軌道的位置。
[0012] 與現有技術相比，根據本實用新型的技術方案能夠簡單、準確、高效地實現就地高 純鍺Y譜儀角響應校準刻度。具體而言，在角響應刻度過程中，通過調節探測器探頭晶體 準直組件，能夠準確地固定探測器水平和垂直的位置，實現探測器探頭晶體位置的準直。使 用刻度源放置軌道，較好地實現對垂直方向上夾角的調節，具有操作簡單、重復性好的優 點。通過調節垂直方向上夾角進行測量，更符合就地高純鍺Y譜儀輻射環境測量過程中Y 射線空間散射的實際情況，具有較好的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分， 本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當 限定。在附圖中：
[0014] 圖1是本領域中常見的就地高純鍺Y譜儀的正視圖；
[0015] 圖2是圖1所示的就地高純鍺Y譜儀的側視圖；
[0016] 圖3是根據本實用新型實施例的就地高純鍺Y譜儀角響應校正刻度裝置的結構 示意圖；
[0017] 圖4是圖3的局部放大圖；
[0018] 圖5是圖3所示的角響應校正刻度裝置的右視圖；并且
[0019] 圖6是圖3所示的角響應校正刻度裝置的刻度源放置軌道的結構示意圖。
[0020] 在這些附圖中，使用相同的參考標號來表示相同或相似的部分。
【具體實施方式】
[0021] 為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，以下結合附圖及具體實施例， 對本實用新型作進一步地詳細說明。
[0022] 在以下描述中，對" 一個實施例"、"實施例"、" 一個示例"、"示例"等等的引用表明 如此描述的實施例或示例可以包括特定特征、結構、特性、性質、元素或限度，但并非每個實 施例或示例都必然包括特定特征、結構、特性、性質、元素或限度。另外，重復使用短語"在一 個實施例中"雖然有可能是指代相同實施例，但并非必然指代相同實施例。
[0023] 為簡單起見，以下描述中省略了本領域技術人員公知的某些技術特征。
[0024] 下面參考圖1和圖2。圖1是本領域中常見的就地高純鍺Y譜儀100的正視圖。 圖2是圖1所示的就地高純鍺Y譜儀100的側視圖。
[0025] 圖1和圖2所示的就地高純鍺Y譜儀100可以包括探測器16和其他組件。探測 器16可以包括探測器探頭晶體（也稱探測器晶體）12。
[0026] 下面參考圖3和圖5。圖3是根據本實用新型實施例的就地高純鍺Y譜儀角響應 校正刻度裝置300的結構示意圖。圖5是圖3所示的角響應校正刻度裝置300的右視圖。
[0027] 角響應校正刻度裝置300可以包括探測器定位組件、刻度源放置軌道和刻度源放 置軌道定位組件。
[0028] 如圖3所示，根據本實用新型的一個實施例，在角響應校正刻度裝置300中，可以 由上橫擋3、下橫擋、立柱組成立方體框架，探測器16可以放置于角響應校正刻度裝置300 的右上端。
[0029] 根據本實用新型的一個實施例，探測器定位組件可以貼合就地高純鍺Y譜儀100 的探測器16而放置，用于固定探測器16的位置。
[0030] 根據本實用新型的進一步實施例，探測器定位組件可以進一步包括探測器固定組 件1、探測器固定斜拉板2和探測器探頭晶體端水平定位板13。探測器16的位置可以由探 測器固定組件1、探測器固定斜拉板2和探測器探頭晶體端水平定位板13固定。圖4是圖 3的局部放大圖。從圖4中可以清楚地看到進行高純鍺Y譜儀角響應校正刻度時探測器 16與角響應校正刻度裝置300的探測器固定組件1、探測器固定斜拉板2和探測器探頭晶 體端水平定位板13的位置關系。
[0031] 根據本實用新型的進一步實施例，角響應校正刻度裝置300可以進一步包括探測 器探頭晶體準直組件，與探測器探頭晶體相鄰放置，具有用于控制探測器探頭晶體12的水 平位置的第一調節旋鈕和用于控制探測器探頭晶體12的垂直位置的第二調節旋鈕。根據 本實用新型的一個實施例，第一調節旋鈕是圖3所示的探測器左右位置調節旋鈕14,用于 調節探測器探頭晶體12的水平方向上的位置；第二調節旋鈕是圖3所示的探測器前后位置 調節旋鈕15,用于調節探測器探頭晶體12的垂直方向上的位置。這兩個調節旋鈕使得探測 器探頭晶體12的中心保持與地面垂直。晶體中心位置調節過程中，可以使用水平、垂直儀 器進行校準。
[0032] 根據本實用新型的一個實施例，刻度源放置軌道4可以為0?90°的弧形，在刻度 源放置軌道上，在光子入射角Θ=0°和Θ= 90°之間的位置上每隔一定間隔設置一個 刻度源放置孔11。其中，Θ=0°的位置即垂直于探測器的正表面的位置。根據本實用新 型的一個實施例，該一定間隔可以為5°，即在Θ=〇° (垂直于探測器的正表面）和Θ = 90°之間每隔5°間隔設置一個刻度孔，一共18個刻度孔。應當注意，這里的5°的間隔 僅僅是示例性而非限制性的，在不同的實施例中其取值可能不同。本領域技術人員可以根 據刻度孔數量的不同調整該間隔的取值。
[0033] 根據本實用新型的一個實施例，刻度源放置軌道定位組件可以緊貼刻度源放置軌 道4,用于固定刻度源放置軌道4的位置。
[0034] 根據本實用新型的進一步實施例，刻度源放置軌道定位組件進一步包括至少兩個 軌道固定桿8和10、連接到軌道固定桿的固定旋鈕7和連接到立柱的固定旋鈕6。
[0035] 根據本實用新型的更進一步實施例，角響應校正刻度裝置300可以進一步包括刻 度源放置軌道準直組件，用于對刻度源放置軌道4的位置進行調節，包括與連接到立柱的 固定旋鈕6連接的軌道垂直位置調節旋鈕5和連接到該至少兩個軌道固定桿8和10的軌道 水平位置調節旋鈕9。根據本實用新型的一個詳細實施例，可以調節調節旋鈕5、固定旋鈕7 和調節旋鈕9,使刻度源放置軌道4的弧度平面與探測器探頭晶體12的垂直平面重合，并使 得探測器探頭晶體12的中心點至刻度源放置軌道4上每個刻度源放置孔11的中心線距離 均為1200_。具體而言，調節過程中，鉛錘尖點可以位于刻度源Θ=〇°中心，且刻度裝置 上的θ=0°和θ= 90°中心點位置距探測器探頭晶體中心點1200mm。應當注意，這里 的1200mm的中心線距離僅僅是示例性而非限制性的，在不同的實施例中其取值可能不同。 本領域技術人員可以根據具體情況調整該中心線距離的取值。
[0036] 如在"【背景技術】"部分所述，在輻射環境就地測量中，半無限大土壤中的放射性核 素發射的Y光子，是以〇?90°范圍內任一角度入射到Y譜儀的探測器。對于同軸圓柱 形HPGe晶體，通常認為水平方向對稱。但是，由于受探測器結構和晶體形狀影響，對于來自 于不同方向的入射Y光子，探測器效率是不同的。因此，在使用該技術時，必須進行探測器 效率的角響應校準。通過測量探測器的計數效率隨光子入射角（Θ)的變化關系和計算出 的角通量分布數據可以確定探測器的角響應修正因子。
[0037] 根據本實用新型，進行高純鍺Y譜儀角響應校正刻度時，可以將高純鍺Y譜儀 100放置于角響應校正刻度裝置300上（參見圖3-圖5)，使用水平、垂直校準儀器對探測器 探頭晶體12和刻度源軌道4進行水平和垂直位置的校準。具體而言，可以將刻度點源（又 稱刻度源）或 152Eu放置在刻度源放置孔11中，做好點源中心點與探測器探頭晶體12中心 的距離調節。打開高純鍺Y譜儀100,開始測量。先測量環境本底計數，再在入射角Θ= 0° (垂直于探測器的正表面）和Θ= 90°之間每隔5°刻度源放置孔11依次測得刻度 源全能峰計數率（又稱凈峰計數率）Nf (Θ)，每個點測試24h(即，24小時）。角響應校正因 子由下式確定：
【權利要求】
1. 一種就地高純鍺Y譜儀角響應校準刻度裝置，其特征在于包括： 探測器定位組件，貼合所述就地高純鍺Y譜儀的探測器而放置，用于固定所述探測器 的位置； 刻度源放置軌道，所述刻度源放置軌道為0?90°的弧形，在刻度源放置軌道上，在光 子入射角0 =0°和0 = 90°之間的位置上每隔一定間隔設置一個刻度源放置孔；以及 刻度源放置軌道定位組件，緊貼所述刻度源放置軌道，用于固定所述刻度源放置軌道 的位置。
2. 根據權利要求1所述的就地高純鍺Y譜儀角響應校準刻度裝置，其特征在于，所述 探測器定位組件進一步包括探測器固定組件、探測器固定斜拉板和探測器探頭晶體端水平 定位板。
3. 根據權利要求1所述的就地高純鍺Y譜儀角響應校準刻度裝置，其特征在于，進一 步包括： 探測器探頭晶體準直組件，與探測器探頭晶體相鄰放置，具有用于控制所述探測器探 頭晶體的水平位置的第一調節旋鈕和用于控制所述探測器探頭晶體的垂直位置的第二調 節旋鈕。
4. 根據權利要求1所述的就地高純鍺Y譜儀角響應校準刻度裝置，其特征在于，所述 刻度源放置軌道定位組件進一步包括至少兩個軌道固定桿、連接到軌道固定桿的固定旋鈕 和連接到立柱的固定旋鈕。
5. 根據權利要求4所述的就地高純鍺Y譜儀角響應校準刻度裝置，其特征在于，進一 步包括： 刻度源放置軌道準直組件，用于對所述刻度源放置軌道的位置進行調節，包括與所述 連接到立柱的固定旋鈕連接的軌道垂直位置調節旋鈕和連接到所述至少兩個軌道固定桿 的軌道水平位置調節旋鈕。
6. 根據權利要求1所述的就地高純鍺Y譜儀角響應校準刻度裝置，其特征在于，所述 一定間隔為5°。
7. 根據權利要求1-6中任一項所述的就地高純鍺Y譜儀角響應校準刻度裝置，其特征 在于，所述刻度源放置軌道和所述刻度源放置孔采用聚四氟乙烯材料制成。
【文檔編號】G01T1/36GK204177979SQ201420642498
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】吳永樂, 岳會國, 王超, 董淑強, 李宏宇 申請人:環境保護部核與輻射安全中心