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采用碘化铯探测器的个人辐射剂量监测仪的研究开发

邱细亚  
【摘要】:本课题主要研究一种核辐射剂量当量率、剂量当量监测的仪器。在设计过程中,针对χ、γ射线的特点,选择新型的理想探测器,并在后级采用与该探测器发射光谱相匹配的光电二极管进行光电转换,经过放大整型后,送入微控制器进行显示和存储,数据也可以通过USB接口传给上位机,以备更完善的数据存储、分析和统计,进而帮助工作人员制定辐射防护方案。本文主要研究了以下几个内容: ①碘化铯(铊激活)闪烁体探测器。主要有碘化铯(铊激活)闪烁体、硅PIN光电二极管、电荷灵敏放大器组成。它是将碘化铯(铊激活)闪烁体探测的χ、γ辐射粒子的光信号通过硅PIN光电二极管转换为电流信号,再经过电荷灵敏放大器将微弱的电流信号转换为后级电路可检测的电压信号; ②脉冲检测电路。脉冲检测电路将探测器、电荷灵敏放大器等环节中的噪声通过设定阈值而将其过滤掉。 ③EEPROM存储器。采用EEPROM存储现场数据,掉电数据任然保留,这对将来辐射数据统计、分析提供了重要的帮助。 ④USB接口。采用USB2.0接口技术,将微处理器通信变得轻松简单,通用性强。 ⑤电源电路。由于电路中涉及到多个模块在不同电压下工作,设计中将电池提供的3.7V电压转换成系统中各模块所需的电压伏数,从而来满足它们各自的工作需要。 该仪器可探测χ、γ射线辐射的剂量当量和剂量当量率,操作界面便捷易用,体积小重量轻适合于辐射相关人员携带,监测数据可上传至电脑,方便数据统计、查询,为现场工作人员的防护安全和监管部门查询、统计、监督以及规章制定提供了重要的帮助。经测试,系统重复性测试达到4.133%,计量当量率误差控制在±15%以内,符合辐射探测标准。该仪器适合于核电站、出入境检测、放射性治疗、核技术应用等从业人员辐射剂量检测,在未来的射线检测中具有很大的应用前景。


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