常用核辐射仪器介绍.docVIP

常用核辐射测量仪器介绍 4.1 概 述 核辐射测量仪器有多种，按照探测射线的种类，可分为γ辐射仪，α辐射仪，X荧光仪等类型。一台好的仪器必须满足下面一些要求：1、探测灵敏度高，使测量结果能够反映微弱的放射性异常；2、观测精度好；3、工作稳定可靠；4、可进行多参数测量；5、具有一定的现场处理及成图能力，如计算、打印、绘图等。6、仪器轻便，结构坚固；7、耗电少；8、操作简单，维修容易等。 近年来，核辐射测量仪器得到了迅速的发展。采用中大规模集成电路制成的仪器取代了晶体管型仪器，硬软件并重的微机化仪器已经出现，仪器的整机性能和功能都有了很大提高。核辐射测量仪器式样繁多，总的特点是小型、轻便。本章将着重介绍一些常用的核辐射测量仪器。 γ辐射仪 4.2.1 总量γ辐射仪 γ总量辐射仪（简称γ辐射仪）是野外工作（如地质、放射性监测等）中广泛应用的一种仪器，具有小巧轻便，结构紧凑，价格低廉，携带方便，操作简易等特点。它用于测量γ射线，能够反映γ射线的强弱。 一、JB4000型智能化X-γ辐射仪 JB4000是由上海精博工贸有限公司生产的一种便携式、智能化的X-γ总量辐射仪。主要由闪烁计数器、放大器、计数器、甄别器（比较器）、单片机、液晶显示器、面板、按钮及电源电路组成。其工作原理如图4.1所示： 图4.1 JB4000电原理框图 1、仪器主要性能 测量时间 仪器提供了1s、5s、10s、20s、30s五种测量时间，为了保证测量精度，用户可根据X、γ放射性强弱选择相应的测量时间，仪器读数均归一化为1秒钟的数据，并直接以剂量率的形式显示出测量结果。对低水平的放射性场合，应选择长的测量时间。1s测量主要是为了适应放射性普查快速测量的要求。 显示单位 仪器提供了μSv/h、μGy/h、μR/h、CPS四种剂量率单位供用户选择。同时仪器提供了累计剂量测量功能，以μSv显示累计剂量。 报警功能 剂量率超阈值报警功能：报警阈值可通过键盘进行选择，仪器测量到的剂量率大于所设定的报警阈值时，仪器发出报警。 剂量率过载报警功能：当放射性强度大大超出仪器测量范围时、仪器发出报警，显示器显示“OVER”字样，并切断仪器高压电源，以保护光电倍增管不会因为剂量过高而损坏。 探测器无信号报警：当仪器探测器故障，仪器发出报警提示，并显示“ERR”字样。 电池欠压等报警功能：当仪器供电电池电压低于2.2V时，仪器显示器有电池欠压提示。 2、电路功能介绍 (1)、低压电源变换 低压DC/DC变换器采用一片MAX756集成电路，该电路具有较高的电源转换效率，并具有电池欠压检测功能。电路如图4.2所示： MAX756工作或停止可由计算机直接控制，MAX756的3脚输出一个1.25V基准电压，该电压给高压电源作调节控制的参考基准。 当电池电压底于2.2V时，MAX756的4脚输出低电平给CPU。 （2）、高压电源变换 高压电源变换电路如图4.3所示，高压变换器由比较放大器N2，振荡器V10、B2，4倍压整流电路，以及采样电阻等组成一个闭环负反馈控制系统，其中R2、R17、R18、R19组成取样电路。仪器能自动稳压。V9、V15用于让CPU控制高压电源的供电电源。仪器过载时，CPU可及时关闭仪器高压。 （3）、放大器 放大器采用TLE2071低功耗高速运算放大器。放大器电路如图4.4所示。探测器信号先通过R25、C27进行微分，送TLE2071放大10倍，然后送甄别器处理。 （4）、甄别器 具有四路甄别器，电路如图4.5所示。MC1403提供甄别器电压基准，比较器采用LM311。当放大器输出的脉冲幅度大于甄别器电压基准时，比较器输出负脉冲信号，送82C53或CPU计数。 （5）、过载检测电路 探测器出的电路信号经过N9放大器积分放大后，送比较器N10，如高于设定电压值，则比较器输出为低电平，通知CPU关闭高压电源。 处理器电路 处理器电路如图4.7所示，82C53和89c52 的T1口用于对四路甄别器输出信号进行计数，X1为显示器接口，X2为键盘接口、 V4控制液晶显示器背光，V3控制蜂鸣器。 图4.2 低压电源变换电路图 图4.3 高压电源变换电路图 图4.4 放大器电路图 图4.5 甄别器电路图 图4.6 过载检测电路 图4.7 处理器电路图 （6）、能量响应 NaI晶体对不同能量的γ射线响应差异较大，特别是对40Kev左右的低能射线，是661Kev的137CS响应的30倍左右，为了获得较好的能量响应性，本仪器从两个方面采取措施来进行能量补偿。 仪器当我用于测量γ辐射剂量仪时，在晶体外包一定厚度的铅皮，来降低NaI晶体对低能射的响应。由于高能射线穿透能力强，低能射线穿透能力弱，所以采用适当厚度的铅皮能较好的补偿NaI晶体对低能射的响应，特别是对80Kev以上