本發(fā)明涉及放射性測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種反康普頓反宇宙射線高純鍺譜儀。

背景技術(shù)：

γ射線能量為幾十kev到mev的能量范圍內(nèi)時，半導(dǎo)體探測器、閃爍晶體探測器測得的能譜中，康普頓坪的面積往往比較大，給復(fù)雜譜的解析增加了困難。較低能量的γ射線的全能峰會疊加在高能γ能譜的康普頓坪上，由于坪上計數(shù)的統(tǒng)計漲落，從而大大影響了低能量γ射線全能峰面積測量的精度，或有可能根本尋不到低能γ射線的全能峰。放射性測量的本底水平直接影響其探測下限，宇宙射線及環(huán)境中的天然放射性核素均會增加全譜的積分本底水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊，測量精度高，同時具有反康普頓散射和反宇宙射線功能的高純鍺譜儀。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種反康普頓反宇宙射線高純鍺譜儀，包括鉛屏蔽室5和安裝于鉛屏蔽室5內(nèi)部的主探測器1、環(huán)反符合探測器2和頂探測器3，頂探測器3位于環(huán)反符合探測器2的上方；環(huán)反符合探測器2的中部設(shè)有空腔，空腔的下部形成用于安裝主探測器1的第一空腔201，空腔的上部形成用于盛放待檢測樣品的第二空腔202。

進(jìn)一步，頂探測器3上安裝有第一光電倍增管31，環(huán)反符合探測器2上安裝有第二光電倍增管21；所述環(huán)反符合探測器2和頂探測器3組成反符合探測器；環(huán)反符合探測器2為塑料閃爍體探測器，頂探測器3為bgo閃爍體探測器；所述第一光電倍增管31設(shè)于頂探測器3的一端，主探測器1、環(huán)反符合探測器2和頂探測器3與反符合功能電路連接；當(dāng)主探測器1和環(huán)反符合探測器2都有信號輸出時、頂探測器3和主探測器1中都有輸出時、或者三個探測器均有信號輸出時，主探測器1中的輸出信號不被處理。

進(jìn)一步，所述反符合功能電路包括跟隨電路，相加電路，對數(shù)放大電路，甄別成形電路，反符合電路，線性門，多道分析器，單片機(jī)，能譜主放電路和甄別死時間控制電路；所述跟隨電路的輸入端與環(huán)反符合探測器2和頂探測器3的輸出端連接，跟隨電路的輸出端與相加電路的輸入端連接，相加電路的輸出端與對數(shù)放大電路的輸入端連接，對數(shù)放大電路的輸出端與甄別成形電路的輸入端連接，甄別成形電路的輸出端與反符合電路的輸入端連接，反符合電路的輸出端與線性門的輸入端連接，線性門的輸出端與多道分析器連接，多道分析器與單片機(jī)連接；能譜主放電路的輸入端與主探測器1的輸出端連接，能譜主放電路的輸出端與甄別死時間控制電路和反符合電路的輸入端連接。

進(jìn)一步，所述環(huán)反符合探測器2的上部經(jīng)過切割后形成棱柱22，棱柱22與環(huán)反符合探測器2的下部頂面之間形成多個缺角203，每個缺角203的底面設(shè)有一個第二光電倍增管21，第二光電倍增管21垂直于缺角203的底面。

進(jìn)一步，所述環(huán)反符合探測器2的上部經(jīng)過切割后形成正四棱柱，正四棱柱與環(huán)反符合探測器2的下部頂面之間形成四個缺角203，每個缺角203的底面設(shè)有一個第二光電倍增管21。

進(jìn)一步，所述第一空腔201和第二空腔202為圓柱形空腔，主探測器1為圓柱體，第一空腔201的內(nèi)徑與主探測器1的外徑相同。

進(jìn)一步，所述頂探測器3和環(huán)反符合探測器2外均設(shè)有遮光膜層。

進(jìn)一步，所述鉛屏蔽室5包括鉛屏蔽室本體51和扣合在鉛屏蔽室本體51上的上鉛蓋52，上鉛蓋52和鉛屏蔽室本體51扣合后在鉛屏蔽室5內(nèi)部形成密閉空間；鉛屏蔽室本體51的中部設(shè)有容納環(huán)反符合探測器2的第一容納空腔，上鉛蓋52上設(shè)有容納頂探測器3的第二容納空腔，上鉛蓋52扣合在鉛屏蔽室本體51上時，頂探測器3覆蓋第二空腔202的上方；所述第一容納空腔和第二容納空腔為長方體空腔，所述環(huán)反符合探測器2為長方體狀，頂探測器3為與環(huán)反符合探測器2的頂部相應(yīng)的長方體狀。

進(jìn)一步，所述頂探測器3為bgo閃爍體、或者nai閃爍體、或者塑料閃爍體；環(huán)反符合探測器2為nai閃爍體、或者bgo閃爍體、或者塑料閃爍體、或者塑料閃爍體、nai閃爍體和bg0閃爍體三種材料中的任意兩種兩兩組合，主探測器1是bgo閃爍體、或者nai閃爍體、或者labr3閃爍體。

進(jìn)一步，所述上鉛蓋52為澆筑方式加工而成的鉛結(jié)構(gòu)，所述鉛屏蔽室本體51包括交錯疊放而成的鉛結(jié)構(gòu)層，鉛結(jié)構(gòu)層的內(nèi)側(cè)壁依次設(shè)有隔片層和銅層，鉛屏蔽室本體51的內(nèi)外均采用鐵板固定。

本發(fā)明反康普頓反宇宙射線高純鍺譜儀，同時實(shí)現(xiàn)反康普頓散射和反宇宙射線的功能，進(jìn)一步提高放射性測量的精度，最大限度的降低檢測下限。環(huán)反符合探測器的上部經(jīng)過切割后形成棱柱，棱柱與環(huán)反符合探測器的下部頂面之間形成多個缺角，每個缺角的底面設(shè)有一個第二光電倍增管，不影響探測效率的同時，降低整體設(shè)備的體積，降低成本。本發(fā)明鉛屏蔽室采用鉛屏蔽室本體和扣合于鉛屏蔽室本體上的上鉛蓋，主探測器和環(huán)反符合探測器從鉛屏蔽室本體的頂部裝入鉛屏蔽室本體內(nèi)部；而頂探測器裝入上鉛蓋內(nèi)后再安裝于鉛屏蔽室本體的頂部，反康普頓反宇宙射線高純鍺譜儀的安裝方便快捷，鉛屏蔽室的整體結(jié)構(gòu)緊湊，對射線的屏蔽性能好，最大限度降低外部宇宙射線的干擾，提高測量精度；特別地，所述第一容納空腔和第二容納空腔為長方體空腔，所述環(huán)反符合探測器為長方體狀，頂探測器為與環(huán)反符合探測器相應(yīng)的長方體狀，以配合方形的鉛室，保證了鉛蓋的打開可以為推拉式，操作可以更加輕便。第一空腔的內(nèi)徑與主探測器的外徑相同，且遮光膜層足夠薄，保證了康普頓散射射線的絕對探測效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明反康普頓反宇宙射線的高純鍺譜儀的平面圖；

圖2是本發(fā)明環(huán)反符合探測器的俯視圖；

圖3是本發(fā)明環(huán)反符合探測器的立體圖；

圖4是本發(fā)明環(huán)反符合探測器的側(cè)視圖；

圖5是本發(fā)明反符合功能電路的電路結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1至5給出的實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的反康普頓反宇宙射線的高純鍺譜儀的具體實(shí)施方式。本發(fā)明的反康普頓反宇宙射線的高純鍺譜儀不限于以下實(shí)施例的描述。

如圖1所示，本發(fā)明反康普頓反宇宙射線高純鍺譜儀，包括鉛屏蔽室5和安裝于鉛屏蔽室5內(nèi)部的主探測器1、環(huán)反符合探測器2和頂探測器3，頂探測器3位于環(huán)反符合探測器2的上方；環(huán)反符合探測器2的中部設(shè)有空腔，空腔的下部形成用于安裝主探測器1的第一空腔201，空腔的上部形成用于盛放待檢測樣品的第二空腔202。本發(fā)明反康普頓反宇宙射線高純鍺譜儀，同時實(shí)現(xiàn)反康普頓散射和反宇宙射線的功能，進(jìn)一步提高放射性測量的精度，最大限度的降低檢測下限。

如圖1所示，所述鉛屏蔽室5包括鉛屏蔽室本體51和扣合在鉛屏蔽室本體51上的上鉛蓋52，上鉛蓋52和鉛屏蔽室本體51扣合后在鉛屏蔽室5內(nèi)部形成密閉空間；鉛屏蔽室本體51的中部設(shè)有容納環(huán)反符合探測器2的第一容納空腔，上鉛蓋52上設(shè)有容納頂探測器3的第二容納空腔，上鉛蓋52扣合在鉛屏蔽室本體51上時，頂探測器3覆蓋第二空腔202的上方；所述第一容納空腔和第二容納空腔為長方體空腔，所述環(huán)反符合探測器2為長方體狀，頂探測器3為與環(huán)反符合探測器2的頂部相應(yīng)的長方體狀。本發(fā)明鉛屏蔽室采用鉛屏蔽室本體和扣合于鉛屏蔽室本體上的上鉛蓋，主探測器和環(huán)反符合探測器從鉛屏蔽室本體的頂部裝入鉛屏蔽室本體內(nèi)部；而頂探測器裝入上鉛蓋內(nèi)后再安裝于鉛屏蔽室本體的頂部，反康普頓反宇宙射線高純鍺譜儀的安裝方便快捷，鉛屏蔽室的整體結(jié)構(gòu)緊湊，對射線的屏蔽性能好，最大限度降低外部宇宙射線的干擾，提高測量精度；特別地，所述第一容納空腔和第二容納空腔為長方體空腔，所述環(huán)反符合探測器為長方體狀，頂探測器為與環(huán)反符合探測器的頂部相應(yīng)的長方體狀，以配合方形的鉛室，保證了鉛蓋的打開可以為推拉式，操作可以更加輕便。上鉛蓋52側(cè)面裝有滑輪，鉛屏蔽室本體51上表面裝有導(dǎo)軌，上鉛蓋52就可以滑動式開啟。

如圖1所示，環(huán)反符合探測器2和頂探測器3組成反符合探測器；環(huán)反符合探測器2為塑料閃爍體探測器，頂探測器3為bgo閃爍體探測器；所述第一光電倍增管31設(shè)于頂探測器3的一端，第一光電倍增管31和第二光電倍增管21與反符合功能電路連接。環(huán)反符合探測器2采用整塊塑料閃爍體，保證康普頓散射射線的絕對探測效率。頂探測器3上安裝有第一光電倍增管31，環(huán)反符合探測器2上安裝有第二光電倍增管21；當(dāng)主探測器1和環(huán)反符合探測器2都有信號輸出時、頂探測器3和主探測器1中都有輸出時、或者三個探測器均有信號輸出時，主探測器1中的輸出信號不被處理。

如圖5所示，具體地，所述反符合功能電路包括跟隨電路，相加電路，對數(shù)放大電路，甄別成形電路，反符合電路，線性門，多道分析器，單片機(jī)，能譜主放電路和甄別死時間控制電路；所述跟隨電路的輸入端與環(huán)反符合探測器2和頂探測器3輸出端連接，跟隨電路的輸出端與相加電路的輸入端連接，相加電路的輸出端與對數(shù)放大電路的輸入端連接，對數(shù)放大電路的輸出端與甄別成形電路的輸入端連接，甄別成形電路的輸出端與反符合電路的輸入端連接，反符合電路的輸出端與線性門的輸入端連接，線性門的輸出端與多道分析器連接，多道分析器與單片機(jī)連接；能譜主放電路的輸入端與主探測器1的輸出端連接，能譜主放電路的輸出端與甄別死時間控制電路和反符合電路的輸入端連接。

特別地，頂探測器3的bgo也可以為nai，或者塑料閃爍體；環(huán)反符合探測器2的塑料閃爍體也可以為nai、bgo或者塑料閃爍體、nai閃爍體和bgo閃爍體三種材料中的任意兩種兩兩組合，主探測器1也可以是bgo或者nai或者labr3閃爍體。

環(huán)反符合探測器也可以為其它類型的柱狀(圓柱、六棱柱等)，或多塊多類型探測器拼接成的柱狀。也可以為整塊或多塊bgo、nai拼接成的柱狀。鉛屏蔽室本體也可以為澆筑而成。

如圖4所示，具體地，所述第一空腔201和第二空腔202為圓柱形空腔，第一空腔201的直徑小于第二空腔202的直徑。第一空腔201和第二空腔202的直徑也可以為相等。

特別地，第一空腔201的內(nèi)徑與主探測器1的外徑相同；所述塑料閃爍體探測器和bg0閃爍體探測器外還設(shè)有遮光膜層。第一空腔201的內(nèi)徑與主探測器1的外徑相同，且遮光膜層足夠薄，保證了康普頓散射射線的絕對探測效率。遮光膜層厚度1-2mm，即可保證康普頓散射射線的絕對探測效率，優(yōu)選，遮光膜厚度1.5mm。

如圖2-4所示，環(huán)反符合探測器2的上部經(jīng)過切割后形成棱柱22，棱柱22與環(huán)反符合探測器2的下部頂面之間形成多個缺角203，每個缺角203的底面設(shè)有一個第二光電倍增管21，第二光電倍增管21垂直于缺角203的底面。顯然可以為四棱柱，六棱柱或者八棱柱或者其他棱柱。塑料閃爍體探測器的形狀也可以是幾塊塑料閃爍體組合而成，如下部為正方形塑料閃爍體，上部為正棱柱閃爍體。圖中實(shí)施例，環(huán)反符合探測器2的上部經(jīng)過切割后形成正四棱柱22，正四棱柱22與環(huán)反符合探測器2的下部頂面之間形成四個缺角203，每個缺角203的底面設(shè)有一個第二光電倍增管21。顯然，環(huán)反符合探測器2的上部也可以切割為圓柱體，留下一定空間放置第二光電倍增管21即可。這樣設(shè)計的目的是，不影響探測效率的同時，降低整體設(shè)備的體積，降低成本。上部也可以為圓柱，整體也可以為圓柱，做成方的是為了配合方形的鉛室，保證鉛蓋也為方形，開蓋方式就可以做成推拉的，方便操作。圓形的前蓋無法做成該結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，上蓋52采用澆筑的方式加工而成。鉛屏蔽室本體51采用鉛塊交錯疊放而成，以保證所有的疊放間隙都被其他鉛塊所遮擋，鉛屏蔽室的內(nèi)外均采用鐵板固定。內(nèi)腔部分在鉛表面分別襯以隔片和銅。

如圖1所示，具體地，所述上鉛蓋52為澆筑方式加工而成的鉛結(jié)構(gòu)，所述鉛屏蔽室本體51包括交錯疊放而成的鉛結(jié)構(gòu)層，鉛結(jié)構(gòu)層的內(nèi)側(cè)壁依次設(shè)有隔片層和銅層，鉛屏蔽室本體51也可以是整體澆鑄而成。鉛屏蔽室5為鐵屏蔽室或者鉛鐵合金屏蔽室。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。