X/γ輻射具有較強(qiáng)的穿透能力和電離能力,當(dāng)X/γ輻射照射物質(zhì)或生物時(shí)可產(chǎn)生物理和化學(xué)變化,從而對(duì)物質(zhì)和生物體造成生化損傷。X/γ輻射對(duì)射線裝備的安全運(yùn)行和人類的健康構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅,因此,密切監(jiān)測(cè)這些情況下的基本輻射數(shù)據(jù)是極其重要的。
目前,在針對(duì)不同檢測(cè)范圍、效率和光譜測(cè)量的特定劑量探測(cè)器中,氣體探測(cè)器的能量響應(yīng)較好,但也存在著檢測(cè)效率低、劑量率測(cè)量范圍有限的缺點(diǎn)。閃爍體探測(cè)器具有較高的檢測(cè)效率和良好的能量分辨率,但由于信號(hào)的積累和死區(qū)時(shí)間的增加,在基于計(jì)數(shù)的讀出模式下也面臨著高劑量率下難以監(jiān)測(cè)的挑戰(zhàn)。本中心科研團(tuán)隊(duì)提出了一種新的 X/γ 劑量率測(cè)量方法,利用MPPC耦合碘化銫(TI)閃爍體,結(jié)合連續(xù)周期電荷集成電子學(xué),開發(fā)了一種探測(cè)器系統(tǒng)(圖1)。在實(shí)驗(yàn)中,該方法測(cè)量了在 0.1 μGy/h~400 Gy/h之間的 60Co輻射場(chǎng)中的γ輻射劑量率,在1 mGy/h的劑量率時(shí) 137Cs 的能量分辨率為 9.4%。與傳統(tǒng)閃爍體探測(cè)器中基于計(jì)數(shù)的讀出方法相比,該方法將劑量率測(cè)量的上限擴(kuò)大了 3~4 個(gè)數(shù)量級(jí)。
該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金資助,相關(guān)成果發(fā)表在 Journal of Instrumentation上。
論文鏈接:Yi Zhang, Daowu Li, Teng Tong, Xianchao Huang, Yingjie Wang, Yantao Liu, Meiling Zhu, Wei Zhou, Weihua Zhang, Zhiming Zhang, Rongjian Shi and Long Wei*. A novel MPPC-based detection method for wide range X/γ radiation dose rate measurement. Journal of Instrumentation. 2022, 17(7):P07011.
圖1. 探測(cè)器結(jié)構(gòu)
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