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1、第22卷第3期核电子学与探测技术Vol.22No.32002年5月NuclearElectronics&DetectionTechnologyMay2002一种新的GM计数管Time-To-Count测量方法邵晖,谈伟飞,范江兵,赵家凯(防化研究院,北京1044信箱200102205)摘要:主要介绍了目前最新的GM计数管Time-To-Count测量方法的基本原理及其工作模型,对测量方法的基本特点进行了探讨,通过方案设计加以实现并给出了试验结果。关键词:GM计数管;Time-To-Count测量方法中图分类号:TL81
2、1.3文献标识码:A文章编号:0258-0934(2002)03-0211-041996至1997年度报告》首次披露了这种方法。0引言但是Time-To-Count测量方法最早的应用是盖革-弥勒计数管简称GM计数管。从30在80年代末代表当时核辐射探测仪器最高水年代开始,GM计数管便用来检测电离辐射。因平的美军AN/VDR-2辐射仪,以前一直秘而其灵敏度高、脉冲幅度大、稳定性好,而且使用不宣。目前美国、芬兰等核辐射探测技术较先进方便、价格低廉而被广泛采用。目前国内外军用的国家,以GM计数管作为探测器的核辐射仪核辐射探测
3、仪器中使用的探测器主要是GM器几乎全是采用了这种Time-To-Count测量计数管,例如美国的AN/VDR-2、英国的方法。如ADM系列辐射仪、MOVERS-100车PDRM82、我国的FFS06型辐射仪,民用仪器载式核辐射监测系统等。我国也于1993年开中也有一大部分采用GM计数管作为探测器,始,对Time-To-Count测量方法进行了跟踪研例如美国的SM系列辐射仪、芬兰的Alnor究,基本上掌握了该测量方法的工作原理及其RDS-120多用测量仪,以及我国的PDM系列应用。个人剂量仪、BZNF便携式智能辐射仪等。
4、1Time-To-Count的基本原理GM计数管曾被广泛用来检测电离辐射,但由于受死时间、饱和电流、高端脉冲重叠、坪以往对GM计数管测量方法的研究主要斜等特性的影响,GM计数管的使用被限制在是传统的脉冲计数法,侧重于测量GM计数管很窄的线性范围内。随着核探测技术的发展,新单位时间内产生的脉冲信号数即计数率n,并型探测器件如闪烁体、半导体、热释光片等各种在此基础上进行不同的非线性补偿或线性拟探测器的应用越来越受到重视,GM计数管的合,从而形成不同的测量方法,但其本质还是由使用在80年代曾一度受到冷遇。进入90年代计数率n
5、求辐射强度R,即:后,由于新的测量技术的研究成功,GM计数管R=f(n)(1)又重新受到了重用。在这种普通的工作方式中,GM计数管在这种新的GM计数管测量技术即Time-产生一个最初的脉冲后,会出现一段死时间To-Count测量方法,《美国原子能研究机构Td,从死时间Td到GM计数管的恢复时间Tr,有可能会出现一连串幅度较低的脉冲,如图1收稿日期:2000-12-20所示。最初脉冲后可能出现的这些幅度较低的作者简介:邵晖(1971-),男,江苏无锡人,助理研究脉冲就是以往GM计数管测量方法的不足之员,从事核辐射监测和探
6、测技术的研究。处,探测系统的分辨率过高则容易产生误计数,211分辨率过低则容易产生漏计数,从而造成测量采用Time-To-Count测量方法,两只GM-82的失真,产生误差。为减小误差而进行的对测量管达到10～10Gy/h的宽量程范围,一只-8系统分辨率的确定或者对GM计数管死时间GM管至少跨5个量级。量程下限10Gy/h,2的校正本身就是一件很复杂的工作。即从环境本底水平进行测量。量程上限10Gy/h,对于评估核辐射的毁伤效应、确定沾染程度已经足够,我国军标规定极严重沾染区等级为1Gy/h,此时行动人员未经特殊批准,
7、已经不准进入执行任务。从理论上说,式(3)计数前时间t可以无限接近于0,则R=k/t的测量上限可图1普通工作方式以很大,但由于测量系统的灵敏度、分辨率等因Time-To-Count测量方法主要测量GM素的影响,t只能无限接近于系统的分辨时间2计数管一个脉冲从开始产生到结束这一段计数f,而R=k/f一般来说远大于10Gy/h的量程前时间t,由时间t求辐射场强度R,即:上限。对于普通工作方式的脉冲计数法来说,根-8R=f(t)(2)据我们已掌握的技术,一般能实现10～12在Time-To-Count工作方式中,GM计数10
8、Gy/h的量程范围,与10Gy/h的测量上限管仅仅作为一种数字开关。一个带微处理器的相比,差一个量级。3电路和一个精确定时装置,通过对偏压控制来2)能在超过10Gy/h的地方工作保证GM计数管的工作与停止。如图2所示,Time-To-Count工作方式中,一个辐射粒GM计数管产生一个脉冲后,精确定时装置定子入射后产生脉冲,GM管便
