用于閃爍晶體探測(cè)器增益自動(dòng)控制的鑲嵌源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑲嵌源裝置，尤其涉及一種用于閃爍晶體探測(cè)器增益自動(dòng)控制的鑲嵌源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]常用的Nal或Csl晶體探測(cè)器，其能量響應(yīng)可能受環(huán)境的磁場(chǎng)、溫度等因素影響而發(fā)生改變，相關(guān)影響詳述如下:
[0003]1)隨著地磁場(chǎng)變化，閃爍探測(cè)器的光電倍增管(PMT)的增益將受緩慢變化的地磁場(chǎng)的影響發(fā)生變化。
[0004]2)光電倍增管長時(shí)間工作后以及電子線路老化可能引起系統(tǒng)增益的改變。
[0005]3)外界工作溫度出現(xiàn)變化后，Nal或Csl晶體的發(fā)光效率和電子學(xué)系統(tǒng)增益也可能發(fā)生變化，從而引起能量線性的變化。
[0006]4)PMT高壓的波動(dòng)，也將引起探測(cè)器增益的波動(dòng)。
[0007]針對(duì)以上因素，為了保證閃爍晶體探測(cè)器性能的長期穩(wěn)定，設(shè)計(jì)了一種241Am鑲嵌源，用以實(shí)現(xiàn)閃爍晶體探測(cè)器的增益自動(dòng)控制。特別是在環(huán)境本底較高的情況下，采用本方案中的鑲嵌源，使用符合測(cè)量的方法可以有效的降低環(huán)境本底對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。比如目前地下暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)廣泛采用了晶體探測(cè)器且體積較大，通常該探測(cè)器工作于低溫環(huán)境下，為了對(duì)晶體探測(cè)器在低溫下的性能進(jìn)行刻度，241Am鑲嵌源將是一種理想的刻度源，可以有效的排除環(huán)境本底的影響。
[0008]用于自動(dòng)增益控制的241Am鑲嵌源主要有兩種方式，一種是將塑料閃爍體融化后與241Am溶液均勻混合后再將塑料閃爍體固化，從而得到分布均勻的鑲嵌源，但該方案制作較為困難，需要確保塑料閃爍體融化后再固化后性能變化不大；另一種方式則是將241Am鍍到金屬表面，再將塑料閃爍體粘接到金屬表面從而實(shí)現(xiàn)放射源的密封，該方案制作容易但241Am的α粒子探測(cè)立體角小于2 31，導(dǎo)致探測(cè)效率偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于閃爍晶體探測(cè)器增益自動(dòng)控制的鑲嵌源裝置，可以有效的排除環(huán)境本底，從而降低了對(duì)環(huán)境本底的屏蔽要求。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于閃爍晶體探測(cè)器增益自動(dòng)控制的鑲嵌源裝置，所述裝置包括:
[0011]塑料閃爍體圓桶，在所述塑料閃爍體圓桶底部附著有241Am放射源；
[0012]塑料閃爍體圓柱，插接在所述塑料閃爍體圓桶中，并抵頂所述241Am放射源，從而形成塑料閃爍體；所述塑料閃爍體外側(cè)具有反射涂層；
[0013]環(huán)氧樹脂層，封接在所述塑料閃爍體圓柱頂部，用于將所述241Am放射源密封在所述塑料閃爍體內(nèi)；
[0014]所述241Am放射源發(fā)生α衰變，產(chǎn)生α粒子，α粒子能量沉積在所述塑料閃爍體中導(dǎo)致所述塑料閃爍體產(chǎn)生熒光，通過所述反射涂層將所述熒光收集。
[0015]進(jìn)一步的，所述241Am放射源具體通過將241Am放射源溶液滴入所述塑料閃爍體圓桶的底部，使用紅外燈照射所述241Am溶液使得溶劑蒸發(fā)掉，將241Am氧化從而附著在塑料閃爍體圓桶的底部形成所述241Am放射源。
[0016]進(jìn)一步的，所述反射涂層為BC620反射涂層。
[0017]進(jìn)一步的，所述環(huán)氧樹脂層的材質(zhì)為EJ500環(huán)氧樹脂。
[0018]進(jìn)一步的，所述塑料閃爍體圓桶下部為錐體結(jié)構(gòu)。
[0019]進(jìn)一步的，所述塑料閃爍體外具有特氟龍Telfon涂層。
[0020]本發(fā)明用于閃爍晶體探測(cè)器增益自動(dòng)控制的鑲嵌源裝置，具有如下效果:241Am鑲嵌源的制作過程簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)；光收集效率高，有效的提升了信噪比，并將α粒子的探測(cè)效率進(jìn)行了極大的提升。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明用于閃爍晶體探測(cè)器增益自動(dòng)控制的鑲嵌源裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0023]圖1為本發(fā)明用于閃爍晶體探測(cè)器增益自動(dòng)控制的鑲嵌源裝置的示意圖，如圖所示，本發(fā)明包括:塑料閃爍體圓桶1、塑料閃爍體圓柱2和環(huán)氧樹脂層3。
[0024]在塑料閃爍體圓桶底1部附著有241Am放射源10 ;。塑料閃爍體圓柱2插接在塑料閃爍體圓桶1中，并抵頂所述241Am放射源10，從而形成塑料閃爍體9，塑料閃爍體9外側(cè)具有反射涂層90 ;環(huán)氧樹脂層3封接在塑料閃爍體圓柱2頂部，用于將241Am放射源10密封在塑料閃爍體9內(nèi)。
[0025]241Am放射源具體通過將241Am放射源溶液滴入塑料閃爍體圓桶1的底部，使用紅外燈照射241Am溶液使得溶劑蒸發(fā)掉，將241Am氧化從而附著在塑料閃爍體圓桶的底部形成241Am放射源。
[0026]具體的，塑料閃爍體圓桶1為一個(gè)帶錐體結(jié)構(gòu)的圓桶。將241Am放射源溶液滴入帶錐體結(jié)構(gòu)的塑料閃爍體圓桶1的底部，使用紅外燈照射241Am溶液使得溶劑蒸發(fā)掉，同時(shí)使得241Am氧化從而附著在塑料閃爍體圓桶1的底部。當(dāng)放射源溶液完全揮發(fā)后，將塑料閃爍體圓柱2壓入塑料閃爍體圓桶1中，在塑料閃爍體圓柱2的一端涂抹環(huán)氧樹脂層3，例如環(huán)氧樹脂EJ500，從而將241Am放射源10密封在塑料閃爍體的內(nèi)部。
[0027]241Am放射源發(fā)生α衰變，產(chǎn)生α粒子，α粒子能量沉積在所述塑料閃爍體中導(dǎo)致所述塑料閃爍體產(chǎn)生熒光，通過所述反射涂層將所述熒光收集。
[0028]具體的，為了探測(cè)241Am衰變產(chǎn)生的α粒子，需要在塑料閃爍體9的外側(cè)涂抹一層反射涂層90，將α粒子所導(dǎo)致的熒光反射，并從未涂抹反射層的一側(cè)出射，由光電讀出器件讀出熒光信號(hào)。反射涂層的種類直接影響了閃爍熒光的收集效率，收集效率越好，則光電讀出器件探測(cè)到的熒光光子數(shù)就越多，測(cè)量到的α信號(hào)幅度就越大，測(cè)得的信號(hào)噪比也越大，從而優(yōu)化α粒子的探測(cè)效率。為了獲得最佳的光收集效率，采用了漫反射涂層BC620作為241Am鑲嵌源的反射層，并在塑料閃爍體圓桶出光面的一側(cè)設(shè)計(jì)為帶有錐體的結(jié)構(gòu)，從而有效的增加了熒光的光收集效果，提升了 α信號(hào)的信號(hào)比，獲得了最佳的α粒子探測(cè)效率。
[0029]本發(fā)明將241Am放射源鑲嵌到塑料閃爍體中，當(dāng)241Am發(fā)生α衰變時(shí)，其衰變到Νρ-237，放出一個(gè)α粒子，此時(shí)Νρ_237處于激發(fā)態(tài)。Νρ-237進(jìn)一步退激放出一個(gè)X/γ光子。α粒子的能量為5.4428MeV(13.0% )、5.4856MeV(84.5% )，Χ/γ光子的能量為13.9keV(13.3% )、17.8keV(20.2 % )、59.5keV(35.8 % )。α 粒子因電離能力較強(qiáng)，其能量完全沉積在塑料閃爍體中導(dǎo)致塑料閃爍體發(fā)光，在塑料閃爍體的外表面涂抹一層反射層可以將閃爍體的熒光收集，并使用光電器件如光電倍增管(ΡΜΤ)或者多像素光子計(jì)數(shù)器(MPPC)讀出焚光信號(hào)，從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)實(shí)現(xiàn)alpha粒子的探測(cè)。與此同時(shí)，Νρ-237退激產(chǎn)生的X/ γ光子可以穿透塑料閃爍體，如果在閃爍體的一側(cè)放置一個(gè)符合晶體探測(cè)器，當(dāng)X/ γ光子進(jìn)入晶體時(shí)即可被探測(cè)。利用探測(cè)到的alpha信號(hào)作為符合信號(hào)，可以將晶體探測(cè)器測(cè)量到的χ/γ光子從環(huán)