【摘要】：人員電離輻射劑量的監(jiān)測,在已有對X、γ射線監(jiān)測的基礎(chǔ)上,國際和國內(nèi)也開始注重監(jiān)測β射線對人體產(chǎn)生的劑量。相關(guān)監(jiān)測設(shè)備中,有源型個人劑量儀,又稱電子個人劑量儀,憑借其實時顯示、比傳統(tǒng)的無源式的熱釋光劑量計反饋周期短等重要特點,得到越來越廣泛的應(yīng)用。但目前電子個人劑量儀的局限性通常在于對β射線和醫(yī)用X射線的響應(yīng)較差,在醫(yī)療領(lǐng)域多見的脈沖型輻射場中容易給出虛假的低指示值,這主要因為儀器的響應(yīng)時間較長、對低能光子射線的能量響應(yīng)過強等原因——正是本文解決主要問題。對于能夠適應(yīng)便攜式應(yīng)用需求的β、X、γ輻射探測器,本文選用結(jié)構(gòu)緊湊的新型光電探測器件——硅光電倍增管,耦合發(fā)射波長與硅光電倍增管匹配的無機閃爍晶體,組成閃爍型輻射探測器。閃爍探測器具有相比于傳統(tǒng)氣體探測器的高探測效率,以及相比于硅半導(dǎo)體探測器的增益大而信噪比更高等優(yōu)勢。而硅光電倍增管的使用,解決了傳統(tǒng)閃爍探測器,因使用體積大且怕摔的真空光電倍增管,在便攜式儀器中的應(yīng)用受到限制的問題。對于探測器對低能光子射線的能量響應(yīng)過強這一問題,因為β射線探測對遮擋材料厚度要求較高,所以傳統(tǒng)常采用的在探測器外包裹補償材料的方案在此處并不可行。本文采用劃分三個能量段,通過不同能量段使用不同轉(zhuǎn)換系數(shù),實現(xiàn)對能量響應(yīng)的補償。并給出采用這種能量補償方法前后,儀器能量響應(yīng)曲線的測試結(jié)果。儀器的響應(yīng)時間,與儀器對原始計數(shù)所用數(shù)據(jù)平滑處理的算法有關(guān)。為了同時滿足對儀器示數(shù)平穩(wěn)和響應(yīng)時間這一矛盾要求,而非簡單的折衷處理,本文設(shè)計一種自動切換平滑參數(shù)的數(shù)據(jù)平滑算法實現(xiàn)了這一目的,命名為長短切換平滑算法。并在搭建的適應(yīng)便攜式要求的嵌入式系統(tǒng)平臺內(nèi)實現(xiàn)并測試了這一算法。最終,本文設(shè)計實現(xiàn)了上述便攜式電子個人輻射劑量儀的樣機,可以同時探測β、X、γ射線,用上述方案補償后的能量響應(yīng)可達到國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,在脈沖輻射場下響應(yīng)速度快,出現(xiàn)虛假低指示值的幾率大大降低。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TL818

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本文編號：2745325