CN102349000B - 用以保护对抗寄生离子化辐射来源的放射学特征装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放射学特征装置，其包含至少一准直放射学的测量探针(6)，一感测端部其是置于一可变的准直仪(2)中，其具有一开口以及一观测区。所述准直仪(2)是通过一准直仪支撑器(1)所支持。所述组件(3)是由准直仪与准直仪支撑器所组成，其是***一迭屏蔽屏幕(5)的两个之间。所述屏蔽屏幕(5)是可替换的以便调整其厚度。所述组件(11)是由准直仪与准直仪支撑器所组成，以及所述屏蔽屏幕(5)提供所述探针(6)对于来自位于所述准直仪(2)的观测区外部的离子化辐射来源的寄生离子化辐射保护。

Description

用以保护对抗寄生离子化辐射来源的放射学特征装置

技术领域

本发明涉及保户对抗寄生离子化辐射来源的放射学特征装置。放射学特征工具与所述装置可做定量测量，也就是说，剂量率与以光谱测定术所呈现的放射性元素的质量测量。

在核子工业中，在恶劣的环境中工作是频繁的，特别是拆除核子装置的操作。这些操作必定是通过法规、实务与优化的方法来约束，例如应用所述ALARA(如可合理完成的低限，as low as reasonably achievable)原则。被业界建立所述原则以便降低暴露于离子化辐射，因此考虑至关于经济上的与社会的因素，其应尽可能地低。在实务上，所述技术操作是仰赖对于背景与更精确地所述原位放射学特征的熟练，也就是说，污染的浓度程度、其所在处及于定处的所述放射性元素的品质。

背景技术

现有放射学特征装置，例如于法国专利申请案FR 2789304中所述的装置，其与伽玛照相机以及准直伽玛光谱侦测器一同使用，所述准直仪具有一观测区，其包含在伽玛照相机的观测区中。于此装置中，所述准直仪是固定的且围绕于所述伽玛光谱侦测器。所述文件”通过结合所述EDR单向伽玛扫描仪与所述VISIPLAN 3D规划工具的用途将放射性点特征化与模组化”，F.Vermeersch等人，2003年，其展现储存于一前端面装设截头圆锥形屏幕钢制框罩的铯钛结晶型伽玛侦测器伴随光电二极管的伽玛分析仪的用途，此屏幕是通过钢制准直仪所延展。很明确的，为呈现不同程度的离子化辐射来源，如拆除的建筑物中，其必须具有不同可交换尺寸的可用的准直仪。

称为Radscan 600的放射学特征装置也为已知，如美国专利US 7095030的图1所说明。所述装置具有一检测头，其包含一影像照相机、一准直伽玛侦测器以及一雷射遥测装置。在此装置中，其准直仪为可置换的。此装置的缺点是于操作中，低强度的热点可能被准直仪的观测区外部的更高强度的热点所覆盖。

发明内容

本发明的目的是提出一种放射学特征装置，其不具有前述限制与困难，以及特别地是其在更高强度的离子化辐射来源存在下，可不被寄生杂讯干扰，具有区别较低强度离子化辐射来源的能力。

本发明的另一目的是提供一种具有一可调整的准直仪的放射学特征装置。

本发明的另一目的是提供一种具有可交换的放射学测量探针的放射学特征装置。

为了达到此目的，本发明是为一种放射学特征装置，其包含至少一准直放射学的测量探针，一感测端部，其置于一具有一观测区以及一开口的可置换的准直仪中。所述准直仪是通过准直仪支撑器所支持。所述组件是由准直仪与准直仪支撑器所组成，其是***一迭屏蔽屏幕的两个之间。所述提供屏蔽的屏幕为可替换的，以便调整其厚度，所述组件是由准直仪与准直仪支撑器所组成，以及所述屏蔽屏幕提供所述探针对于来自所述准直仪的观测区外部的离子化辐射来源的寄生离子化辐射的保护。

具有不同尺寸的开口的准直仪，可被装设于所述准直仪支撑器中。

有利地，所述测量探针是亦可替换的。

所述测量探针可为一伽玛光谱探针或一剂量率探针。

所述放射学特征装置，较佳地亦包含一放置所述探针的可拆卸的探针支撑器，当所述探针支撑器装设于所述准直仪中，使放置所述探针的感测端部于准直仪中为可能的。

当所述的探针支撑器设置复数个探针时，这些探针是安排为一束。

有利地，每一个屏蔽屏幕包含一或多个屏蔽板；当有复数个屏蔽板时，这些是为一迭。因此调整所述屏蔽屏幕的厚度是可能的。

所述准直仪可大体上为具有一开口以及一基座的U型。

一相邻于所述准直仪的屏蔽板，可于所述准直仪开口的邻近区域形成斜面，以便增加其观测区。

这些屏蔽屏幕之一包含一可供所述探针通过的贯洞。

其是可能提供锁固对于所述准直仪支撑器、以及所述准直仪旋转与位移的屏蔽屏幕的工具。

所述放射学特征装置，可亦包含一可见光或远红外线照相机及/或一遥测装置，其固定于所述锁固工具及/或一聚光灯。这些当复杂场所的检测时是非常有用的。

其亦较佳地当所述探针放置于所述准直仪中时，提供锁固所述探针的工具，以便可没有任何问题地移动所述特征装置。

附图说明

本发明将凭着阅读所给实施例的范例描述，其纯粹作为表明且未以此限制，并参考附加图解而更加了解，其中：

图1A、1B、1C是分别以分解图、横剖面以及组合图显示，是本发明的主题的一种放射学特征装置的实施例；

图2A为一图解说明所述流量率(fluence rate)，其是所述测量探针所观测到的离子化辐射来源的能量的函数，以及图2B为一图解说明信噪比，其是所述准直仪所观测到的离子化辐射来源的能量的函数；

图3A、3B说明，以平面图，本发明的放射学特征装置的准直仪的准直仪能量，其与一不具有一准直仪的放射学特征装置相比较；

图4A至4H说明应用于更换本发明的放射学特征装置的准直仪的步骤；

图5A至5C说明如何更改图4的连结，用以更换所述测量探针；

图6A、6B、6C以横切面说明数种探针支撑器；

图7A、7B、7C是为一放置一容器的框罩的剂量率的图，其中所述框罩包含或具有***产物溶液，此框罩是受到一清洁步骤约束。

所述放射性特征装置所展现的各种配置，必须被了解的是彼此并非唯一的。

下述不同图式的同一的、相似的或相同的部件具有相同数字符号，以便于从一图移至另一图。

为了使图式更易读取，图中所描绘的不同部件不一定以统一的比例来绘制。

具体实施方式

参照图1，其为一种根据本发明的放射学特征装置的一实施例的分解图。图1B显示相同的根据本发明的放射学特征装置的横剖面图。其包含一准直仪支撑器1其欲容纳一准直仪2。所述准直仪2是大体上为具有一底部，其自两个支臂突出是有助于界定所述准直仪2的开口2.1的U型。所述准直仪1可大体上为U或C型，所述准直仪的U型底部，是装设于所述准直仪支撑器1中。因此，所述准直仪2是可替换的，以及所述准直仪的支撑器1，是可容纳具有不同尺寸的开口2.1但相同底部的准直仪1。图1A显示一组四个的准直仪2，其可分别地依序安装于所述准直仪支撑器1上。此些四个准直仪2具有不同尺寸的开口2.1，相同于实施例中的介于10°与90°之间的角度，此些角度于图1A中显示，以便减少与所述准直仪支撑器1的距离。所述组件由所述准直仪2装置于所述准直仪支撑器1上形成，其于此后称为所述准直组件3，其是被夹置于一迭4的两个屏蔽屏幕5之间。所述屏蔽屏幕5是较佳实质上为平的。所述屏蔽屏幕5是可替换的，使得其可依据所述的一或多个相邻的伽玛离子化辐射来源，以及被认为寄生的伽玛离子化辐射来源所在处调整其厚度。所述离子化辐射来源并没有显示。

所述准直仪2的开口2.1是位于所述迭4的一个边缘。所述放射学特征装置是包含至少一放射学测量探针6，其具有一感测部件装设于所述准直仪2的U型底部，所述准直仪2的开口2.1为自由的。此测量探针6亦为可替换的，所述测量探针6可为剂量率探针，例如来自Saphymo公司的SHI探针。此外，其可为以半导体，例如镉锌碲(CdZnTe)，为基底的伽玛光谱探针。其可能同时使用复数个伽玛光谱测定术探针6，其被安排为一束7，之后将可见到。探针支撑器8较佳地提供用以精准地定位所述探针6(或这些探针)于准直仪2中，其提供使用不具有相同横剖面的测量探针6的可能性。所述探针支撑器8是可拆卸的，且可为套筒形式其中***所述测量探针6或所述测量探针的束7，所述组件是由探针支撑器8以及装设于所述准直仪2的U型底部中的测量探针6所组成。此探针支撑器8可由材料，例如铜，制造，使得其亦可以最低能量过滤离子化辐射。

所述探针支撑器8可与一特定测量探针6一同使用；其具有一外部的横剖面，其相对于所述准直仪2的底部所界定的空间，以及一内部的横剖面其相对于所述测量探针6或测量探针的束7的横剖面。所述组件是由探针支撑器8以及测量探针6所组成，其于此后相对应为所述测量组件11。所述测量组件11与屏蔽屏幕5，套设于所述准直组件3的顶部。

两个屏蔽屏幕5以及准直组件3保护所述测量探针6，不受来自位于所述准直仪2的观测区外部的离子化辐射来源的任何寄生离子化辐射。两个屏蔽屏幕5可通过一或多个板5.1形成；当具有复数个板5.1时，这些是为一迭。所述屏蔽屏幕5以及所述准直仪支撑器1，是由可对于离子化辐射形成障碍的材料所制造，例如铅。例如所述准直仪2可由钨所制造。

所述屏蔽屏幕5之一包含一贯洞5.2，供所述测量探针6通过，其伴随所述探针支撑器8，如其存在。

屏蔽板5.1的数目在所述准直组件3的任一边不需要相同。

其是可能的提供至少一最靠近于准直仪2的屏蔽板5.1，其具有一斜面边缘5.3于所述准直仪2的开口2.1，以便增加所述准直仪2的观测区。

锁固工具9可亦被提供用以锁固多种组成的所述迭4，避免其旋转与位移。所述锁固工具9包含一突出三个中心杆9.2的较低板9.1。这些穿过所述屏蔽屏幕5以及所述准直仪支撑器1。这些中心杆9.2避免所述迭4的构件之一相对于其它构件旋转。所述迭4坐落于所述较低板9.1上。于实施例中，显示出三个中心杆9.2。

此些锁固工具9亦包含一较高板9.3，其可供所述中心杆9.2通过。其欲套设于所述迭4的顶部。螺帽9.4亦存在，以固定于所述中心杆9.2上，其至少局部地穿过，以便使所述较高板9.3紧压于其覆盖的所述屏蔽屏幕5。锁固所述测量探针6的工具10是亦提供，可为一横杠10.1形式，其一端是提供一贯洞10.2以将其套设于中心杆9.2之一以及其它端是提供一凹部10.3是欲固定于所述其它中心杆9.2。所述横杆10.1，当其于所述锁固位置，是通过所述固定于中心杆9.2上的螺帽9.4的工具，以紧压于所述较高板9.3。其避免所述测量探针6的位移。

所述较高板9.3，其可加上一把手9.30，用以帮助所述特征装置的移动，以及所述准直仪2，特别是其开口2.1，的角定位。

所述迭4是为旋转圆柱形式显示，但不限制。所述屏蔽屏幕5于此情形中，是以圆盘形式。

以此装置，可依据使用本发明的所述放射学特征装置时，所述空间的配置，容易地修改屏蔽板5.1的数目。因此，如果一非常强的离子化辐射来源(未显示)是位于所述装置之下，其可能于所述较低板9.1以及所述准直组件3之间添加屏蔽板5.1。如所述非常强的离子化辐射来源是位于所述装置之上，其必然可添加它们于所述较高板9.3与所述准直组件3之间。因此，所述屏蔽屏幕5不必需具有相同厚度，如图5A至5C中说明。它们不必需具有相同的屏蔽板5.1的数目。其亦可能地，所述屏蔽板5.1不全具有相同的厚度。于图5A至5C中，其坐落于所述较低板9.1上的屏蔽板5.1是较厚于其它的。此是仅为一实施例。所述中心杆9.2的长度，可依据所使用的两个所述屏蔽屏幕5的厚度，改变为适合的。

于图1C中，本发明的目的的所述放射学特征装置是以3D呈现。其亦包含显示于所述较高板9.3的把手9.30上的一远红外线或可见光的照相机21，黑色与白色或彩色的，及/或一遥测装置22。所述照相机21使其可能地将所观察到的景象照一可见光或红外线的相片。所述遥测装置22使其可能地测量自一所观测的离子化辐射来源分散至所述放射学特征装置的距离。一聚光灯参考处23照亮了所述景象。

一具有九十度开口的准直仪2的一准直组件3的功效，，已经由一系列使用MERCURE进阶计算代码6.2的计算，而被证实，所述开口就是一孔径。所述代码为在具有一定能量的离子化辐射来源时，用以评估在侦测器的伽玛流量的评估计算代码。回顾流量为为，在空间中的一特定点，在某一段时间里，进入以此点为中心一适当小球内粒子的数目，被此球的大圆圈面积所除的商数。流量率是流量的变化被单位时间所除的商数。

此离子化辐射来源有一个大体积，十公尺乘六公尺乘两公尺。此剂量率测量探针被放在距离离子化辐射来源一公尺处。此离子化辐射来源已被设定五个不同能量值，分别是100千电子伏特，500千电子伏特，1百万电子伏特，2百万电子伏特和10百万电子伏特。准直仪在现场或不在的情形下，已使用本发明的放射学特征装置进行这些流量率计算。在图2A的曲线图显示流量率作为离子化辐射来源的能量的函数，参考曲线(b)对应准直仪不在特征装置的案例，参考曲线(a)对应准直仪出现在特征装置的案例。以准直仪做的计算，显示流量率随着来源的能量的函数变化。没有准直仪，流量率实质上是不变的。

仍然使用同样的离子化辐射来源和放射学特征装置，此为本发明的目的物，其尝试评估由准直组件产生的信噪比。参考已作出在图2B，对上述提及的每一个不同能量，其流量已计算出，在一个第一组态，在其中离子化辐射来源是位于准直仪的观测区内，及在第二组态，其离子化辐射来源是绝对的位于准直仪的观测区的外侧。此信噪比是与第一组态计算值和第二组态计算值的比值成正比。此信噪比变化从大约2到大约1，并随能量增加而降低。此MERCURE计算代码把来源标准化成1Bq/cm³的体积活度。

图3显示一个由测量探针所获得的流量模型，在此案例准直仪有出现(图3A)，而在此案例没出现(3B)。此放射学特征装置是部份显示于平面图。当准直仪出现时，由测量探针6所获得的流量特别小。

现在其将被显示，参考图4A到4H，其如何可能更换准直仪2。在图4A，此放射学特征装置包括一个具有一个大观测区的准直仪2。其亦包括三个探针6排列成一个束7。在图4B，此测量组件11已被开锁，经由放出中心杆9.2其中之一的杆10.1。

在图4C，此测量组件11被举起而从准直仪2取出。此测量组件11可被留下***在屏蔽屏幕5具有穿透孔5.2。在图4D，准直仪2被从准直仪支撑器1取出，像拉出一个抽屉。在图4E，一个新的准直仪2被装在准直仪支撑器1，像推入一个抽屉。在图4F，此新准直仪2在位置上。其有一个比被移走的较小的观测区。在图4G，此测量组件11已被放回位置，经由向下放入屏蔽屏幕5和准直仪2，直到其紧靠其它屏蔽屏幕5，此准直组合器3放置处。所有剩下的事就是把锁定杆10.1放回原来的位置，如图4H所指示。如其希望改变测量探针6，其可能实施以下的作业。在图4A到4C所述的作业被实施。然后此测量组件11被完全移走如图5A，被其它一个取代如图5B，5C。在图5C，此新测量组件11在位置上。所有剩下的事就是把锁定杆10.1放回原来的位置，如图4H所示。其当然可能，在一连串的步骤后，结合准直仪的改变和测量组件11的改变。

此测量探针6接收由离子化辐射来源所放射的珈玛光谱(无显示)。由测量探针所供应的信号，其对应于收到的珈玛光谱，使其可能推估出现在光谱上的流量率或放射离子化辐射的每一放射性元素的活度。因此解释珈玛光谱使其成为可能，例如在清扫一个房间时，在”线内”监视出现在接收光谱上的每一放射性元素。

在图6A，6B，6C显示几个探针支撑器8的横切面。此探针支撑器是旋转式圆柱体，无论其所接受的探针为何，其外侧直径均相同。在图6A的探针支撑器8是计划接受一捆几个光谱测量探针，在例子里，三个被提供(例如图4A所示)，但不限于这个数目。此三个探针可能相同或有不同体积。例如其可能提供逐渐加大体积的探针，例如1立方毫米，5立方毫米和60立方毫米。此所作测量涵盖一个大的测量动态范围。在另一不同的形式，其可能使用相同体积的探针，并加总每一探针所获得伽玛辐射光谱。此后述组态使其可能保持侦测解像力，与使用一个单一三倍体积探针的案例比较，使用一个低体积侦测器但增加效率。在图6B和6C，此探针支撑器8被设计为接受一个单一探针，被放置在图6B的探针支撑器的探针体积，大于被放置在图6C的探针支撑器的探针体积。

此放射学特征装置即本发明的目的物，可被用来直接开发由测量探针或探针所传送的信号，并以一个简单的报告或表格，提供处理这些信号”线内”。一个绝对的测量方法被使用。此放射学特征装置被移动至少一个垂直，在将被特征化的景象前面，悬吊在一个杆上并使其在每一高度，有一个或多个角定位。根据传送的信号，其可能改变准直仪，一侧或另一侧或两侧屏蔽屏幕的厚度，或甚至于此测量探针。

在另一不同的形式，其是可能地实施一后验步骤。一相关的测量方法是被使用。对于一特定离子化辐射来源以及一特定准直仪，所观测到的景象的图可就剂量率制定。以所述方向角所做出的定义，其给予所述特征装置以及因此至测量探针，于一零角度的任一边其中所述准直仪的视轴是实质地垂直于所观测到的景象。复数个高度亦被定义。例如，对于一特定高度以及某些方向角的数目，以所述剂量率所做出的一测量。其是因此可能地查考如图7A说明的第一图。其界定出点或区域的污染以及浓度。如所述景象随后被清除，其是可能地与此清除结束以及一新系列的测量一同进行，以及一具有相同高度以及相同角度的新图的形成，以便估算消除污染的功效。其是可能地，通过更换所述测量探针以便使用一伽玛光谱探针，去测量所观测到的放射性元素的质量。其随后可能地使所述剂量率图与所述伽玛光谱一同，以便估算所观测到的景象的活度。

图7A、7B以及7C是一含有一用以收集与保存核***产物溶液的套管的框罩的剂量率图。所述测量是于介于-1公尺与-5.25公尺之间的深度所做。扫描是于-90度至90度的范围下进行。所述框罩是位于一位于混凝土平板70下的建筑物的地下室。此些图相对应于所述清除开始前的状态(图7A)，于清除中的状态(图7B)，以及清除的最终状态(图7C)。

于图7A中，三个高污染程度的区域可被观测到。此些是一区域编号1，靠近天花板，一中间区域编号2以及一框罩-底部区域编号3。区域编号1是属于一管子例如一取样罐。区域编号2是属于挤出器形式的套管的内部部件，或如形成一泥灰土区域。区域编号3是属于所述套管的底部，其仍含有活性溶液。

于图7B中，其可被观测到其所述剂量率，至少于区域2与3中已降低。当清除操作开始以及所述套管被清空时开始监测。新的强度污染区域，称作区域4，出现于图的左手边部分，于约介于-3.75与-4.5公尺之间的高度。其相对应于用以清空套管的管子。因所述取样罐未经处理，区域编号1仍显示。

所述清除操作继续，所述套管经清洗，以及其清洗功效于图7C中不能否定。区域编号4消失，区域3的强度降低。仅有区域编号1，其没有被消除污染，仍保持强度。图的结果以及污染功效的报告是可信的且精确的。

可了解多种变化与修饰可用于所述放射学特征装置，而不悖离本发明的范围。

Claims (13)

1.一种放射学特征装置，其包含至少一准直放射学测量探针(6)，其感测端部設置于一具一观测区的可置换准直仪(2)中，其特征在于：所述准直仪(2)是通过一准直仪支撑器(1)所支持，一由所述准直仪与所述准直仪支撑器所组成的组件(3)，是***一迭屏蔽屏幕(5)的两个之间，所述屏蔽屏幕(5)是可置换的，以便调整其厚度，所述由所述准直仪与所述准直仪支撑器所组成的组件(3)、以及所述屏蔽屏幕(5)提供所述探针(6)对于来自位于所述准直仪(2)的观测区外部的离子化辐射来源的寄生离子化辐射的保护，所述准直仪大体上为具一开口(2.1)的U型、以及一装设所述测量探针的感测端部的底部。

2.根据权利要求1所述的放射学特征装置，其特征在于：所述准直仪支撑器(1)是欲装设具有不同尺寸的开口(2.1)的准直仪(2)。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的放射学特征装置，其特征在于：所述测量探针(6)是可置换的。

4.根据权利要求1所述的放射学特征装置，其特征在于：所述测量探针(6)是伽玛光谱探针或剂量率探针。

5.根据权利要求1所述的放射学特征装置，其特征在于：亦包含所述探针(6)放置于其中的可拆卸的一探针支撑器(8)，所述探针支撑器(8)当其装设于所述准直仪(2)中，使其能于所述准直仪(2)中放置所述探针(6)的感测端部。

6.根据权利要求5所述的放射学特征装置，其特征在于：当所述探针支撑器(8)设置复数个所述探针(6)时，这些探针是安排为一束(7)。

7.根据权利要求1所述的放射学特征装置，其特征在于：每一个所述屏蔽屏幕(5)包含一个或多个屏蔽板(5.1)，以及当有复数个所述屏蔽板(5.1)时，这些屏蔽板是为一迭。

8.根据权利要求7所述的放射学特征装置，其特征在于：相邻所述准直仪(2)的所述屏蔽板(5.1)具有一斜面边缘(5.3)，其靠近于所述准直仪(2)的所述开口(2.1)，以便增加其观测区。

9.根据权利要求1所述的放射学特征装置，其特征在于：所述屏蔽屏幕(5)的其中之一包含供所述探针(6)通过之一贯洞(5.2)。

10.根据权利要求5所述的放射学特征装置，其特征在于：所述屏蔽屏幕(5)的其中之一包含供所述探针(6)通过之一贯洞(5.2)，所述探针支撑器(8)亦贯穿通过所述贯洞(5.2)。

11.根据权利要求1所述的放射学特征装置，亦包含锁固所述相对于所述准直仪支撑器(1)以及所述准直仪(2)旋转与位移的屏蔽屏幕(5)的一工具(9)。

12.根据权利要求11所述的放射学特征装置，其特征在于：亦包含一可见光或远红外线的相机(21)、及/或一遥测装置(22)固定于所述锁固工具(9)及/或一聚光灯(23)。

13.根据权利要求1所述的放射学特征装置，亦包含一锁固置于所述准直仪(2)中的所述探针(6)的工具(10)。

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