引用本文:

刘昆,吴长进,刘海锋:基于闪烁光纤的低剂量率长距离辐射传感研究[J]. 光通信技术,2018,42(2):59-62.

基于闪烁光纤的低剂量率长距离辐射传感研究

刘 昆1,吴长进2,刘海锋2

(1.三沙市海洋保护区管理局,海南 三沙573199;2.南开大学 现代光学研究所,天津300350)

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摘要:针对当前传统的辐射传感器低剂量率条件下探测范围小、位置分辨率低的现状,提出并研究了一套基于塑料闪烁光纤的低剂量率长距离辐射传感实验系统。基于闪烁光纤辐射传感原理,搭建了低剂量率传感实验系统并进行了相关实验研究。在验证该实验系统可行的基础上,提出了闪烁光纤与传输光纤相连接的方案,有望应用于实现广域海洋水体低剂量率人工放射性核素传感。

关键词:闪烁光纤;低剂量率;长距离;辐射传感

中图分类号:TL81 文献标志码:文章编号:1002-5561(2018)02-0059-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.02.016

0 引言
    近些年邻海核电站的建设以及2011年日本福岛核事故造成大量人工放射性物质泄漏到海洋中,人们对海洋水体的辐射监测需求日益提高。当前广泛应用的辐射传感器包括闪烁晶体类探测器、半导体类探测器和离子电离室等[1,2],主要实现"点"式探测。如常见的NaI晶体探测器,探测范围仅为NaI晶体周围,此类探测器在陆地条件下具有突出的性能[3]。但是,随着距离的增加和穿透物质密度的变大,辐射能量将显著衰减,因而此类探测器应用到海洋环境中,其性能将明显下降。此外,晶体探测器使用过程当中,闪烁晶体与后端电子处理设备封装在一起,使得电子设备容易受到电磁场及大剂量辐射的干扰,造成测量结果的误差甚至实验装置的损伤。综合以上因素,新型的低剂量率放射源监测系统不仅要实现放射源的一维"线"式长距离探测,还要解决后端电子设备与传感探头相分离的问题。
    光纤传感技术历经几十年的发展,在高新工程领域取得了广泛的应用[4~6]。闪烁光纤作为一种特种光纤,有着结构紧凑、响应快和抗辐射损伤等诸多优点[7],是结合光纤传感技术与辐射探测技术实现广域放射源在线监测的最佳选择之一。本文进行塑料闪烁光纤低剂量率长距离辐射监测系统的搭建,并提出闪烁光纤与传输光纤耦合以延长探测距离,以望将其应用于广域海洋水体低剂量率人工放射性辐射监测。

5 结束语
    本文对闪烁光纤低剂量率条件下长距离、大范围辐射探测的可行性进行了验证,实现了10m探测范围内低剂量率辐射传感,并对扩展探测范围提供了切实可行的实验方案,为闪烁光纤进行放射源在线监测系统的研制提供了一定的实验基础。后续工作将继续围绕更低剂量率、更大探测范围的辐射传感开展,以望实现更高精度的定量分析。