LB 6411探測器由聚乙烯(PE)慢化球和位于中心的3He反沖質(zhì)子計(jì)數(shù)管組成。該探測器集成了高壓電源和前置放大器??梢耘cLB 123直接連接,作便攜式儀表使用,也可與LB 111數(shù)字化微型γ輻射監(jiān)測儀相連接,用作固定監(jiān)測設(shè)備。
利用在慢化球中的中子吸收體和特殊的合成3He反沖質(zhì)子計(jì)數(shù)管來優(yōu)化探測器的能量響應(yīng)。由于相對(duì)較大的探測器體積和計(jì)數(shù)管中充入特殊的氣體,計(jì)數(shù)氣體中會(huì)產(chǎn)生額外的反沖質(zhì)子,將1-10MeV能量范圍內(nèi)的靈敏度提高至約3個(gè)計(jì)數(shù)/nSv,比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的探測器高處5倍。
直徑和有效長度相近的圓柱形計(jì)數(shù)器使得慢化球極為接近球形對(duì)稱。γ輻射響應(yīng)約為10-3個(gè)計(jì)數(shù)/nSv。辨別因子為3x103。
慢化球的參數(shù)由MCNP模擬計(jì)算得出。探測器配置的設(shè)計(jì)考慮到了所有的部分,例如:正確的材料組成和質(zhì)量密度。簡化的幾何設(shè)計(jì)以及材
料考慮到人體工程學(xué)。由此才能盡可能的接近ICRP60號(hào)報(bào)告中推薦的轉(zhuǎn)換因子。
與傳統(tǒng)的Leake式探測器相比,LB 6411的響應(yīng)(能量在2MeV附近,幾乎為5倍)和能量響應(yīng)更好。舉例來說,對(duì)于10keV和19MeV能量下測量值的不同,LB 6411的比值為3.8,Leake式探測器比值為14;在10keV和3MeV下的測量值,LB 6411的比值為1.6,Leake式探測器的比值為6。
靈敏度比較和不同探測器類型的響應(yīng)
測量范圍
對(duì)于0.1μSv/h,中子能量在3MeV左右的計(jì)數(shù)率約為0.1cps。在約為0.1μSv/h的環(huán)境水平中,γ本底水平極低的情況下—0.05cps—測量值才為0.1μSv/h。測量范圍的上限約為100mSv/h。
LB 6411測量范圍(無死時(shí)間修正)
能量響應(yīng)
在50keV至10MeV內(nèi),LB 6411的中子周圍劑量當(dāng)量能量H*(10)響應(yīng)只有±30%。
LB 6411 的能量響應(yīng)H*(10)
角響應(yīng)
慢化球和計(jì)數(shù)管經(jīng)優(yōu)化的球形幾何構(gòu)造使得該設(shè)備在1MeV和20MeV之間,從方向到整個(gè)角度范圍的角度偏差<±10%。在半球的底部,低中子能量區(qū)角度響應(yīng)低于10%。
帶前放的LB 6411的角響應(yīng)
中子監(jiān)測參數(shù)
● 測量物理量:中子周圍劑量當(dāng)量率,依據(jù)ICRP60號(hào)報(bào)告,Sv/h
● 測量范圍:30nSv/h ~ 100mSv/h
● 中子能量范圍:熱中子至20MeV
● 刻度:252Cf
● 通量響應(yīng):1.09cm2
● 周圍劑量當(dāng)量H*(10)響應(yīng):2.83個(gè)計(jì)數(shù)/nSv,0.79cps/(μSv/h)
● 刻度因子:1.27(μSv/h)/cps
● 響應(yīng)功能:通量響應(yīng)函數(shù)和劑量率響應(yīng)函數(shù)的數(shù)值可在操作說明書中獲得,函數(shù)的中子能量范圍從熱中子到20MeV
● 通量-劑量轉(zhuǎn)換因子參考文件:B.R.L.Siebert and H.Schumacher. Radiation Protection Domistery, Vol. 58, No. 3, pp. 177-183, 1995.
● 能量依賴性:±30%(50keV ~ 10MeV)
● γ靈敏度:<40μSv/h(10Sv/h,137Cs γ場)
● 溫度范圍:-10℃ ~ 50℃
慢化球
● 外部直徑:250mm
● 材料:摻雜2%碳的低密度聚乙烯
● 密度:0.95g/cm3
● 重量:9.2kg
● 烈性物質(zhì)耐受力:PE可以耐受稀酸、堿液和鹽溶液。60℃以下,PE不溶于絕大多數(shù)溶劑。PE不耐受強(qiáng)氧化劑。
● 直射陽光耐受力:暴露在直射陽光下,PE會(huì)變脆。通過加入碳材料可避免這一現(xiàn)象。
計(jì)數(shù)管
● 外部尺寸:φ40mm x 100mm
● 計(jì)數(shù)管封裝材料:1mm厚不銹鋼
● 有效長度:約40mm
● 有效體積:約45cm2
● 計(jì)數(shù)氣體:3He/甲烷
● 充氣體積:3He 60μg(無任何進(jìn)出口限制)
● 工作電壓:2700V
● 熱中子探測方向效率:約90%
● 本底:<0.02cps
● 死時(shí)間:5μs
● 高能應(yīng)用的LB 6411-Pb
● 為了在幾百MeV或更高的能量下,LB 6411有一個(gè)含10mm外部鉛層的版本。通過利用鉛層產(chǎn)生的散裂中子,提高對(duì)高能中子的響應(yīng)。