一种闪烁溶液、用途及其测试装置的制作方法

本发明属于利用射线进行物质检测，具体涉及一种闪烁溶液、用途及其测试装置。

背景技术：

1、爆炸物、毒品等违禁品的自动识别是集装箱检查领域的紧迫技术挑战，其核心在于对物质组成元素及其含量的分析。目前，在大型集装箱的检测领域，主要采用基于x/γ射线的分析技术，包括透视成像、背散射成像、ct成像以及快中子成像等。虽然这些技术已在违禁品检测中得到广泛应用，但由于低能x/γ射线的穿透能力受限，因此在大型货物检测方面仍需要创新。快中子成像系统由于存在中子活化风险、中子屏蔽难度大以及中子源小型化等限制，尚未在公共安全检查中得到广泛应用。因此，急需一种快速、可靠且自动化的方法来检测大型货物中潜藏的爆炸物。爆炸物、毒品等违禁品的自动识别的关键在于对物质组成元素及其含量的分析。这些物质主要由c、h、o、n等4种元素组成，其中爆炸物通常富含n、o，而毒品通常富含h、c。利用9.17mev伽玛射线在14n(自然界中14n的丰度为0.996)中的共振吸收来进行爆炸物检测的方法，可以确定被检测物品的含氮量，从而进行准确判断。其基本原理是当入射到原子核的γ射线的能量与原子核的激发态能级相同时，入射的γ将原子核激发到更高能级，导致γ光子的数目减少。这种反应的截面通常比康普顿散射截面、光电效应截面和电子对效应截面的总和大几倍，被称为共振吸收(gamma resonance absorption，gra)。通过观察9.17mev伽玛射线在经过某一物品时的强烈吸收，可以检测爆炸物的存在。根据减少的9.17mev伽玛射线量的程度，可以确定物质中含氮元素的比例，从而推断被检测物质的性质。实现含氮量检测的关键在于探测9.17mev伽玛射线的共振探测器。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种全新的闪烁溶液配方，利用该配方可以制备用于含氮量精确测量的共振探测器，并且提供了闪烁溶液的测试装置和方法。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种闪烁溶液，包括乙腈、ej-309液体闪烁体，所述乙腈与ej-309液体闪烁体的体积比为(0.25～4)：1。

3、进一步，如上所述的闪烁溶液，其中，所述乙腈与ej-309液体闪烁体的体积比为3：2。

4、一种上述闪烁溶液的用途，用于制备通过探测9.17mevγ射线来测量物品含氮量的共振探测器。

5、本发明进一步提供了上述闪烁溶液的测试装置，包括闪烁溶液封装皿，闪烁溶液封装皿一侧设有光电倍增管，光电倍增管与分压电路相连接；使用放射源产生的9.17mev的γ射线照射闪烁溶液封装皿中乙腈和ej-309液体闪烁体的混合液，电离激发产生荧光光子，通过光电倍增管将荧光收集并经分压电路得到产生的质子事件个数，从而得到γ探测计数。

6、进一步，如上所述的闪烁溶液的测试装置，其中，所述光电倍增管为n2031型光电倍增管。

7、进一步，如上所述的闪烁溶液的测试装置，其中，所述闪烁溶液封装皿为圆筒形，圆筒一侧的端面与所述光电倍增管连接。

8、更进一步，所述闪烁溶液封装皿的尺寸为φ25×240mm。

9、进一步，如上所述的闪烁溶液的测试装置，其中，所述放射源为cs-137γ源。

10、更进一步，根据乙腈与ej-309液体闪烁体不同配比下的氮原子数密度系数对cs-137γ源的γ射线的计数率进行修正，得到修正后的γ计数如下：

11、n＝n0τ

12、其中，n为单位时间内修正γ计数，n0为单位时间内探测器探测到的γ计数，τ为不同配比下相对n原子数密度系数。

13、进一步，如上所述的闪烁溶液的测试装置，其中，所述放射源为am-be中子源；通过对乙腈与ej-309液体闪烁体配比的调整，分辨出中子信号和γ信号，从而得到γ探测计数。

14、本发明的有益效果如下：本发明提供了一种用于含氮物质探测的闪烁溶液，所述闪烁液包括乙腈和ej-309液体闪烁体，通过在ej-309液体闪烁体中加入乙腈，可以明显提高探测9.17mev伽玛射线的分辨率和效率。本发明进一步对所述闪烁溶液的配比进行了最优化设计，使乙腈：ej-309液体闪烁体的体积比为3:2。在相同体积的液闪下，这个比例下的液闪可以使得探测9.17mev伽玛射线的分辨率和效率达到最优，为最优化的共振探测器的研制确定了方向。

技术特征：

1.一种闪烁溶液，其特征在于，包括乙腈、ej-309液体闪烁体，所述乙腈与ej-309液体闪烁体的体积比为(0.25～4)：1。

2.如权利要求1所述的闪烁溶液，其特征在于，所述乙腈与ej-309液体闪烁体的体积比为3：2。

3.一种权利要求1或2所述闪烁溶液的用途，用于制备通过探测9.17mevγ射线来测量物品含氮量的共振探测器。

4.一种权利要求1或2所述闪烁溶液的测试装置，其特征在于，包括闪烁溶液封装皿，闪烁溶液封装皿一侧设有光电倍增管，光电倍增管与分压电路相连接；使用放射源产生的9.17mev的γ射线照射闪烁溶液封装皿中乙腈和ej-309液体闪烁体的混合液，电离激发产生荧光光子，通过光电倍增管将荧光收集并经分压电路得到产生的质子事件个数，从而得到γ探测计数。

5.如权利要求4所述的闪烁溶液的测试装置，其特征在于，所述光电倍增管为n2031型光电倍增管。

6.如权利要求4所述的闪烁溶液的测试装置，其特征在于，所述闪烁溶液封装皿为圆筒形，圆筒一侧的端面与所述光电倍增管连接。

7.如权利要求6所述的闪烁溶液的测试装置，其特征在于，所述闪烁溶液封装皿的尺寸为φ25×240mm。

8.如权利要求4所述的闪烁溶液的测试装置，其特征在于，所述放射源为cs-137γ源。

9.如权利要求8所述的闪烁溶液的测试装置，其特征在于，根据乙腈与ej-309液体闪烁体不同配比下的氮原子数密度系数对cs-137γ源的γ射线的计数率进行修正，得到修正后的γ计数如下：

10.如权利要求4所述的闪烁溶液的测试装置，其特征在于，所述放射源为am-be中子源；通过对乙腈与ej-309液体闪烁体配比的调整，分辨出中子信号和γ信号，从而得到γ探测计数。

技术总结本发明提供了一种闪烁溶液、用途及其测试装置。闪烁溶液包括乙腈、EJ‑309液体闪烁体，所述乙腈与EJ‑309液体闪烁体的体积比为(0.25～4)：1。作为最优化设计，所述乙腈与EJ‑309液体闪烁体的体积比为3：2。所述闪烁溶液用于制备通过探测9.17MeVγ射线来测量物品含氮量的共振探测器。本发明提供的用于含氮物质探测的闪烁溶液，可以使得探测9.17MeV伽玛射线的分辨率和效率达到最优，为最优化的共振探测器的研制确定了方向。技术研发人员：刘伏龙,郭冰,贺创业,席晓峰,程浩,李弘伟受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/2