輻射探測器制造技術(shù)

一種監(jiān)測核輻射的方法，包括取一氮雜質(zhì)濃度小于１５０ｐｐｍ的金剛石輻射傳感元件，該傳感元件受到核輻射的作用，同時用選定波長或波長范圍（最好在紫外或近紫外范圍）的光激發(fā)傳感元件，由該傳感元件產(chǎn)生發(fā)射光。通常，該傳感元件裝在光纖的端部，光纖的另一端用來將激發(fā)光引至傳感元件并將由傳感元件產(chǎn)生的發(fā)射光引至光電倍增管。本發(fā)明專利技術(shù)包括實施此法的裝置。（*該技術(shù)在2013年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及監(jiān)測核輻射的方法及監(jiān)控核輻射的傳感器和裝置。由經(jīng)過選擇的放射源的核輻射治療諸如癌患者已屬公知。為使這種治療收到最大的效果并使副作用減至最小，重要的在于要監(jiān)測釋放的輻射劑量并確保將這種劑量送至正確的部位。用Co60源的輻射及電子束消毒醫(yī)用制品以及處理食品以延長其貯存期也都是愈來愈成為公知的了，為使這類處置收到最大的效果，重要的在于要監(jiān)測加到各制品或包裝的輻射劑量，并確保加到包裝內(nèi)所有制品的劑量均在國際公認(rèn)的限制以內(nèi)。按照本專利技術(shù)，一種監(jiān)測核輻射的方法包括取一氮雜質(zhì)濃度小于150PPm的金剛石傳感元件;使該傳感元件受到核輻射的作用;用選定波長或波長范圍的光激發(fā)該傳感元件;監(jiān)測由該傳感元件產(chǎn)生的發(fā)射光。本法最好包括用同一光波導(dǎo)激發(fā)傳感元件及監(jiān)測從它所產(chǎn)生的發(fā)射光。該光波導(dǎo)可為光纖;傳感元件置于光纖的第一端，激發(fā)光加在光纖的第二端，所產(chǎn)生的發(fā)射光也在光纖的第二端受到監(jiān)測。光纖的第二端最好有一輸入部分和一輸出部分，激發(fā)光就加到輸入部分，所產(chǎn)生的發(fā)射光則由輸出部分監(jiān)測。所產(chǎn)生的發(fā)射光可穿過一濾光片，該濾光片透過與所產(chǎn)生的發(fā)射光相對應(yīng)的頻譜范圍的光。通過濾光片的發(fā)射光由光電倍增裝置得到放大，給出一個與發(fā)光強(qiáng)度相對應(yīng)的電信號，此電信號經(jīng)處理，得到入射到傳感器上的輻射強(qiáng)度的顯示。傳感元件可用作體內(nèi)輻射傳感器，這種情況下，將其放在受到輻照的位置。傳感元件可放到患者體內(nèi)，或放入人體的開口內(nèi)。傳感器可放在已置于患者體內(nèi)的第一探針或醫(yī)用導(dǎo)管中。可將至少一個核輻射源放到第二探針或?qū)Ч苤校诙结樆驅(qū)Ч鼙环旁诨颊唧w內(nèi)，靠近第一探針或?qū)Ч芨浇１痉ㄟ€可包括相對于傳感元件調(diào)整放射源位置，從而得到總照射劑量和劑量特性曲線。在本專利技術(shù)的又一實施例中，傳感元件可設(shè)在被照射的物體上或附在其上。例如，可借助粘附劑將傳感器附著在物體上。本法可包括按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)所監(jiān)測的由傳感元件產(chǎn)生的發(fā)射光調(diào)整所加的核輻射和輻照時間，輻照強(qiáng)度或作用位置的步驟。進(jìn)而，按照本專利技術(shù)的監(jiān)測核輻射的傳感器包括一個選擇其氮雜質(zhì)濃度小于150ppm的金剛石輻射傳感元件;一個適于附著或固定到傳感元件上的光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)有一個可將選定波長或波長范圍的光送入以激發(fā)傳感元件的輸入部分和一個可將來自傳感元件所產(chǎn)生的發(fā)射光引至監(jiān)測裝置的輸出部分。光波導(dǎo)最好為光纖，具有固定到或裝在傳感元件上的連接位置處的第一端和分叉的第二端，形成傳感器的輸入部分和輸出部分。光纖可具有借助諸如膠粘劑或夾緊裝置固定到或安裝在傳感元件上的連接位置處的第一端和分叉的第二端，以形成傳感器的輸入部分和輸出部分。按照本專利技術(shù)的又一實施例，監(jiān)測核輻射的傳感器包括一個選擇氮雜質(zhì)濃度小于150ppm的金剛石傳感元件;一個不透光的室確定一腔，傳感元件就支撐于其中;一個探頭，它可與室內(nèi)的腔相結(jié)合，包括至少一個具有輸入部分和輸出部分的光波導(dǎo)，輸入部分可送入選擇波長或波長范圍的光，以激發(fā)傳感元件;輸出部分可將傳感元件所產(chǎn)生的發(fā)射光引向監(jiān)測裝置。探頭最好至少支承第一光纖，它具有可送入選定波長或波長范圍光的輸入部分和將光引至傳感元件以激發(fā)之的輸出部分;探頭還支承第二光纖，它具有接收由傳感元件所產(chǎn)生的發(fā)射光的輸入部分和將該發(fā)射光引向監(jiān)測裝置的輸出部分。探頭可包括一管狀主體，第二光纖就軸向地配置于其中，還有若干個第一光纖圍繞并平行于第二光纖而配置，使得來自第一光纖輸出部分的光引至所用的傳感元件外圍的區(qū)域。同時，來自傳感元件內(nèi)部區(qū)域的發(fā)射光由所用的第二光纖內(nèi)部所接收。不透光室的腔可用一個膜來封閉。當(dāng)探頭與該腔接觸時，探頭的尖可穿透該膜。不透光室可包括諸如粘附層的緊固裝置，以將該室固定在一個表面上。最好選擇傳感元件氮雜質(zhì)濃度在10～150ppm之間;最好是在10至60ppm之間。還可選擇本傳感元件具有0.1至10ppm范圍內(nèi)的硼濃度。進(jìn)而，按照本專利技術(shù)的監(jiān)測核輻射的裝置包括一個如上所述的傳感器，一個用以產(chǎn)生選定的波長或波長范圍的光的光源，以及可以接收來自該傳感器的發(fā)射光的監(jiān)測裝置。光源可包括電燈(如水銀燈)、發(fā)光二極管(LED)或激光裝置，它們給出紫外或近紫外范圍的強(qiáng)輸出。監(jiān)測裝置可包括光電倍增管或者其它光放大裝置。光電倍增管可帶有濾光片，它透過予先選定的與所期望從傳感元件來的發(fā)射光相對應(yīng)的波長范圍的光，并截止從光源來的光。最好選擇濾光片透過波長在420到550nm之間的光。最好濾光片通過波長在516至536nm之間的光。本監(jiān)測裝置可包括放大裝置，用來放大光電倍增裝置的輸出，還包括處理裝置，用來得到入射到傳感元件的輻射強(qiáng)度的顯示。附圖說明圖1a、1b和1c是本專利技術(shù)裝置的一個實施例的示意圖;圖2a和2b是另一實施例的示意圖;圖3、4和5是本專利技術(shù)輻射傳感元件的響應(yīng)曲線圖。用核放射源照射患者的腫瘤存在許多問題。特別是那些輻射必須送到深處部位，而對所加的輻射劑量做體內(nèi)測量是極為困難的。圖1a表示一個輻射傳感器，由光纖12端部的一個小金剛石元件10所組成，所示的傳感元件10有一平坦的接觸面靠近或者鄰近光纖的端部，以便在二者之間有良好的光傳輸。傳感元件10的直徑一般小于1毫米，光纖12的直徑更細(xì)。傳感元件可以機(jī)械地固定或夾在以光纖為基準(zhǔn)的位置上，或者可用適當(dāng)?shù)哪z粘劑或接合劑固定。金剛石傳感元件具有與熱釋光探測器用的傳感元件相類似的特性。金剛石的氮雜質(zhì)濃度小于150ppm，而且最好在10到150ppm之間。最佳的氮雜質(zhì)濃度范圍在10至60ppm之間。這種金剛石屬于低到中等氮濃度類。比較理想的是，傳感元件還包含濃度在0.1到10ppm之間的少量硼雜質(zhì)，以改善傳感器響應(yīng)的直線性。金剛石傳感元件可選擇天然金剛石，不過通常為用常規(guī)技術(shù)制成的金剛石。譬如，傳感元件可以是人造金剛石晶體，或者可包含一層用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法在基底上沉積結(jié)晶金剛石或多晶金剛石。后一種情況下，要得到具有易于附在光纖口端部的平面的傳感元件，則相對地講要容易些。光纖的遠(yuǎn)離傳感元件10的一端分叉成為輸入部分14和輸出部分16。輸入部分14與能給出包含紫外輻射輸出的水銀燈18相連。輸出部分16經(jīng)濾色片22與光電倍增管20相連。光電倍增管20的輸出經(jīng)放大器24連到監(jiān)測電路26。光纖可能相當(dāng)長，譬如在25到50厘米之間，并可插入一中空的皮下探針28中，探針具有密封的端部以及大約為1毫米或更小的內(nèi)徑。為將傳感器放入患者體內(nèi)，將探針28插入到選定位置所需深度，然后可將傳感器自探針的開口端送入其中。圖1b中所表示的第二探針30靠近探針28附近。探針30中插有包含細(xì)鋁絲或鋼絲32的核放射源絲，沿著細(xì)絲的長度方向間隔地帶有多個放射源34。例如，放射源34可由銥(同位素Ir192)組成，這是β和γ源。每個源34的直徑約為0.5毫米，長為幾毫米。使用時，在任何時刻都可插入幾個帶放射源的探針，此如在一個部位處可使用多達(dá)18個探針。通常應(yīng)將源絲以予定的次序插入所選定的探針中。圖1c表示圖1b結(jié)構(gòu)的變型。在這種結(jié)構(gòu)中，探針30是一樣的，但細(xì)鋁絲或鋼絲32的端部帶有單獨(dú)一個放射源34。使用時，將探針30插入患者體內(nèi)，將若干個帶有輻射傳感元件10的探針28按予定的排列方式插在它周圍。將放射源34完全插入探針30中或插到一個予定的深度，然后定時地分階段抽出，使其沿著探針30的長度方向上予定的點維本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種監(jiān)測核輻射的方法，包括：取一個氮雜質(zhì)濃度小于１５０ｐｐｍ的金剛石傳感元件；使該傳感元件受到核輻射的作用；用選定波長或波長范圍的光激發(fā)該傳感元件；監(jiān)測由該傳感元件產(chǎn)生的發(fā)射光。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：BL瓊斯，梁禮祥，S阿賴康姆，RJ凱迪，
申請(專利權(quán))人：德比爾斯工業(yè)鉆石部門有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：ZA[南非]