BEPCⅡ辐射监测系统

　　电子在加速的过程中由于束流损失或直接打靶,与物质相互作用而在加速器的周围形成中子和γ射线。为了测定加速器周围的工作场所和环境中的辐射水平,保证工作人员和公众的安全,必须建立一套可靠的辐射监测系统。BEPCII辐射监测系统结构如图1所示。

　　在加速器的周围共布置了48个监测点,每个监测点由一台γ监测器和一台中子监测器组成。场所区域被划分为三个区域:直线,储存环和核物理厅。这三个区域的监测器通过三条485总线连接至中心计算机。环境和参考站由于距离中心计算机的距离较远,两者采用无线通讯的方式建立联系。中心计算机和监测器之间的通讯遵循Modbus协议,Modbus协议属于OSI模型第七层的应用层报文协议。该协议目前在工业控制和数据采集领域广为使用。中心计算机是整个辐射监测系统的信息和控制中心,运行于其上的上位机软件负责数据的采集,处理和存储。为了便于远端Internet用户了解监测系统的运行情况和查询数据,在系统中增加了一台Web服务器,该Web服务器用于将数据发布到Internet上。

　　1　中子监测器

　　中子监测器有三种类型:区域中子监测器、宽能区中子监测器和环境中子监测器。区域中子监测器使用Anderson-Braun中子“雷姆”计数器。它由三部分组成:一根位于中心的BF3正比计数管,两层包围正比计数管的聚乙烯慢化体和位于两层慢化体间的热中子吸收体。能量相应从热中子到17MeV符合ICRP推荐的能量相应曲线。

　　宽能区中子监测器是在区域中子监测器的基础上,增加适当厚度的铅层,17MeV以下中子通过这一铅层时不损失能量。当高能中子通过铅层时,与铅核发生非弹性散射,从而使高能中子得到慢化,经过蒙特卡罗方法的理论计算,其能量相应从0.025eV到1GeV范围符合ICRP推荐的能量相应曲线。

　　环境中子监测器也是基于BF3正比计数管的中子探测器,不过计数管的体积要比区域中子监测器的计数管大12倍之多,因此,探测器具有更高的灵敏度。其能量相应范围从0.025eV到5MeV。

　　三种类型的中子监测器的探测电路相同,其框图如图2所示。图3为场所中子监测器。

　　BF3计数管产生的弱脉冲信号经前放、主放甄别成形后送入单片机处理。单片机系统负责剂量率的计算、存储并提供监测器的人机交　互界面和通讯接口。

　　2　γ监测器

　　γ监测器有两种类型:区域γ监测器和环境γ监测器。

　　区域γ监测器采用圆柱形电离室作为探测器,电离室是Ф120mm的圆柱形结构,一端为半球形,由不锈钢材料制成,壁厚3mm,内充20个大气压的纯氩。