开发使用光纤进行局部无电源,远程α粒子检测的技术
Kent B Pfeifer1, Thomas M Weber2, James E Martin3
1Biological and Chemical Sensors, Sandia National Laboratories, M/S 1425, 1515 Eubank SE, P.O. Box 5800, Albuquerque, NM 87185-1425, USA.
Journal of radiation research
|December 1, 2023
概括
这项研究介绍了一种新的光纤传感器,用于使用波长转移的闪光材料检测α粒子. 该传感器提供远程检测 (>1公里) 用于核废物储存中的放射性物质监测.
科学领域:
- 核工程 核工程是指核工程.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学物理学 光学物理学
背景情况:
- 长期储存核废物需要强大的,无维护的辐射检测.
- 传统传感器在恶劣环境和寿命方面面临局限性.
- 电信级光纤为传感应用提供稳定性和辐射硬度.
研究的目的:
- 开发一台光纤传感器用于α粒子检测.
- 利用波长转移来增强电信纤维中的信号传输.
- 为了使放射性材料的远程,低维护监测.
主要方法:
- 合ZnS(Ag) 闪光材料到电信级光纤.
- 从450nm到620nm的下移阿尔法诱导的闪.
- 制造可控制厚度的薄膜并优化灵敏度.
- 模拟膜的灵敏度,并证明信号与噪声比.
主要成果:
- 使用光纤传感器成功检测了α粒子.
- 波长偏移从450nm到620nm得到验证,与低损耗光纤传输相匹配.
- 在1公里以上的距离上证明了α闪检测.
- 传感器效率达到了3%左右,信号噪声比为10.
结论:
- 开发的光纤传感器是长期阿尔法辐射监测的可行解决方案.
- 波长转移最大限度地提高了对α粒子的检测效率和信号传输.
- 该传感器可扩展,无需维护,适用于核废物储存应用.


