[發明專利]用于脈沖伽馬探測的散射式閃爍探測器

無效

• 申請號: 200810089537.4
• 申請日: 2008-04-07
• 公開（公告）號: CN101251601A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 歐陽曉平;夏良斌;王群書
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所;清華大學
• 主分類號: G01T1/20
• 分類號: G01T1/20;G01T1/203
• 代理公司: 核工業專利中心
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于輻射探測裝置，具體涉及一種用于脈沖伽馬探測的散射式閃爍探測器。

背景技術

脈沖輻射場伽馬射線診斷具有如下三大特點：1.輻射場通常是脈沖中子和伽馬射線的混合輻射場，中子強度有時比伽馬高出數倍以上，因而要求探測器系統具有很高的γ/n分辨能力。2.脈沖伽馬/X射線能譜至今無法進行精確測量，強度測量要求探測系統具有平坦的能量響應；3.輻射場強度跨度大，需要采用多種探測器進行聯合測量。

在現有脈沖伽馬(γ)射線探測中，主要采用兩類探測器系統：一種是閃爍體與光電倍增管或閃爍體與光電管等光電器件組成的閃爍探測器；另一種是基于康普頓效應設計的真空康普頓探測器(VCD)和介質康普頓探測器(DCD)。基于閃爍體的光電探測器靈敏度高，適合于低強度伽馬射線束的測量，其靈敏度通常在10^-10-10^-20C.cm²，但由于閃爍體和光電器件對中子比較靈敏，即使采用無機閃爍體，其γ/n分辨也很難超過20倍，同時，這類探測器是基于能量收集的探測器，對伽馬射線的探測靈敏度隨能量的變化比較劇烈，對于伽馬射線強度測量能量響應不夠理想；康普頓探測器是電荷收集型探測器，其本征的γ/n分辨能力可達50倍以上，但靈敏度很低，通常在10^-19-10^-23C.cm²，適合于高強度伽馬射線束參數的測量，其能量響應比閃爍探測器要平坦，但不是很理想。

因此，研制同時具有靈敏度高，能量響應平坦的脈沖伽馬探測器，而且其具有亞納秒超快時間響應、30-100倍的高γ/n分辨能力、在0.5MeV一4MeV伽馬能量范圍內能量響應較理想，綜合性能優異的脈沖伽馬輻射探測器一直是脈沖伽馬輻射場探測技術研究的重要目標之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種靈敏度高，γ/n分辨能力大，能量響應平坦的用于脈沖伽馬探測的散射式閃爍探測器。

本發明是這樣實現的：它包括圓擴孔頭，與圓擴孔頭相連的方形主筒，圓擴孔頭的前端為入射窗，方形主筒的后端設有后出射窗，圓擴孔頭的內側前端設有清掃磁鐵，在圓擴孔頭與方形主筒連接處通過前靶架設有前靶，前靶的后端設有帶擴孔的電子鋁擋環，穿過方形主筒的上下面均設有光電裝置，光電裝置包括絕緣筒，在絕緣筒的前端從外向里依次設有電子過濾片、反射膜和閃爍體，絕緣筒內設有光電倍增管，上下光電裝置的電子過濾片、反射膜、閃爍體和光電倍增管均相同，且對稱布置。

本發明中，上下光電裝置相同的電子過濾片、反射膜、閃爍體和光電倍增管相同，且對稱布置。因此可以事先標定好兩邊探測器的靈敏度差異，將其中一邊的光電裝置作為本底探測器，另一邊的光電裝置作為總信號探測器。測量時，在其中一邊的光電裝置的閃爍體前加3mm厚的石墨片或鋁片用于阻擋從靶出射的電子，使其無法到達閃爍體，這樣，它得到的便是周圍伽馬和中子的干擾信號。兩光電裝置的輸出信號經過延時校正和靈敏度校正后進行相減，便得到真實的信號。因此，本發明可以有效扣除屏蔽不足造成的干擾，從而提升了探測器的性能。本發明具有60倍以上的γ/n本征分辨能力，這里所指的γ/n分辨能力是針對帶能譜的伽馬(蒸發譜)和中子(Watt裂變譜)入射而言的。本發明對0.4～4MeV能量范圍內伽馬響應平坦，其中，0.4～2.5MeV能量段內能量響應變化小于5％，0.4～4MeV能量范圍內能量響應變化小于15％。

作為本發明的進一步改進，本發明采用快響應的ST401塑料閃爍體，其時間響應可以小于5ns。

附圖說明

圖1為本發明的用于脈沖伽馬探測的散射式閃爍探測器的結構圖；

圖2為圖一種R處的電子過濾片13、反射膜12和閃爍體11的放大圖；

圖中：1圓擴孔頭，2方形主筒，3入射窗，4后出射窗，5清掃磁鐵，6前靶，7電子鋁擋環，8后靶，9后靶架，10光電倍增管，11閃爍體，12反射膜，13電子過濾片，14絕緣筒，15前靶架。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步描述：