[實用新型]射線探測裝置

有效

• 申請號: 201320033397.5
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN203084206U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 雷海東
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: G01T1/24
• 分類號: G01T1/24;G01J1/42
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 徐立

技術領域

本實用新型涉及射線探測技術領域，特別涉及一種射線探測裝置。

背景技術

射線是指由各種放射性物質發射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。射線強度是衡量射線衍射的重要物理量之一，表示放射物質在單位時間內，所發生的原子蛻變的次數。

為了獲得射線強度的數值，需要對射線強度進行檢測，特別是在核物理領域以及地質、礦山、冶金、石油、醫學、環境學等部門，射線強度檢測尤其重要。

實用新型內容

為了檢測射線強度，本實用新型實施例提供了一種射線探測裝置。所述技術方案如下：

本實用新型實施例提供了一種射線探測裝置，所述裝置包括：

用于在反向偏置電壓作用下接收射線照射產生感生電荷的半導體模塊、用于收集所述半導體模塊產生的所述感生電荷并產生脈沖電流的電荷收集模塊、用于將所述脈沖電流轉化為電壓信號的前置放大模塊和用于根據所述電壓信號判斷所述射線的強度的電壓檢測模塊，所述電荷收集模塊分別與所述半導體模塊和所述前置放大模塊電連接，所述前置放大模塊與所述電壓檢測模塊電連接。

其中，所述半導體模塊包括摻雜有硼或磷元素的硅元素構成的P-N結，或者摻雜有硼或磷元素的鍺元素構成的P-N結。

優選地，所述電荷收集模塊包括平行板電容器C。

其中，所述前置放大模塊包括前置放大器A和反饋電容Cf，所述反饋電容Cf與所述前置放大器A的反相輸入端和輸出端電連接，所述前置放大器A的兩輸入端分別與所述平行板電容器C的兩板電連接。

其中，所述電壓檢測模塊包括用于對電壓信號進行采集的模數轉換器和用于根據采集到的數據判斷射線強度的處理器，所述模數轉換器分別與所述前置放大器A和所述處理器電連接。

本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過采用半導體模塊接收射線并將射線能量轉化為電荷并收集，產生脈沖電流并轉化為電壓信號，再根據電壓信號判斷射線強度，裝置簡單，靈敏度高，電壓信號與射線能量成線性關系，精確度高。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例提供的射線探測裝置結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的電荷收集模塊和前置放大模塊的電路示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

實施例

本實用新型實施例提供了一種射線探測裝置，參見圖1，該裝置包括：半導體模塊1、電荷收集模塊2、前置放大模塊3和電壓檢測模塊4；電荷收集模塊2分別與半導體模塊1和前置放大模塊3電連接，前置放大模塊3與電壓檢測模塊4電連接；其中，半導體模塊1用于在反向偏置電壓作用下，接收射線照射產生感生電荷；電荷收集模塊2用于收集半導體模塊1產生的感生電荷并產生脈沖電流；前置放大模塊3用于將脈沖電流轉化為電壓信號；電壓檢測模塊4用于根據電壓信號判斷射線強度。

容易知道，反向偏置是指在半導體的P區接電源負極，N區接電源正極；優選地，反向偏置電壓的大小為5-15V。

其中，半導體模塊1包括摻雜有硼或磷元素的硅元素構成的P-N結，或者摻雜有硼或磷元素的鍺元素構成的P-N結。

參見圖2，電荷收集模塊2包括平行板電容器C。該平行板電容器C的兩板分別用來收集正電荷和負電荷，平行板電容器C的兩板分別與P-N結兩端連接。

參見圖2，前置放大模塊3包括前置放大器A和反饋電容Cf，所述反饋電容Cf與所述前置放大器A的反相輸入端和輸出端電連接，前置放大器A的兩輸入端分別與平行板電容器C的兩板電連接。

進一步地，電壓檢測模塊4包括用于對電壓信號進行采集的模數轉換器和用于根據采集到的數據判斷射線強度的處理器，模數轉換器分別與前置放大器A和處理器電連接。

在反向偏置電壓作用下，P-N結形成一個具有一定厚度的耗盡區，當帶電粒子或射線入射后，將被耗盡區吸收，損失其全部能量，在耗盡區內產生電子-空穴對（即載流子），在反向偏置電壓下，電子、空穴很快分離，分別向極性與其相反的電極移動，電子、空穴所帶電荷最終被電荷收集模塊2的平行板電容器C的兩板收集，被收集的正、負電荷匯集到平行板電容器C上產生感生電荷，隨著感生電荷不斷被收集，從而產生脈沖電流，輸送至前置放大模塊3。