[實用新型]一種用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列

有效

• 申請號: 201420536276.7
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN204086559U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 陰澤杰;蔣春雨;曹靖;楊青巍
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36;G01T1/40
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;孟卜娟

技術領域

本實用新型涉及一種用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列，屬于X射線能譜測量技術領域。

背景技術

目前國內測量高通量中能X射線的能譜有多種方法，其中有MLS(Multi-Layer?Stack)法，濾波熒光法等。

MLS法是一層介質與一個探測器組成一個探測節，多個探測節沿測量軸直線分布即組成測量裝置。多層介質對X射線的強度進行多次衰減，通過響應函數，解出射線能譜(參見《用于高能量X射線能譜測量的MLS法》陳楠，荊曉兵，高峰，章林文，陰澤杰，李世平，中國工程物理研究院流體物理研究所，中國科學技術大學近代物理系)。如圖1所示，一層介質和一個探測器交替放置，每層介質后都有一個探測器，從而可以得到一系列被介質吸收后的X射線強度，通過一定的反解算法，計算出X射線能譜。濾波熒光法是入射的X射線經過濾片后轉變為熒光，被探測器接收到，通過熒光譜線計算公式，計算出X射線的能譜。(參見《濾波一熒光法測量X光能譜的模擬計算》王棟，核物理與化學研究所)。

現有裝置獲得一系列數據，數據之間存在相互串擾，影響解譜精度。吸收體陣列設計采用等能量間隔的原則，數據之間彼此離散，串擾減小，解譜精度提高。

實用新型內容

本實用新型的技術解決問題是：克服現有技術的數據之間相互串擾，解譜精度差，提供一種用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列，此陣列采用等能量間隔的設計原則，數據之間彼此離散，串擾減小，解譜精度提高。

本實用新型的技術解決方案：一種用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列，其特征在于：所述吸收體陣列由一系列圓柱形的不同長度的吸收體構成一個陣列，圓柱形的不同長度的吸收體的軸平行排列；所述不同長度的吸收體的設計原則為等能量間隔衰減原則，即當入射的X射線能量在被測能量范圍內是均勻分布時，經過吸收體陣列衰減后，出射的X射線的能量衰減是等間隔的。

當入射的X射線能量在被測能量范圍內是均勻分布時，所述出射的X射線能量分別為入射總能量的100％-x,100％-2x,100％-3x…100％-nx,0<x<1/n，n表示吸收體陣列個數,x表示衰減百分比。

本實用新型與現有技術相比的優點在于：不同長度的吸收體選取原則為等能量間隔，這種全新的設計思想，優點是測量數據比較分散，相互不干擾，因此誤差小，由此得到的X射線能譜更精確，測量能譜范圍更大。現有的測量方法，不可避免的存在數據之間的相互串擾，影響測量精度和測量能譜的范圍。

附圖說明

圖1為本實用新型的吸收體陣列示意圖；

圖2為透射X射線能量和吸收體長度的關系曲線。

具體實施方式

如圖1所示為圓柱形的不同長度的鋁質吸收體構成的一個陣列，圓柱形的不同長度的吸收體的軸平行排列；吸收體陣列的長度設計原則為等能量間隔衰減原則，長度分別為3mm，6mm，9mm，13mm，19mm，25mm，36mm，54mm即經過吸收體衰減后，出射的X射線的能量衰減是等間隔的。當入射的X射線能量在被測能量范圍內是均勻分布時，出射能量分別為入射總能量的80％，70％，60％，50％，40％，30％，20％，10％。

X射線通過準直孔，同時被內置的不同長度的吸收體部分衰減，出射的X射線被光電探頭探測到，經過后端電子學系統處理得到一系列衰減后的X射線的不同強度，如圖2所示，再結合吸收體的響應函數，利用反解算法，反解出高通量時X射線的能譜。

反解算法如下：

設X射線能譜為將能量E離散化，可以得到Q個離散能量點E_k，則X射線離散能譜可以表示為也就是能量為E_k的X射線的強度份額，其中K＝1,2，...，Q；

一共有8個探測器，第i個探測器對應的吸收體厚度為d_i，i＝1,2，...，8,對于能量為E_k的X射線，設其未被吸收體衰減前的強度為I₀(E_k)，并設吸收體的吸收系數為μ(E_k)，則第i個探測器對應的吸收體對X射線的衰減為：