[發明專利]一種契連柯夫輻射探測器和探測方法

在審

• 申請號: 201910034822.4
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109683189A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 鄧貞宙;鄧玉姍;韓春雷;劉鈺;熊力偉;段志文
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G01T1/24
• 分類號: G01T1/24;G01T1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種契連柯夫輻射探測器和探測方法。正電子在射出富質子核素之后，湮滅之前會運動一段時間，目前已有的探測器在讀出契連柯夫事件的位置信息和能量信息的精確度方面十分欠缺。一種契連柯夫輻射探測器，包括光電探測器模塊、多事例時間符合模塊和契連柯夫事件估計模塊，一種契連柯夫輻射探測方法，包括步驟：通過安放光電探測器陣列，讀出帶電粒子發出契連柯夫光子射向探測器模組的光子計數和每個計數的時間；對讀到的時間進行時間符合；通過光子在孔內的相對位置來估計契連柯夫事件發生的位置。通過采用本發明的契連柯夫輻射探測器和探測方法，能有效提高器件空間分辨率和成像信噪比，特別適合于植物等成像深度要求不高的活體成像。

技術領域

本發明涉及光電信號處理、輻射探測系統和核探測領域，尤其涉及一種單光子時間分辨的契連柯夫輻射探測器和探測方法。

背景技術

正電子在射出富質子核素之后，湮滅之前會運動一段時間。在這段時間內，如果其釋放出的高能帶電粒子在介質中的速度高于光在該介質中的速度，則會在原有放射性信號的基礎上產生額外的光學信號。探測放射性核素基于這種效應產生的可見光和近紅外光的裝置被稱為契連柯夫輻射探測器。已有的契連柯夫探測器，主要是高速的光電探測器單元，在讀出契連柯夫事件的位置信息和能量信息方面十分欠缺，例如在阿爾法磁譜儀上的契連柯夫計數器，其方向是通過其他粒子探測器來進行捕獲的。如果輻射事件發出的事件數較少，或者沒有其他的粒子被探測到，契連柯夫事件的方向信息將很難被捕獲，極大地限制了契連柯夫輻射在生物、醫學、國防、工業上的應用和推廣。

因此，針對上述問題，有必要針對契連柯夫光子及其輻射系統，提供一種新的契連柯夫輻射探測器和探測方法，以克服上述缺陷。全面捕獲單個契連柯夫輻射事件的角度(2-D)、時間(1-D)、位置(3-D)、能量(1-D)共7維信息。

發明內容

(一)解決的技術問題

本發明的目的是克服現有技術的不足，本發明提供了一種契連柯夫輻射探測器和探測方法，該器件與方法能有效地讀出一個契連柯夫事件的多個光子的電信號樣本，通過多光子時間符合，剔除自發光事件，增大重構圖像信噪比，避免基線漂移對讀出信號的影響。

(二)技術方案

一種契連柯夫輻射探測器，其中,該探測器包括：光電探測器模塊、多事例時間符合模塊和契連柯夫事件估計模塊，探測器一端固定設置有光電探測器模塊，探測器中部固定設置有多事例時間符合模塊，光電探測器模塊與多事例時間符合模塊通過通訊線電性連接，多事例時間符合模塊與契連柯夫事件估計模塊通過通訊線電性連接。

一種契連柯夫輻射探測器，其中：光電探測器模塊采用多視角的方式實現對契連柯夫光子的探測，探測器模塊的設計采用孔狀的探測幾何和單光子響應時間較快的光電器件。所采用的光電器件通常為具有光子事例分辨的能力的光電器件，比如光電倍增管、硅光電倍增管、雪崩型光電二極管。

一種契連柯夫輻射探測器，其中：光電探測器模塊包括高能光子轉換模塊、光電轉換模塊和讀出電子學模塊，光電探測器模塊一端固定設置有高能光子轉換模塊，光電探測器模塊中部固定設置有光電轉換模塊，光電探測器模塊另一端固定設置有讀出電子學模塊，高能光子轉換模塊信號輸出端與光電轉換模塊信號輸入端通過通訊線電性連接，光電轉換模塊信號輸出端與讀出電子學模塊通過通訊線電性連接。