[發(fā)明專利]一種具有特殊出光面摻鈰硅酸镥閃爍晶體的輻射探測(cè)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911189794.X
• 申請(qǐng)日: 2019-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN110824531A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 魏娟
• 主分類號(hào): G01T1/202
• 分類號(hào): G01T1/202
• 代理公司: 宿州智海知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34145
• 代理人: 朱海琳

本發(fā)明涉及一種具有特殊出光面閃爍晶體的輻射探測(cè)器，對(duì)閃爍晶體光出射面的形狀加以優(yōu)化，通過閃爍體本身的出射端構(gòu)成了光學(xué)導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，其具體的形狀設(shè)計(jì)考慮了與閃爍晶體本身的折射率以及出射波段的匹配，能夠增加現(xiàn)有技術(shù)中第一次出射發(fā)生全反射的出射光的出射幾率，提高了測(cè)量效率和測(cè)量精度，尤其是在研制高性能探測(cè)器時(shí)能夠進(jìn)一步提高探測(cè)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核輻射或X射線輻射的測(cè)量，尤其涉及X射線輻射、γ射線輻射、微粒子輻射或宇宙線輻射的測(cè)量，具體來說是輻射強(qiáng)度測(cè)量中閃爍體是晶體的閃爍探測(cè)器。

背景技術(shù)

輻射測(cè)量已在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，如核電站熱電廠輻射測(cè)量，對(duì)測(cè)量地點(diǎn)的輻射劑量進(jìn)行連續(xù)測(cè)量；工業(yè)和民用建筑，建筑裝修，建筑材料生產(chǎn)制造，對(duì)各種建筑材料的放射性測(cè)量;地質(zhì)勘探，地質(zhì)找礦與礦山輻射測(cè)量;用于射線安檢通道門，能夠?yàn)楹ｊP(guān)、機(jī)場(chǎng)、邊境檢查、重要會(huì)議場(chǎng)所的安全檢查提供幫助;醫(yī)療中使用的輻射測(cè)量和輻射治療（CT，PET，射線刀等）均需要通過測(cè)量輻射強(qiáng)度用于診斷和治療，輻射測(cè)量已經(jīng)廣泛應(yīng)用于放射性監(jiān)測(cè)、工業(yè)無損探傷、醫(yī)院的治療和診斷、同位素應(yīng)用、廢料回收等放射性場(chǎng)所，輻射測(cè)量一方面監(jiān)測(cè)輻射防止輻射產(chǎn)生危害，另一方面起到診斷和治療的監(jiān)測(cè)和計(jì)算作用。

輻射探測(cè)是輻射測(cè)量最基礎(chǔ)的研究領(lǐng)域，輻射探測(cè)器的基本原理是，利用輻射在氣體或者液體或者固體中引起的電離激發(fā)效應(yīng)或者其它物理或化學(xué)變化進(jìn)行輻射探測(cè)，探測(cè)器的公知類型包括氣體探測(cè)器，閃爍探測(cè)器和半導(dǎo)體探測(cè)器，氣體探測(cè)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜而半導(dǎo)體探測(cè)器的探測(cè)效率不夠理想，閃爍探測(cè)器是目前最常用的探測(cè)器，閃爍探測(cè)器嚴(yán)格意義上分為液體閃爍探測(cè)器和固體閃爍探測(cè)器，液體閃爍探測(cè)器相比與固體閃爍探測(cè)器的便攜性要差很多，基本用于實(shí)驗(yàn)室研究，利用閃爍晶體測(cè)量輻射的固體探測(cè)器是本領(lǐng)域研究最多的探測(cè)器類型。

傳統(tǒng)的閃爍晶體輻射測(cè)量裝置比較典型的結(jié)構(gòu)如圖1所示，使用閃爍晶體作為探測(cè)晶體，面向發(fā)射源的面和四周設(shè)置反射層，剩下一面為激發(fā)光出射面，該面通過光耦合結(jié)構(gòu)與光傳感器(典型的例如光電倍增管)相連接，光傳感器光電倍增管分別與高壓分壓器、以及前置放大器相連；輸入高壓通過高壓分壓器加載在光電倍增管，輸出信號(hào)依次經(jīng)過前置放大器、線性放大器和多道分析器的處理形成最終的輸出信號(hào)。這種使用閃爍晶體的探測(cè)器因?yàn)楸阌谑褂貌⑶医Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成為應(yīng)用最廣的探測(cè)器，也已經(jīng)被本領(lǐng)域技術(shù)人員研究得較為透徹。

目前，如何進(jìn)一步提高探測(cè)器的能量分辨率和時(shí)間分辨率是研制高性能探測(cè)器的技術(shù)瓶頸。

本申請(qǐng)人的技術(shù)團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)思路死角，現(xiàn)有技術(shù)通常使用外部的反射膜和增透膜提高閃爍光的出射效率和出射時(shí)間，然而實(shí)際上忽視了閃爍晶體本身也是重要的光導(dǎo)組件的一部分，尤其是在本申請(qǐng)人團(tuán)隊(duì)提出了最新的鍍膜和透鏡組引導(dǎo)閃爍光的方案后，意外發(fā)現(xiàn)閃爍晶體本身對(duì)于光出射效率的影響也成為了可以考慮的重要因素，本申請(qǐng)人的技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過進(jìn)一步突破性設(shè)計(jì)，提出了閃爍體出射面形狀的改進(jìn)，能夠進(jìn)一步提高探測(cè)器的能量分辨率和時(shí)間分辨率。

需要說明的是，本申請(qǐng)人技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過三年多對(duì)該領(lǐng)域的研究，得出了多項(xiàng)技術(shù)成果，為了避免在先申請(qǐng)可能成為在后申請(qǐng)的現(xiàn)有技術(shù)或者抵觸申請(qǐng)，特意將技術(shù)成果同日提出申請(qǐng)進(jìn)行不同技術(shù)之間組合形成專利布局，相應(yīng)的背景技術(shù)中提到的現(xiàn)有技術(shù)并不一定是已經(jīng)對(duì)公眾公開的技術(shù)，有些是申請(qǐng)人技術(shù)團(tuán)隊(duì)研究對(duì)應(yīng)技術(shù)時(shí)未公開的內(nèi)部的在先技術(shù)，因此背景技術(shù)中提到的技術(shù)或者聲稱的現(xiàn)有技術(shù)均無法作為相關(guān)技術(shù)已經(jīng)被公眾獲悉的證據(jù)，更不能成為公知常識(shí)的證據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和瓶頸，本發(fā)明提供了一種具有特殊出光面閃爍晶體的輻射探測(cè)器，主要目的是提供一種在研制高性能輻射探測(cè)器時(shí)可以進(jìn)一步提升光出射率的結(jié)構(gòu)，以提升探測(cè)效率和精度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：