[發明專利]一種具有特殊出光面摻銪氟化鈣閃爍晶體的輻射探測器

在審

• 申請號: 201911189827.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110824532A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 魏娟
• 申請（專利權）人: 魏娟
• 主分類號: G01T1/202
• 分類號: G01T1/202
• 代理公司: 宿州智海知識產權代理事務所(普通合伙) 34145
• 代理人: 朱海琳

本發明涉及一種具有特殊出光面閃爍晶體的輻射探測器，對閃爍晶體光出射面的形狀加以優化，通過閃爍體本身的出射端構成了光學導光結構，其具體的形狀設計考慮了與閃爍晶體本身的折射率以及出射波段的匹配，能夠增加現有技術中第一次出射發生全反射的出射光的出射幾率，提高了測量效率和測量精度，尤其是在研制高性能探測器時能夠進一步提高探測性能。

技術領域

本發明涉及核輻射或X射線輻射的測量，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量，具體來說是輻射強度測量中閃爍體是晶體的閃爍探測器。

背景技術

輻射測量已在許多領域發揮著重要的作用，如核電站熱電廠輻射測量，對測量地點的輻射劑量進行連續測量；工業和民用建筑，建筑裝修，建筑材料生產制造，對各種建筑材料的放射性測量;地質勘探，地質找礦與礦山輻射測量;用于射線安檢通道門，能夠為海關、機場、邊境檢查、重要會議場所的安全檢查提供幫助;醫療中使用的輻射測量和輻射治療（CT，PET，射線刀等）均需要通過測量輻射強度用于診斷和治療，輻射測量已經廣泛應用于放射性監測、工業無損探傷、醫院的治療和診斷、同位素應用、廢料回收等放射性場所，輻射測量一方面監測輻射防止輻射產生危害，另一方面起到診斷和治療的監測和計算作用。

輻射探測是輻射測量最基礎的研究領域，輻射探測器的基本原理是，利用輻射在氣體或者液體或者固體中引起的電離激發效應或者其它物理或化學變化進行輻射探測，探測器的公知類型包括氣體探測器，閃爍探測器和半導體探測器，氣體探測器結構復雜而半導體探測器的探測效率不夠理想，閃爍探測器是目前最常用的探測器，閃爍探測器嚴格意義上分為液體閃爍探測器和固體閃爍探測器，液體閃爍探測器相比與固體閃爍探測器的便攜性要差很多，基本用于實驗室研究，利用閃爍晶體測量輻射的固體探測器是本領域研究最多的探測器類型。

傳統的閃爍晶體輻射測量裝置比較典型的結構如圖1所示，使用閃爍晶體作為探測晶體，面向發射源的面和四周設置反射層，剩下一面為激發光出射面，該面通過光耦合結構與光傳感器(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，輸出信號依次經過前置放大器、線性放大器和多道分析器的處理形成最終的輸出信號。這種使用閃爍晶體的探測器因為便于使用并且結構簡單成為應用最廣的探測器，也已經被本領域技術人員研究得較為透徹。

目前，如何進一步提高探測器的能量分辨率和時間分辨率是研制高性能探測器的技術瓶頸。

本申請人的技術團隊研究發現了現有技術中的技術思路死角，現有技術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間，然而實際上忽視了閃爍晶體本身也是重要的光導組件的一部分，尤其是在本申請人團隊提出了最新的鍍膜和透鏡組引導閃爍光的方案后，意外發現閃爍晶體本身對于光出射效率的影響也成為了可以考慮的重要因素，本申請人的技術團隊通過進一步突破性設計，提出了閃爍體出射面形狀的改進，能夠進一步提高探測器的能量分辨率和時間分辨率。

需要說明的是，本申請人技術團隊經過三年多對該領域的研究，得出了多項技術成果，為了避免在先申請可能成為在后申請的現有技術或者抵觸申請，特意將技術成果同日提出申請進行不同技術之間組合形成專利布局，相應的背景技術中提到的現有技術并不一定是已經對公眾公開的技術，有些是申請人技術團隊研究對應技術時未公開的內部的在先技術，因此背景技術中提到的技術或者聲稱的現有技術均無法作為相關技術已經被公眾獲悉的證據，更不能成為公知常識的證據。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題和瓶頸，本發明提供了一種具有特殊出光面閃爍晶體的輻射探測器，主要目的是提供一種在研制高性能輻射探測器時可以進一步提升光出射率的結構，以提升探測效率和精度。

為實現上述目的，本發明通過如下技術方案實現：