[發(fā)明專利]輻射探測探頭及其制備方法、輻射探測芯片

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• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN110854242A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設計）人: 鐘華強
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州蘭泰勝輻射防護科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0296;H01L31/115;G01T1/15;G01T1/24
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 張彬彬

本發(fā)明涉及一種輻射探測探頭及其制備方法、輻射探測芯片，劑量率小于等于劑量限定值時，通過脈沖模式電路獲取輻射探測探頭的探測信號，其輸出脈沖數(shù)與探測信號對應的X/γ光子數(shù)相同，通過外部處理器計算得到探測結(jié)果；而當劑量率大于劑量限定值，會超過脈沖模式電路計數(shù)率上限，此時采用電流模式電路，將測量到的電流轉(zhuǎn)換為電壓，通過外部處理器計算探測結(jié)果。基于此，在實現(xiàn)輻射探測設備的芯片化的同時，通過脈沖讀出模式和電流讀出模式協(xié)同工作，實現(xiàn)輻射探測芯片對X/γ輻射的寬量程探測。

技術領域

本發(fā)明涉及輻射探測技術領域，特別是涉及一種輻射探測探頭及其制備方法、輻射探測芯片。

背景技術

輻射探測是一種通過輻射探測器觀察特定對象的微觀現(xiàn)象的技術手段。其中，輻射探測器是輻射探測的核心設備，其主要是利用粒子與物質(zhì)的相互作用的原理，將核輻射和粒子的微觀現(xiàn)象表征為可觀察的宏觀現(xiàn)象。傳統(tǒng)的輻射探測器主要有氣體電離探測器、半導體探測器和閃爍探測器三大類。

目前，隨著核物理、實驗物理等各領域的發(fā)展，對輻射探測器的性能需求也有了越來越高的要求。傳統(tǒng)的輻射探測器由于輻射探測探頭的技術限制，體積和重量較大，難以滿足各領域的應用要求。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對傳統(tǒng)的輻射探測器由于輻射探測探頭的技術限制，體積和重量較大，難以滿足各領域的應用要求的缺陷，提供一種輻射探測探頭及其制備方法、輻射探測芯片。

一種輻射探測探頭的制備方法，包括步驟：

對各不同三維尺寸的碲鋅鎘晶體進行模擬仿真；

獲取各碲鋅鎘晶體的輻射響應特性；

根據(jù)輻射響應特性選取特定碲鋅鎘晶體；其中，特定碲鋅鎘晶體的輻射響應特性對應的性能指標最優(yōu)；

為特定碲鋅鎘晶體配置第一電極和第二電極，以構(gòu)成輻射探測探頭。

上述的輻射探測探頭的制備方法，綜合各碲鋅鎘晶體的輻射響應特性確定碲鋅鎘晶體的三維尺寸，即選用輻射響應特性對應的性能指標最優(yōu)的碲鋅鎘晶體作為特定碲鋅鎘晶體，使其在低偏置電壓下實現(xiàn)較好的射線測量性能。基于此，有利于碲鋅鎘晶體的性能和工藝的最佳平衡，便于控制碲鋅鎘晶體的體積。

在其中一個實施例中，對各不同三維尺寸的碲鋅鎘晶體進行模擬仿真的過程，包括步驟：

對各不同三維尺寸的碲鋅鎘晶體進行蒙特卡洛模擬仿真。

在其中一個實施例中，特定碲鋅鎘晶體的三維尺寸為10×10×1mm³。

一種輻射探測探頭，包括第一電極、第二電極以及根據(jù)上述任一實施例的輻射探測探頭的制備方法制備的碲鋅鎘晶體；

其中，第一電極設置在碲鋅鎘晶體一側(cè)，并用于接入偏壓；第二電極設置在碲鋅鎘晶體一側(cè)，并用于接地。

上述的輻射探測探頭，通過輻射探測探頭的制備方法制備的碲鋅鎘晶體，配合第一電極和第二電極，所構(gòu)成的輻射探測頭的體積與性能達到平衡，有利于控制輻射探測探頭的體積，便于各領域中輻射探測探頭的應用。

在其中一個實施例中，第一電極與第二電極均為金屬電極。

在其中一個實施例中，包括一個或多個平面結(jié)構(gòu)或柵型結(jié)構(gòu)的碲鋅鎘晶體。

一種輻射探測芯片，包括芯片外殼，以及設置在芯片外殼內(nèi)的脈沖模式電路、電流模式電路和如上述任一實施例的輻射探測探頭；

其中，所述脈沖模式電路包括前置放大單元和次級主放大單元；所述前置放大單元的輸入端用于在所述輻射探測探頭的劑量率小于等于劑量限定值時獲取所述輻射探測探頭的探測信號；所述前置放大單元的輸出端用于通過所述次級主放大單元連接外部處理器；