[發明專利]一種氣體、固體混合探測裝置及系統

在審

• 申請號: 202010143361.7
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111239793A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 張嵐
• 申請（專利權）人: 北京鑭宇科技有限公司
• 主分類號: G01T1/167
• 分類號: G01T1/167;G01T1/20;G01T1/24
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 劉紅陽

本發明涉及一種氣體、固體混合探測裝置及系統，包括：氣體探測器，所述氣體探測器的兩個電極之間設有射線阻擋件，所述氣體探測器的兩個電極中的信號讀出電極背面設有固體探測器。本發明提供的一種氣體、固體混合探測裝置及系統利用耐輻射照，長壽命，低探測效率的氣體探測器，混合提供放射性核素識別功能的固體探測器，能夠在高放射性環境中工作，實現放射性物質分布信息及放射性核素識別的功能。

技術領域

本發明涉及輻射探測及輻射成像技術領域，尤其涉及一種氣體、固體混合探測裝置及系統。

背景技術

所有涉核的領域都需要輻射監測和檢測，在核應急，核事故，核材料的全流程處置等領域，經常需要在極高的放射性環境中，探測放射性物質的空間分布信息，包括核素種類和劑量。而極高的計數率，造成計數死時間過長，計數堆積，測試的信息發生錯誤，同時強輻射會損壞探測器器，尤其是半導體探測器，并且會損壞數據采集系統，重點是對芯片的損壞，使得整個探測系統停止工作。

在劑量與核素識別基礎上，能夠提供放射性核素分布信息的系統，常用的有基于NaI閃爍體的伽馬相機。這個系統的結構是編碼板，加閃爍板耦合面陣列的PD或SiPM陣列。優勢是可以給出射線源分布信息。缺點是，只能提供約40度角內的射線源分布，而實際需求是360度的全景分布，此時需要多個伽馬相機拼接，或在兩個維度旋轉，才能獲取全景射線源分布信息。其另一個缺點是，射線能量最高只能到1.5Mev，不能達到常規的3Mev探測范圍。更重要的缺點是，這個系統在高放射性環境中，應用受限。

另一種提供射線源三維信息的設備，是基于CdZnTe探測器器的康普頓相機。在提供劑量與核素識別信息外，利用CZT探測器本身的三維位置靈敏功能，及康普頓散射原理，不需要旋轉和拼接，該系統可以給出360度全景范圍內的射線源分布信息。該系統的缺點是CZT晶體昂貴，探測系統復雜，數據處理繁復。更重要的是，CZT半導體探測器耐輻照性能弱，不能直接應用于高放射性環境中。在高放環境中，康普頓散射會出現很多錯誤的耦合信號，嚴重影響CZT探測器對射線源分布的定位。

發明內容

本發明解決的主要技術問題是，提供能夠工作于高放射性環境中的探測系統，該探測系統能夠實現高放環境中的射線源分布信息的獲取，同時提供核素識別功能，所采用的技術方案是：一種氣體、固體混合探測裝置，包括：氣體探測器，所述氣體探測器的兩個電極之間設有射線阻擋件，所述氣體探測器的兩個電極中的信號讀出電極背面設有固體探測器。

進一步改進為，所述氣體探測器的兩個電極中的信號讀出電極為面陣列像素電極，每個所述面陣列像素電極背面均設有固體探測器。

進一步改進為，所述氣體探測器的兩個電極之間設有網格狀的所述射線阻擋件。

進一步改進為，所述射線阻擋件沿高度方向垂直于所述氣體探測器的電極平面，或向不同方向傾斜呈發散狀。

進一步改進為，所述氣體探測器的射線入射窗處設有網格狀準直器。

進一步改進為，所述氣體探測器的射線入射窗處設有編碼板。

進一步改進為，所述編碼板上的開口為矩形開口或梯形開口。

進一步改進為，所述氣體探測器的入射窗上設有具有針孔的準直器。

進一步改進為，所述氣體探測器的信號讀出電極為兩層方向相垂直的電極條構成的網狀結構。

本發明還提供了一種氣體、固體混合探測系統，包括多個陣列式排列的上述任一項所述氣體、固體混合探測裝置。

本發明的有益效果是：

本發明提供的一種氣體、固體混合探測裝置及系統利用耐輻射照，長壽命，低探測效率的氣體探測器，混合提供放射性核素識別功能的固體探測器，能夠在高放射性環境中工作，實現放射性物質分布信息及放射性核素識別的功能。

附圖說明