[發明專利]一種緊湊型伽馬射線探測光學系統及探測方法

在審

• 申請號: 202010566285.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111736198A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 閆亞東;王軍寧;李奇;薛艷博;高煒;劉霞剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01T1/16
• 分類號: G01T1/16
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 董娜

1.一種緊湊型伽馬射線探測光學系統，其特征在于：包括密封殼體(11)、轉換體(1)、主反射鏡(2)、次反射鏡(3)及探測器(5)；

所述密封殼體(11)內設有密封套(16)，且密封套(16)的一端通過壓力密封窗(4)密封，另一端與密封殼體(11)的后端蓋(15)連接；所述后端蓋(15)中部設有與密封套(16)相適配的通孔，密封套(16)密封連接在該通孔外側的后端蓋(15)上；密封套(16)、壓力密封窗(4)及密封殼體(11)形成的腔體內充有高壓氣體；

所述轉換體(1)、次反射鏡(3)、主反射鏡(2)沿伽馬射線出射方向依次同軸設置在密封殼體(11)內，且主反射鏡(2)套裝在密封套(16)上；所述主反射鏡(2)和次反射鏡(3)均為凹面反射鏡；

所述探測器(5)設置在密封套(16)內，且探測器(5)的探測面位于主反射鏡(2)和次反射鏡(3)之間；

伽馬射線穿過密封殼體(11)的前端蓋(12)，入射至轉換體(1)，與轉換體(1)的電子碰撞激發出高速電子，高速電子與高壓氣體產生切倫科夫光子，光子依次經主反射鏡(2)和次反射鏡(3)反射后，穿過壓力密封窗(4)，到達探測器(5)的探測面；

主反射鏡(2)和次反射鏡(3)之間的距離需滿足：T1＜T＜T2；

其中，T為伽馬射線入射至轉換體(1)，產生切倫科夫光子經主反射鏡(2)、次反射鏡(3)、壓力密封窗(4)，到達探測器(5)探測面的時間；

T1為伽馬射線依次直穿轉換體(1)、次反射鏡(3)、壓力密封窗(4)，到達探測器(5)探測面所需時間；

T2為伽馬輻射產生的次生伽馬射線，到達探測器(5)探測面所需時間。

2.根據權利要求1所述緊湊型伽馬射線探測光學系統，其特征在于：所述密封殼體(11)內沿伽馬射線出射方向同軸設有N個擋光環(10)，用于濾除雜光，N為正整數，且N≥2。

3.根據權利要求2所述緊湊型伽馬射線探測光學系統，其特征在于：所述密封殼體(11)內還設有屏蔽環(6)，用于濾除大角度的切倫科夫光子；

所述N個擋光環(10)為沿伽馬射線出射方向依次設置的第一擋光環、第二擋光環……第N擋光環；

所述屏蔽環(6)位于第一擋光環和第二擋光環之間，且與第一擋光環相鄰設置。

4.根據權利要求3所述緊湊型伽馬射線探測光學系統，其特征在于：所述次反射鏡(3)靠近轉換體(1)的端面設有次鏡前屏蔽體(7)；

所述次反射鏡(3)靠近探測器(5)的端面設有次鏡空隙屏蔽體(8)；

所述主反射鏡(2)靠近次反射鏡(3)的端面設有探頭外屏蔽體(9)，且套裝在密封套(16)上。

5.根據權利要求1至4任一所述緊湊型伽馬射線探測光學系統，其特征在于：所述主反射鏡(2)到轉換體(1)的距離為1058mm，次反射鏡(3)到轉換體(1)的距離為950mm，壓力密封窗(4)到轉換體(1)的距離為1009mm，探測器(5)的探測面到轉換體(1)的距離為1027mm。