[發(fā)明專利]用于核素識(shí)別的白光中子成像方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110760295.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113341453B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 敬罕濤;田斌斌;孫艷坤;李強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 散裂中子源科學(xué)中心;中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所
• 主分類號(hào): G01T3/08
• 分類號(hào): G01T3/08
• 代理公司: 深圳鼎合誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

1.一種用于核素識(shí)別的白光中子成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：

白光中子源，用于出射第一白光中子；

轉(zhuǎn)換屏，所述轉(zhuǎn)換屏具有預(yù)設(shè)厚度，且材料為B-10，所述轉(zhuǎn)換屏用于俘獲出射至所述轉(zhuǎn)換屏表面上的第二白光中子，并將俘獲的所述第二白光中子轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換射線，所述轉(zhuǎn)換射線中包括伽瑪射線；

像素型碲鋅鎘半導(dǎo)體探測(cè)器，用于探測(cè)經(jīng)過(guò)所述轉(zhuǎn)換屏轉(zhuǎn)換后所發(fā)出的伽瑪射線的位置信息或能量信息；

成像單元，用于根據(jù)所接收的伽瑪射線的位置信息或能量信息得到入射在所述轉(zhuǎn)換屏表面上的第二白光中子的位置信息或能量信息，并用于根據(jù)所述第二白光中子的位置信息或能量信息確定所述第二白光中子的掃描數(shù)據(jù)，所述掃描數(shù)據(jù)包括所述第二白光中子的束斑分布情況以及待測(cè)樣品中所含的核素信息，其中，基于核素特征共振峰結(jié)構(gòu)，判定待測(cè)樣品中所含的核素信息。

2.如權(quán)利要求1所述的白光中子成像系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換屏的厚度為0.08mm-10mm。

3.如權(quán)利要求1所述的白光中子成像系統(tǒng)，其特征在于，所述白光中子源出射的白光中子束能量包括熱中子能區(qū)到快中子能區(qū)。

4.如權(quán)利要求1所述的白光中子成像系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換屏的表面與所述白光中子的入射束流成45°；所述像素型碲鋅鎘半導(dǎo)體探測(cè)器與所述白光中子的入射束流成90°。

5.如權(quán)利要求1所述的白光中子成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括中子飛行時(shí)間計(jì)時(shí)器，用于記錄白光中子源發(fā)射的第一白光中子從發(fā)射到被像素型碲鋅鎘半導(dǎo)體探測(cè)器接收的飛行時(shí)間。

6.一種用于核素識(shí)別的白光中子成像方法，其特征在于，包括：

將待測(cè)樣品放置在如權(quán)利要求1-5中任一所述的白光中子成像系統(tǒng)中的白光中子源和轉(zhuǎn)換屏之間；

由所述白光中子源在預(yù)定時(shí)刻發(fā)射第一白光中子，所述第一白光中子透過(guò)所述待測(cè)樣品后的第二白光中子打在所述轉(zhuǎn)換屏上；

由像素型碲鋅鎘半導(dǎo)體探測(cè)器檢測(cè)得到的伽瑪射線的位置信息或能量信息，以得到入射在所述轉(zhuǎn)換屏表面上的第二白光中子的位置信息或能量信息；

根據(jù)所述第二白光中子的位置信息或能量信息確定所述第二白光中子的掃描數(shù)據(jù)，所述掃描數(shù)據(jù)包括所述第二白光中子的束斑分布情況以及待測(cè)樣品中所含的核素信息，其中，基于核素特征共振峰結(jié)構(gòu)，判定待測(cè)樣品中所含的核素信息。

7.如權(quán)利要求6所述的白光中子成像方法，其特征在于，還包括：在不放置待測(cè)樣品的情況下，所述第一白光中子打在所述轉(zhuǎn)換屏上，得到第一白光中子的束斑分布情況。

8.如權(quán)利要求6所述的白光中子成像方法，其特征在于，還包括：多次將待測(cè)樣品進(jìn)行預(yù)設(shè)角度旋轉(zhuǎn)，分別獲取待測(cè)樣品每個(gè)方向上的掃描數(shù)據(jù)，以得到待測(cè)樣品360°的掃描數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述掃描數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像重建得到待測(cè)樣品內(nèi)目標(biāo)核素的三維空間分布情況。