[發明專利]一種用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀

在審

• 申請號: 202110831806.5
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113640855A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 劉蘊韜;石斌;宋明哲;李春娟;倪寧;張書峰;陳軍
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01T3/02
• 分類號: G01T3/02;G01T3/08;G01T3/04
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;屈獻莊

1.一種用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀，其特征在于，包括慢化吸收體(1)和設置在所述慢化吸收體內的多個熱中子探測單元(2)，每個所述熱中子探測單元(2)的探測面與所述慢化吸收體(1)的端面平行，且每個所述熱中子探測單元(2)在慢化吸收體內的深度各不相同，每個所述熱中子探測單元(2)通過信號引線(3)與位于所述慢化吸收體(1)端面的信號輸出頭(4)連接；

每個所述熱中子探測單元(2)包括探測器(21)和中子-帶電粒子轉換體(22)，并在所述探測器(21)和所述中子-帶電粒子轉換體(22)之間設置有限制光闌，整體封裝在鋁殼(23)內。

2.根據權利要求1所述的用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀，其特征在于，所述慢化吸收體(1)的材料為高密度聚乙烯與70％的高純硼粉的均勻混合物，具有對中子同時起到慢化和吸收的雙重作用。

3.根據權利要求2所述的用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀，其特征在于，所述慢化吸收體(1)的外形為圓柱體、立方體、多棱柱或其他形狀。

4.根據權利要求1所述的用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀，其特征在于，所述熱中子探測單元(2)采用主動探測模式，通過給出瞬時脈沖信號，實現在線快速測量。

5.根據權利要求4所述的用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀，其特征在于，所述探測器(21)采用化學氣相沉積電子級高純單晶金剛石半導體材料。

6.根據權利要求1-5任一項所述的用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀，其特征在于，所述探測器(21)的有效尺寸為4.5mm×4.5mm×0.1mm。

7.根據權利要求1所述的用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀，其特征在于，所述中子-帶電粒子轉換體(22)為蒸鍍法制備的⁶LiF薄膜，用于將中子轉化為可探測的帶電粒子。

8.根據權利要求7所述的用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀，其特征在于，所述探測器(21)表面設置有陶瓷襯底(24)封裝，所述中子-帶電粒子轉換體(22)表面設置有高純鋁底襯(25)。

9.根據權利要求8所述的用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀，其特征在于，所述限制光闌用于控制探測器的計數率避免電子學系統過載。

10.根據權利要求7-9任一項所述的用于硼中子俘獲治療照射束的新型中子能譜儀，其特征在于，通過優化多個所述熱中子探測單元(2)在所述慢化吸收體(1)中的深度，從而使得所述新型中子能譜儀覆蓋BNCT照射束的全能區并提高其能量分辨率。