[发明专利]用于脉冲伽马探测的散射式闪烁探测器

说明书

技术领域

本发明属于辐射探测装置，具体涉及一种用于脉冲伽马探测的散射式闪烁探测器。

背景技术

脉冲辐射场伽马射线诊断具有如下三大特点：1.辐射场通常是脉冲中子和伽马射线的混合辐射场，中子强度有时比伽马高出数倍以上，因而要求探测器系统具有很高的γ/n分辨能力。2.脉冲伽马/X射线能谱至今无法进行精确测量，强度测量要求探测系统具有平坦的能量响应；3.辐射场强度跨度大，需要采用多种探测器进行联合测量。

在现有脉冲伽马(γ)射线探测中，主要采用两类探测器系统：一种是闪烁体与光电倍增管或闪烁体与光电管等光电器件组成的闪烁探测器；另一种是基于康普顿效应设计的真空康普顿探测器(VCD)和介质康普顿探测器(DCD)。基于闪烁体的光电探测器灵敏度高，适合于低强度伽马射线束的测量，其灵敏度通常在10^-10-10^-20C.cm²，但由于闪烁体和光电器件对中子比较灵敏，即使采用无机闪烁体，其γ/n分辨也很难超过20倍，同时，这类探测器是基于能量收集的探测器，对伽马射线的探测灵敏度随能量的变化比较剧烈，对于伽马射线强度测量能量响应不够理想；康普顿探测器是电荷收集型探测器，其本征的γ/n分辨能力可达50倍以上，但灵敏度很低，通常在10^-19-10^-23C.cm²，适合于高强度伽马射线束参数的测量，其能量响应比闪烁探测器要平坦，但不是很理想。

因此，研制同时具有灵敏度高，能量响应平坦的脉冲伽马探测器，而且其具有亚纳秒超快时间响应、30-100倍的高γ/n分辨能力、在0.5MeV一4MeV伽马能量范围内能量响应较理想，综合性能优异的脉冲伽马辐射探测器一直是脉冲伽马辐射场探测技术研究的重要目标之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵敏度高，γ/n分辨能力大，能量响应平坦的用于脉冲伽马探测的散射式闪烁探测器。

本发明是这样实现的：它包括圆扩孔头，与圆扩孔头相连的方形主筒，圆扩孔头的前端为入射窗，方形主筒的后端设有后出射窗，圆扩孔头的内侧前端设有清扫磁铁，在圆扩孔头与方形主筒连接处通过前靶架设有前靶，前靶的后端设有带扩孔的电子铝挡环，穿过方形主筒的上下面均设有光电装置，光电装置包括绝缘筒，在绝缘筒的前端从外向里依次设有电子过滤片、反射膜和闪烁体，绝缘筒内设有光电倍增管，上下光电装置的电子过滤片、反射膜、闪烁体和光电倍增管均相同，且对称布置。

本发明中，上下光电装置相同的电子过滤片、反射膜、闪烁体和光电倍增管相同，且对称布置。因此可以事先标定好两边探测器的灵敏度差异，将其中一边的光电装置作为本底探测器，另一边的光电装置作为总信号探测器。测量时，在其中一边的光电装置的闪烁体前加3mm厚的石墨片或铝片用于阻挡从靶出射的电子，使其无法到达闪烁体，这样，它得到的便是周围伽马和中子的干扰信号。两光电装置的输出信号经过延时校正和灵敏度校正后进行相减，便得到真实的信号。因此，本发明可以有效扣除屏蔽不足造成的干扰，从而提升了探测器的性能。本发明具有60倍以上的γ/n本征分辨能力，这里所指的γ/n分辨能力是针对带能谱的伽马(蒸发谱)和中子(Watt裂变谱)入射而言的。本发明对0.4～4MeV能量范围内伽马响应平坦，其中，0.4～2.5MeV能量段内能量响应变化小于5％，0.4～4MeV能量范围内能量响应变化小于15％。

作为本发明的进一步改进，本发明采用快响应的ST401塑料闪烁体，其时间响应可以小于5ns。

附图说明

图1为本发明的用于脉冲伽马探测的散射式闪烁探测器的结构图；

图2为图一种R处的电子过滤片13、反射膜12和闪烁体11的放大图；

图中：1圆扩孔头，2方形主筒，3入射窗，4后出射窗，5清扫磁铁，6前靶，7电子铝挡环，8后靶，9后靶架，10光电倍增管，11闪烁体，12反射膜，13电子过滤片，14绝缘筒，15前靶架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述：