[发明专利]一种测量X射线能量的装置及方法

说明书

本发明提供了一种利用金属滤片测量X射线能量的装置及方法。本发明提供的方法采用模块化的设计方案，非常有利于拆卸和组装，可以很方便地用来测量X射线能量。利用不同种类和厚度滤片的组合方式，既能实现对0～90keV能段内X射线光子数的精确测量，又能对大能量范围0～300keV内的X射线进行较为精确地计算。

技术领域

本发明属于X射线能量测量领域，具体涉及一种测量X射线能量的装置及方法。

背景技术

X射线于1895年由德国物理学家W.K.伦琴发现，故又称作伦琴射线。其波长约在0.01～100埃之间，是介于紫外线和γ射线之间的一种电磁波。由于其波长短，故具有很高的能量，因此也具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如木板、塑料等。但是正是因为X射线具有很高的能量，我们可以将它用在科学探测、生物成像、医学治疗等各个领域，例如，我们在医院中常使用到的CT，即电子计算机断层扫描技术，就是利用精确准直的X线束对人体某个部位进行扫描，通过成像对疾病进行诊断。然而，各个能段的X射线物理性质具有很大的不同，其穿透能力也大相径庭。因此，设计和使用前我们应该对X射线的能量有所了解，并对其进行测量。

目前，探测X射线能量普遍使用的是X射线单光子计数器(X-ray CCD)，该方法简单易行，灵敏度高，能快速地给出X射线的能谱分布。但是X-ray CCD只能探测到较低能量的光子能量，对于较高能量的X射线则无能为力。而且X-ray CCD对X射线的亮度也有要求，亮度太高会直接打坏CCD内的晶体。利用不同厚度和材料的金属滤片可以对X射线能量进行测量。例如，利用不同金属对X射线的吸收K-edge，两两一组，可以精确地测量低能段的X射线能谱，这就是所谓的Ross-filer滤片。但这种方式还不能测量30keV能量以下的X射线。如果要测量较为高能的X射线，就需要更换不同种类和厚度的滤片，但目前还未见采用对心的方式进行组合的滤片，这对于产生的圆光斑的光子数的计算统计会出现较大的误差，只能作为一种较为粗略地测量。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种测量X射线能量的装置及方法。

在阐述本发明的技术方案之前，定义本文中所使用的术语如下：

术语“IP”是指：Imaging Plate成像板。

本发明的目的是克服原有技术上的不足，采用10片金属滤片对心放置，利用不同种类和厚度滤片的组合方式，既能实现对0～90keV能段内X射线光子数的精确测量，又能对大能量范围0～300keV内的X射线进行较为精确地计算。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种测量X射线能量的装置，所述装置包括：铅屏盒、IP支撑板、金属滤片支撑板和一组或多组金属滤片，其中所述金属滤片两两一组；

优选地，所述装置具有2～10组，优选为5～7组金属滤片；

并且，当所述装置具有多组金属滤片时，所述多组滤片堆栈排布于所述金属滤片支撑板上。

根据本发明第一方面的装置，其中，所述金属滤片的材料选自过渡金属或第三、第四主族金属元素；

优选地，所述过渡金属或第三、第四主族金属元素以下一种或多种：Ga、Ti、Al、Mo、Sn、Dy、Cu、Ta、Pb、Au、W；和/或

优选地，所述金属滤片为三角形，进一步优选为底部具有小孔的等腰三角形，小孔在底边的中心线上。整个滤片的厚度是均匀分布的，其顶角是25～40°，优选为30～40°，最优选为36°。

根据本发明第一方面的装置，其中，当所述金属滤片的材料选自：Ga、Ti、Al、Mo、Sn、Dy、Cu、Ta、Pb、Au中的一种或多种时，其厚度为1μm～300μm，优选为5μm～150μm；和/或