[实用新型]离轴单反式伽马测量系统

说明书

本实用新型公开了一种离轴单反式伽马测量系统，包括安装筒，安装筒的一端设有封窗，另一端设有气阀，中部形成用于容纳辐射介质的气室，气阀用于向该气室内部充入辐射介质或将气室内的辐射介质向外抽出，封窗的内侧安装有转换体，安装筒内部设有离轴光学镜片，安装筒侧壁对应离轴光学镜片位置安装有光学玻璃窗，并连接有光子记录组件；本实用新型的有益效果是：具有快时间响应、高光子收集效率以及较强的抗干扰能力，并且具备阈值调节功能，且调节方便，在复杂辐射环境下测量阈值以上的弱伽马射线强度和时间演化过程具有很大的应用价值。

技术领域

本实用新型属于惯性约束聚变物理技术领域，具体涉及一种离轴单反式伽马测量系统。

背景技术

射线强度是指在垂直于射线传播方向的单位面积上单位时间内，所通过的射线数目的能量总和。射线时间演化过程是指射线强度随时间推移的变化过程。射线强度测量通常体现在射线照相检测时使胶片感光，或者射线检测时使射线探测器激发电子或光子，感光照相通常不具备时间过程测量能力。

在惯性约束聚变物理研究中，往往需要在复杂辐射环境下测量特定能量伽马射线强度和时间演化过程。通常待测定的伽马射线强度较弱，在强辐射本底环境下测量弱伽马信号需要测量系统具有较高的收集效率同时具备一定的抗干扰能力。惯性约束聚变物理研究中，待测伽马射线在很短时间内(百皮秒级)发生，测量伽马射线时间演化过程需要探测系统具有很高的时间分辨能力。

为此，急需设计一种具有快时间响应和高收集效率并具备阈值调节功能的伽马测量系统。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种离轴单反式伽马测量系统。基于气室型直筒结构，实现伽马转换电子激发光子较小的光程差，使系统具备很高的时间分辨能力。采用离轴单反式结构设计，实现伽马激发辐射光子高效率的会聚收集。90°离轴设计避免环境伽马射线在玻璃压力窗产生干扰信号，在保障光子高效率收集下提高系统抗干扰能力。改变介质气体压强即可调节激发切伦科夫辐射的阈值能量，从而防止测量环境下的本底干扰射线。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种离轴单反式伽马测量系统，其关键在于：包括安装筒，所述安装筒的一端设有封窗，另一端设有气阀，中部形成用于容纳辐射介质的气室，所述气阀用于向该气室内部充入辐射介质或将气室内的辐射介质向外抽出，所述封窗的内侧安装有转换体，所述安装筒内部设有离轴光学镜片，安装筒侧壁对应离轴光学镜片位置安装有光学玻璃窗，并连接有光子记录组件；入射伽马射线由封窗进入转换体产生转换电子，并在气室辐射介质内激发切伦科夫光子，由离轴光学镜片离轴会聚收集，经光学玻璃窗进入光子记录组件中。

采用上述结构，伽马射线在安装筒左端经封窗进入转换体，并通过康普顿效应和电子对效应产生转换电子，转换电子进入安装筒内部，事前高纯度二氧化碳气体在安装筒右端经气阀送入安装筒内部，然后转换电子在辐射介质二氧化碳内激发切伦科夫光子。基于该转换原理，激发切伦科夫光子的光程差较小，保障系统具有较高的时间分辨能力。同时激发光子的阈值能量与辐射介质气体的压强相关，因此调节气体压强就能够改变系统测量伽马射线的阈值能量，从而防止测量环境下的本底干扰伽马射线。切伦科夫光子产生后，离轴抛物面光学镜片对光子进行90°离轴的高效率会聚收集，并送入光子记录组件，光子记录组件内的光子记录部件输出的信号大小就能够反映进入测量系统的伽马射线强度。采用高时间分辨的光子记录部件，输出信号的时间波形能够反映伽马射线的时间演化过程。

作为优选：所述安装筒侧壁对应离轴光学镜片位置设有避光罩，该避光罩与安装筒内部连通，所述光子记录组件包括设置在避光罩远离安装筒一端的屏蔽部件，屏蔽部件内安装有光子记录部件。采用上述结构，避光罩能够阻挡测量环境下的自然光进入光子记录部件产生干扰信号，屏蔽部件阻挡环境本底伽马射线进入光子记录部件产生干扰信号，以提高测量的准确度。