[实用新型]用于磁约束聚变装置中的双膜软X射线荧光高速成像系统

说明书

本实用新型提供了一种用于磁约束聚变装置中的双膜软X射线荧光高速成像系统，包括：探测器和高速可见光相机；其中，所述探测器包括：探测器腔体；小孔，设于所述探测器腔体的第一端部；薄膜，设于所述小孔上；微通道板MCP，被置于所述探测器腔体内，并且面对所述小孔；荧光屏，被置于所述探测器腔体内，并且面对所述微通道板MCP；成像时，软X射线穿透所述小孔，透过所述薄膜，照射在所述微通道板MCP上，软X射线经过所述微通道板MCP后到达所述荧光屏上，所述荧光屏上的可见光射出所述探测器腔体，而后聚焦到所述高速可见光相机上。本实用新型提高了X射线探测成像的速度，并且可获得软X射线的辐射剖面和温度信息。

技术领域

本实用新型涉及X射线辐射成像诊断系统，具体涉及一种用于磁约束聚变装置中的双膜软X射线荧光高速成像系统。

背景技术

工业上X射线成像一般使用X射线相机。X射线相机是由类似CsI的对X射线敏感的闪烁体荧光屏与CCD相机构造而成，X射线首先照射到闪烁荧光屏上，激发出550nm的光子经过聚焦系统成像于相机传感器表面上进而实现X射线成像。这种X射线成像系统的空间分辨率比较高，但是成像速度一般在10帧/秒以内，目前最好的X射线相机速度也在500fps左右，做不到一些特殊领域要求达到的超过10000fps的超高速动态成像。

在托卡马克装置上，为了研究等离子体辐射剖面和温度信息，X射线成像速度要求达到10k fps以上。现有诊断方式采用软X射线阵列在小环截面环绕分布，通过阿贝尔逆变换反演软X射线分布。这种方法需要超过100道信号，对信号数量和质量提出过高要求，在实际使用中，由于托克马克装置等离子体温度、放电磁场和其他诊断的串扰，很难直观得到软X射线辐射剖面。

实用新型内容

鉴于上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于磁约束聚变装置中的双膜软X射线荧光高速成像系统，解决了X射线相机成像速度过慢、成像单一、易受磁场影响的问题，实现了软X射线高速成像，成像速度达到50k fps以上。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于磁约束聚变装置中的双膜软X射线荧光高速成像系统，包括：探测器和高速可见光相机；其中，探测器包括：

探测器腔体；

小孔，设于探测器腔体的第一端部；

薄膜，设于小孔上；

微通道板MCP，被置于探测器腔体内，并且面对小孔；

荧光屏，被置于探测器腔体内，并且面对微通道板MCP；

成像时，软X射线穿透小孔，透过薄膜，照射在微通道板MCP上，软X射线经过微通道板MCP后到达荧光屏上，荧光屏上的可见光射出探测器腔体，而后聚焦到高速可见光相机上。

在本实用新型的某些实施例中，小孔、微通道板MCP和荧光屏处于同一轴线上。

在本实用新型的某些实施例中，小孔为两个，两个小孔上的薄膜的厚度不同。

在本实用新型的某些实施例中，薄膜为铍膜。

在本实用新型的某些实施例中，两个小孔的间距为1cm，小孔的直径为1mm，两个小孔上的铍膜的厚度分别为25μm和50μm。

在本实用新型的某些实施例中，小孔设置在第一法兰上，第一法兰固定在探测器腔体的第一端部。

在本实用新型的某些实施例中，探测器腔体的侧壁上设有抽气口和电源口；其中，

抽气口设置有第二法兰，用于连接抽气泵；

电源口设置有第三法兰，用于设置真空电极和电源线。