[发明专利]一种闪烁体余辉精确测量装置及方法

权利要求书

1.一种闪烁体余辉精确测量装置，其特征在于：包括X射线屏蔽壳体(10)、X射线发生机构、测试屏蔽壳体(20)、探测器(15)、时间处理单元(22)和计算机(19)；

所述X射线发生机构包括设置在X射线屏蔽壳体(10)内的光源(2)、真空壳体(7)、输入窗(4)、光电阴极(5)、聚焦极(6)和阳极靶(8)以及设置在X射线屏蔽壳体(10)外的光源控制电路(1)，光源控制电路(1)用于控制光源(2)通断以及向时间处理单元(22)发送起始信号；

所述真空壳体(7)为一端开口的筒状结构，输入窗(4)设置在真空壳体(7)的开口处，形成真空腔体；

所述输入窗(4)、光电阴极(5)、聚焦极(6)、阳极靶(8)沿光源(2)的出射方向依次设置，且光电阴极(5)设置在输入窗(4)的内表面，阳极靶(8)的末端伸出真空壳体(7)，阳极靶(8)的靶面倾角小于45°；

所述光源(2)的外侧设有隔离密封套筒(3)，隔离密封套筒(3)的一端与X射线屏蔽壳体(10)内壁连接，另一端与输入窗(4)连接；

所述真空壳体(7)侧壁和X射线屏蔽壳体(10)之间设置有供X射线穿过的X射线输出窗口(11)；

所述X射线屏蔽壳体(10)内壁、隔离密封套筒(3)侧壁、真空壳体(7)外壁、X射线输出窗口(11)侧壁之间形成的腔体内充有绝缘散热介质；

所述X射线屏蔽壳体(10)和测试屏蔽壳体(20)之间设有用于屏蔽杂散光及防止X射线泄露的准直屏蔽件(12)；

所述探测器(15)设置在测试屏蔽壳体(20)内，用于获取测试屏蔽壳体(20)内待测闪烁体(14)经阳极靶(8)出射的X射线照射后发出的荧光信息；所述探测器(15)用于向时间处理单元(22)发送终止信号，时间处理单元(22)用于对起始信号和终止信号进行处理，获得待测闪烁体(14)的余辉时间信息；所述探测器(15)用于处理到达探测器(15)的光子位置信息，获得待测闪烁体(14)余辉的强度信息；

所述计算机(19)与时间处理单元(22)的输出和探测器(15)的输出连接。

2.根据权利要求1所述闪烁体余辉精确测量装置，其特征在于：所述时间处理单元(22)包括时间测量模块(17)和多道分析仪(18)；

所述时间测量模块(17)用于将起始信号和终止信号转化为数字信号并传输至多道分析仪(18)，多道分析仪(18)用于对数字信号进行处理，获得待测闪烁体(14)的余辉时间信息并发送至计算机(19)。

3.根据权利要求2所述闪烁体余辉精确测量装置，其特征在于：所述探测器(15)为基于MCP和位敏阳极的探测器，其包括微通道板(24)和位敏阳极(25)，微通道板(24)最靠近位敏阳极的MCP输出端与时间测量模块(17)连接；

所述位敏阳极(25)用于处理光子位置信息，获得待测闪烁体(14)余辉的强度信息并发送至计算机(19)。

4.根据权利要1至3任一所述闪烁体余辉精确测量装置，其特征在于：所述X射线屏蔽壳体(10)内设有用于检测绝缘散热介质温度的测温件(21)。

5.根据权利要4所述闪烁体余辉精确测量装置，其特征在于：所述输入窗(4)材质为石英或氟化镁或K9玻璃。

6.根据权利要5所述闪烁体余辉精确测量装置，其特征在于：所述光电阴极(5)为CsI阴极或S20阴极或S25阴极或CsTe阴极或负电子亲和势阴极。

7.根据权利要1所述闪烁体余辉精确测量装置，其特征在于：所述聚焦极(6)位于光电阴极(5)和阳极靶(8)的中间。

8.根据权利要1所述闪烁体余辉精确测量装置，其特征在于：所述真空壳体(7)、输入窗(4)和X射线输出窗口(11)所形成的真空密闭腔真空度小于1×10^-5Pa。

9.根据权利要求1所述闪烁体余辉精确测量装置，其特征在于：所述绝缘散热介质为绝缘散热油。

10.一种基于权利要求1至9任一所述闪烁体余辉精确测量装置的闪烁体余辉精确测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)光源控制电路(1)控制光源(2)输出光脉冲；并向时间处理单元(22)发送一个时间起始信号；

2)光脉冲到达光电阴极(5)后产生电子；

3)光电阴极(5)出射的电子在聚焦极(6)的作用下加速聚焦到阳极靶(8)，电子轰击阳极靶(8)产生X射线脉冲；

4)X射线脉冲通过X射线输出窗口(11)、准直屏蔽件(12)进入测试屏蔽壳体(20)内，测试屏蔽壳体(20)内的待测闪烁体(14)在X射线脉冲的照射下发光；

5)X射线输出脉冲关断后，探测器(15)的MCP输出端向时间处理单元(22)发送时间终止信号；时间处理单元(22)对接收到的时间起始信号和从探测器(15)得到的时间终止信号进行处理，得到待测闪烁体(14)的余辉时间信息；

同时，探测器(15)的位敏阳极(25)处理到达探测器(15)的光子位置信息，获得待测闪烁体(14)余辉的强度信息；

6)计算机(19)采集待测闪烁体(14)的余辉时间信息和待测闪烁体(14)余辉的强度信息。