[发明专利]一种量子点γ/X射线辐射探测器及探测方法

说明书

本发明涉及核辐射探测领域，公开了一种量子点γ/X射线辐射探测器，所述探测器包括光纤、漫反射层，所述光纤内部设置耦合剂层，所述耦合剂层上设置量子点涂层，所述漫反射层填充在量子点涂层内，所述光纤的断面为楔形端面，所述量子点涂层断面及光纤的断面处设置漫反射端头，内部设置所述量子点涂层的光纤外侧设置黑体封装层，所述光纤的末端与光电倍增管连接。本发明解决了现有技术中辐射探测器存在体积大、布点困难，或稳定性不好、可靠性不高的问题。

技术领域

本发明涉及核辐射探测领域，更具体地涉及一种量子点γ/X射线辐射探测器及探测方法。

背景技术

射线辐射是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流，X射线波长介于紫外线和γ射线之间的电磁辐射，其波长介于0.01～10nm之间，γ射线波长小于0.01nm。现有的射线辐照探测器从能量转换的方式可以分为两种：间接转换型探测器和直接转换型探测器。其中，间接转换型探测器应用较为广泛，其主要包括闪烁体及感光器阵列。

X和γ射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。利用对X和γ射线吸收不同的特点，通过探测透过物体的X和γ射线的强度来成像，这种射线成像装置具有体积小、重量轻、移动便携等特点，广泛应用于医疗诊断、工业检测和安全检查。

医学上利用高能量的X和γ射线照射并杀灭肿瘤细胞成为有效的治疗肿瘤方法。精确的放疗技术不仅能够给予肿瘤区域足够的、精确的照射剂量，有效控制肿瘤病发，还能够减少周围正常组织和器官的受照剂量，降低正常组织的放射并发症。在保证安全有效的条件下，为精确完成放射治疗，必须对整个治疗过程实施X和γ射线剂量控制。X和γ射线探测器能够检测放疗加速器设备的剂量输出特性，是放疗过程必备的重要质控设备，但目前的电离室、晨检仪或存在体积大、布点困难，或稳定性不好、可靠性不高等问题。

发明内容

为解决现有技术中辐射探测器存在体积大、布点困难，或稳定性不好、可靠性不高的问题，本发明提供一种量子点γ/X射线辐射探测器及探测方法。

本发明采用的具体方案为：一种量子点γ/X射线辐射探测器，所述探测器包括光纤、漫反射层，所述光纤内部设置耦合剂层，所述耦合剂层上设置量子点涂层，所述漫反射层填充在量子点涂层内，所述光纤的断面为楔形端面，所述量子点涂层断面及光纤的断面处设置漫反射端头，内部设置所述量子点涂层的光纤外侧设置黑体封装层，所述光纤的末端与光电倍增管连接。

所述漫反射端头的截面为梯形。

所述量子点涂层区域与光纤同轴设置，所述量子点涂层的直径大小为光纤直径的1/5～4/5。

所述量子点涂层材料选自CsI:Tl³⁺、CsI:Na⁺、CsI:Cu²⁺、CsI:Cu²⁺+Tl³⁺、CsI:Tm³⁺、CsI:Dy³⁺、 CsI:Pr³⁺、ZnS:Ag⁺¹中的量子点。

所述量子点的激活剂掺杂量摩尔比为0.01％～2％。

所述量子点的尺寸为2nm～10nm，所述量子点涂层的厚度200nm～2000nm。

所述量子点的发射光谱为400～600nm。

所述漫反射层与漫反射端头的材料相同，均为颗粒径为60nm～90nm、纯度99.999％的二氧化钛或三氧化二铝纳米粉料。

所述黑体封装层的材料是黑色石墨烯掺杂的环氧树脂胶且透光率低于0.05％。

另一方面，本申请提供一种量子点γ/X射线辐射方法，包括如下步骤：

步骤一：射线射入辐射探测器内的量子点层并与量子点发生作用；