[实用新型]一种气体放电型中、高能X、γ辐射成象阵列探测装置

说明书

本实用新型涉及一种气体放电型中、高能χ、γ辐射成象阵列探测装置，属核技术应用领域。

中国专利86108035公开了一种气体放电型阵列探测装置。该装置主要利用一块与入射χ、γ光子成小掠角的高原子序数材料制成的固态薄片状辐射体同χ、γ辐射相互作用产生的次级电子引起放电（非自持）而输出信号。此种探测装置利用排成阵列的细阳极丝来分别获取不同位置的χ、γ辐射强度信息。每根（或每对）阳极细丝构成一个象素，其放电信号代表它所在处的入射χ、γ辐射强度。工作气体一般以流气方式供给，压力保持在一大气压左右。此专利中也提及有可能使用较高压力（低于10⁶帕斯卡）并处于密封壳内的工作气体。但为解决连续提供新鲜的多原子分子淬熄气体的问题而仍需流气系统。拥有此专利的施仑贝谢公司的实际产品（SYCOSCAN系统）中的工作气体为常压并采用以气体钢瓶供气的流气系统。

这种探测装置信号动态范围（dynamic range）大（10⁵），探测效率及灵敏度高，能够满足检测系统的基本要求。但是，它存在以下缺陷：

①由各阳极丝所构成的象素之间只有气体而没有其它隔离物，不能阻挡入射χ、γ光子所产生的次级电子在象素之间的穿越、串行。这样，在某象素处入射的χ、γ光子不仅能使此象素给出信号，同时也能使相邻的若干象素输出信号。因此，每一根（或每一对）阳极丝的输出信号不仅反映了所在处的χ、γ射线强度，而且也反映了在其它位置入射的χ、γ射线的影响，这将造成图象的“模糊”。为消除这一影响，必须配以专用的计算机软件及高速硬件系统，进行大量的反卷积计算处理，显著增大了图象处理的难度与工作量。

②在所用工作气体中要求混入一定量的多原子分子气体（如CH4等）。它们在气体放电过程中会分解，因而需要不断地补充。由此，不管所选工作气体压力为何（＜1.10⁶帕斯卡），流气系统是必须具备的。此外，多原子分子分解后会产生固态沉积物，它会损坏阳极丝表面的光洁度与规则形状，导致探测器的损坏。

③各阳极丝都很细（直径数十微米），长度都达300mm左右，因而易于由震动而产生噪声信号。

本实用新型的目的是提供一种能够避免次级电子在阳极丝之间穿越、串行的χ、γ辐射成象阵列探测装置。

本实用新型的χ、γ辐射成象阵列探测装置由多个探测单元组合而成。探测单元由壳体，电极系统所组成，壳体为一密封结构，一侧有一χ、γ射线入射窗。电极系统由阳极、阴极组成，阳极为多根平行排列的细金属丝，阴极由辐射体及阴极金属隔板所组成。辐射体为一高原子序数的金属薄板，辐射体的安置与χ、γ入射光子成一小于10°的掠角。阳极细金属丝平行排列在辐射体的两侧，阴极金属隔板垂直辐射体布置在阳极各细金属丝之间，并有盖板与阴极金属隔板组成一格栅形阴极。由于在各阳极金属丝之间有阴极金属板隔开，所以二次电子就不可能在各阳极丝之间穿越、串行，提高了成象质量。

说明附图如下：

图1为本实用新型χ、γ辐射成象阵列装置探测单元结构示意图

图2为格栅形阴极结构示意图（双层）

图3为阳极丝安装图

图4为单层式格栅图

图5为探测单元前、后交叉排列方式示意图

图6为探测单元左、右交叉排列方式示意图

图7为辐射体与入射χ、γ射线的掠角示意图。

结合附图说明实施例如下：

本实用新型χ、γ辐射成象阵列装置由多个探测单元组合而成。探测单元由外壳（1），电极系统（2）组成。外壳（1）为一密封结构，一侧上有一χ、γ入射窗（3），电极系统由阳极、阴极组成；阳极为多根平行排列的细金属丝（4），阴极由辐射体（5）及阴极金属隔板（6）所组成；辐射体（5）的安置与χ、γ入射光子成一小于10°的掠角（见图7）；阳极细金属丝（4）平行排列在辐射体（5）的两侧，阴极金属隔板（6）垂直辐射体（5）并布置在阳极各细金属丝（4）之间，金属盖板（7）复盖在阴极金属隔板（6）外面与辐射体（5）一起形成一格栅形阴极。同一垂直方向的阳极细金属丝成对地联结起来，并通过同一密封绝缘子输出信号。每一对阳极丝就构成一个象素。

为了减小震动的影响，阳极金属丝除在两端固定外，还在其中间增加若干个绝缘支点，见图3，其中4为阳极金属丝，8为绝缘支点。