[发明专利]一种对闪烁体加电压的闪烁体探头

说明书

本发明公布了一种对闪烁体加电压的闪烁体探头，对常用的闪烁体探头进行了改装，对闪烁体施加了由径向电压和轴向电压矢量叠加形成复合电场，γ射线在闪烁体产生次级电子后，径向电场使次级电子向闪烁体中心聚集，减少了次级电子泄漏，减小了沉积在闪烁体内的能量的绝对统计涨落，轴向电场增加了次级电子动能，增大了最终形成的电压脉冲高度，降低了脉冲高度的相对统计涨落，进而提高了闪烁探测器的分辨率。

技术领域

本发明属于射线能谱测量领域，一种对闪烁体加电压的闪烁体探头是对圆柱形闪烁体施加径向电压和轴向电压形成复合电场，增加伽马射线在闪烁体内产生的荧光数，进而提高探头的分辨率和探测效率的闪烁体探头，在核辐射能谱测量相关的工农业生产和科研领域有着广泛的应用前景。

背景技术

闪烁体探测器是核辐射测量领域应用最广泛的的探测器，以NaI(Tl)探测器为例，其探测效率高，但分辨率和时间特性远差于高纯锗探测器，而高纯锗探测器价格昂贵，且需要使用液氮制冷抑制噪声，维护成本较高。

闪烁体探测器探测射线能谱的原理是，当γ射线进入闪烁体，γ射线与闪烁体发生光电效应、康普顿效应和电子对效应产生次级电子，次级电子引起闪烁体分子原子的电离和激发，原子分子退激时产生荧光光子，荧光光子打到光电倍增管的光阴极引起光电效应产生光电子，经过聚焦极聚焦进入打拿极，电子被倍增形成电子脉冲，被后续电子学系统记录，γ射线产生的次级电子的数量和能量直接影响电子脉冲的大小和统计涨落程度。

发明内容

本发明的目的在于通过对闪烁体加定向高压，在闪烁体中形成特定方向的电场，使γ射线在闪烁体中产生的次级电子向闪烁体中心聚集，使电子不从闪烁体边缘泄露，能量完全沉积在闪烁体内，并对电子增加一定动能，增加产生的荧光光子数目，提高分辨率和探测效率。

为实现上述目标本发明使用如下技术措施来实现：一种对闪烁体加电压的闪烁体探头，主要由圆柱形的闪烁体(1)以及闪烁体中心电极(2)、外围电极(5)、前电极(3)、后电极(4)、直流高压电源(9)及包括光阴极及聚焦极(12)、打拿极(11)的光电倍增管组成，由直流高压电源(9)通过中心电极(2)、外围电极(5)、前电极(3)、后电极(4)为闪烁体(1)施加高压电场。闪烁体(1)外填充氧化镁光学反射层(6)，由端窗(7)、封装壳(8)和光学玻璃(10)封装，封装好的闪烁体紧贴光电倍增管的光阴极及聚焦极(12)，后接光电倍增管的打拿极(11)，由电源针脚(14)通过阳极(13)供电，光电倍增管外壳(15)保护内部电极。

所述闪烁体(1)为圆柱形无机闪烁晶体、液体闪烁体或气体闪烁体。

所述闪烁体中心电极(2)为直径0.1mm的铂丝或银丝，位于闪烁体(1)中心，与前电极(3)距离2mm，与后电极(4)接触。

所述外围电极(5)为蒸镀或磁控溅射在闪烁体(1)侧面的透明的氧化铟锡(ITO)，但与前电极(3)和后电极(4)不接触。

所述前电极(3)、后电极(4)为蒸镀或磁控溅射在闪烁体(1)顶面和底面的透明的氧化铟锡(ITO)。

所述直流高压电源(9)可调电压范围在0V到负20kV，负极连接前电极(3)和外围电极(5)，后电极(4)和中心电极(2)接地。

本发明对常用的闪烁体探测器进行了改装，对闪烁体施加了由径向电压和轴向电压矢量叠加形成复合电场使次级电子向闪烁体中心聚集，减少了次级电子泄漏，减小了沉积在闪烁体内的能量的不确定度，增加了次级电子能量，增大了形成的电子脉冲高度，降低了脉冲强度的相对统计涨落，进而提高了闪烁探测器的分辨率。

附图说明

图1为本发明侧面示意图。

图2为本发明闪烁体剖面图。