[实用新型]组合闪烁晶体及包括该组合闪烁晶体的辐射探测装置

说明书

本实用新型公开了一种组合闪烁晶体及包括该组合闪烁晶体的辐射探测装置。该组合闪烁晶体可以包括第一闪烁晶体和第二闪烁晶体，所述第二闪烁晶体设置于所述第一闪烁晶体的外部并包裹所述第一闪烁晶体，并且所述第二闪烁晶体上开设有供射线穿过其入射到所述第一闪烁晶体上的开孔，其中，所述第一闪烁晶体的光输出量大于所述第二闪烁晶体的光输出量。通过利用本实用新型提供的组合闪烁晶体及包括该组合闪烁晶体的辐射探测装置和系统，可以使所测得的能量响应曲线更加平坦，这可以减小吸收剂量率的测量偏差。

技术领域

本实用新型涉及辐射探测领域，特别涉及一种组合闪烁晶体及包括该组合闪烁晶体的辐射探测装置。

背景技术

本部分的描述仅提供与本实用新型公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

闪烁晶体探测器可以包括闪烁晶体和光电转换器，其为核物理研究、辐射测量、核医学成像设备研究提供了器件支持。对于X、γ等射线的测量，闪烁晶体探测器相较于GM管和半导体探测器在灵敏度方面具有显著的优势。然而，由于闪烁晶体对于不同能量的射线的探测效果不同，所以对于注入有同样剂量率的研究对象，其探测效率不同，输出不同数量的闪烁脉冲，这会使闪烁晶体探测器所测得的能量响应曲线不平坦，从而使得吸收剂量率(即，单位质量的物质受辐射后在单位时间内吸收辐射的能量)的测量结果偏差较大。

目前，现有技术中主要通过以下两种方案来解决能量响应曲线不平坦的问题：

(1)使用铅、铜等射线阻挡材料构成的金属阻挡层来包裹闪烁晶体，使得在探测时可以阻挡部分低能量射线，降低对低能量射线的探测效率，从而使能量响应曲线变得平坦；

(2)采用电子学补偿的方法，该方法主要是在后端使用多路比较器或模拟数字转换器(ADC)将所测得的射线能量划分为多个能量段，然后对每一个能量段进行权重计算，从而使所得到的能量响应曲线整体变得平坦。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

(1)对于使用金属阻挡层的方法，一方面，包裹的射线阻挡材料会降低闪烁晶体探测器的灵敏度，从而导致性能降低；另一方面，包裹射线阻挡材料会占用一定的体积，这会增大闪烁晶体探测器的体积。

(2)对于采用电子学补偿的方法，由于在低能量段(130keV以下)闪烁晶体的能量响应变化比较剧烈，在高能量段闪烁晶体的能量响应趋于平稳，要实现对能量响应曲线的校正，需要划分较多的能量段，这对于后端电路的设计提出了较高的需求。例如，对于使用多路比较器的方式，随着能量段数量的增加，所使用的比较器的数量会成倍的增加，这不仅会增大电路尺寸和功耗，也会使所占用的后端处理器的资源增加；对于使用ADC的方式，其由于ADC的采样率较低而导致其计数率受限，这会影响闪烁晶体探测器的性能，并且成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种组合闪烁晶体以及包括该组合闪烁晶体的辐射探测装置，以解决现有技术中存在的至少一种问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种组合闪烁晶体，所述组合闪烁晶体可以包括第一闪烁晶体和第二闪烁晶体，所述第二闪烁晶体设置于所述第一闪烁晶体的外部并包裹所述第一闪烁晶体，并且所述第二闪烁晶体上开设有供射线穿过其入射到所述第一闪烁晶体上的开孔，其中，所述第一闪烁晶体的光输出量大于所述第二闪烁晶体的光输出量。

优选地，所述第二闪烁晶体包括与外部的光电转换器耦合的第一对接面、与所述第一对接面相对的第二对接面、以及连接所述第一对接面和所述第二对接面的射线接收面，所述开孔位于所述第二闪烁晶体中的射线接收面与所述第一闪烁晶体中的对应射线接收面之间，并且所述开孔的开口方向与所述射线的入射方向平行。

优选地，在所述第二闪烁晶体上开设的所有所述开孔当中至少有一个开孔的深度至少为所述第二闪烁晶体中的所述开孔所在的射线接收面与所述第一闪烁晶体中的对应射线接收面之间的距离的一半。