[发明专利]辐射探测探头及其制备方法、辐射探测芯片

说明书

本发明涉及一种辐射探测探头及其制备方法、辐射探测芯片，剂量率小于等于剂量限定值时，通过脉冲模式电路获取辐射探测探头的探测信号，其输出脉冲数与探测信号对应的X/γ光子数相同，通过外部处理器计算得到探测结果；而当剂量率大于剂量限定值，会超过脉冲模式电路计数率上限，此时采用电流模式电路，将测量到的电流转换为电压，通过外部处理器计算探测结果。基于此，在实现辐射探测设备的芯片化的同时，通过脉冲读出模式和电流读出模式协同工作，实现辐射探测芯片对X/γ辐射的宽量程探测。

技术领域

本发明涉及辐射探测技术领域，特别是涉及一种辐射探测探头及其制备方法、辐射探测芯片。

背景技术

辐射探测是一种通过辐射探测器观察特定对象的微观现象的技术手段。其中，辐射探测器是辐射探测的核心设备，其主要是利用粒子与物质的相互作用的原理，将核辐射和粒子的微观现象表征为可观察的宏观现象。传统的辐射探测器主要有气体电离探测器、半导体探测器和闪烁探测器三大类。

目前，随着核物理、实验物理等各领域的发展，对辐射探测器的性能需求也有了越来越高的要求。传统的辐射探测器由于辐射探测探头的技术限制，体积和重量较大，难以满足各领域的应用要求。

发明内容

基于此，有必要针对传统的辐射探测器由于辐射探测探头的技术限制，体积和重量较大，难以满足各领域的应用要求的缺陷，提供一种辐射探测探头及其制备方法、辐射探测芯片。

一种辐射探测探头的制备方法，包括步骤：

对各不同三维尺寸的碲锌镉晶体进行模拟仿真；

获取各碲锌镉晶体的辐射响应特性；

根据辐射响应特性选取特定碲锌镉晶体；其中，特定碲锌镉晶体的辐射响应特性对应的性能指标最优；

为特定碲锌镉晶体配置第一电极和第二电极，以构成辐射探测探头。

上述的辐射探测探头的制备方法，综合各碲锌镉晶体的辐射响应特性确定碲锌镉晶体的三维尺寸，即选用辐射响应特性对应的性能指标最优的碲锌镉晶体作为特定碲锌镉晶体，使其在低偏置电压下实现较好的射线测量性能。基于此，有利于碲锌镉晶体的性能和工艺的最佳平衡，便于控制碲锌镉晶体的体积。

在其中一个实施例中，对各不同三维尺寸的碲锌镉晶体进行模拟仿真的过程，包括步骤：

对各不同三维尺寸的碲锌镉晶体进行蒙特卡洛模拟仿真。

在其中一个实施例中，特定碲锌镉晶体的三维尺寸为10×10×1mm³。

一种辐射探测探头，包括第一电极、第二电极以及根据上述任一实施例的辐射探测探头的制备方法制备的碲锌镉晶体；

其中，第一电极设置在碲锌镉晶体一侧，并用于接入偏压；第二电极设置在碲锌镉晶体一侧，并用于接地。

上述的辐射探测探头，通过辐射探测探头的制备方法制备的碲锌镉晶体，配合第一电极和第二电极，所构成的辐射探测头的体积与性能达到平衡，有利于控制辐射探测探头的体积，便于各领域中辐射探测探头的应用。

在其中一个实施例中，第一电极与第二电极均为金属电极。

在其中一个实施例中，包括一个或多个平面结构或栅型结构的碲锌镉晶体。

一种辐射探测芯片，包括芯片外壳，以及设置在芯片外壳内的脉冲模式电路、电流模式电路和如上述任一实施例的辐射探测探头；

其中，所述脉冲模式电路包括前置放大单元和次级主放大单元；所述前置放大单元的输入端用于在所述辐射探测探头的剂量率小于等于剂量限定值时获取所述辐射探测探头的探测信号；所述前置放大单元的输出端用于通过所述次级主放大单元连接外部处理器；