[发明专利]一种紧凑型伽马射线探测光学系统及探测方法

权利要求书

1.一种紧凑型伽马射线探测光学系统，其特征在于：包括密封壳体(11)、转换体(1)、主反射镜(2)、次反射镜(3)及探测器(5)；

所述密封壳体(11)内设有密封套(16)，且密封套(16)的一端通过压力密封窗(4)密封，另一端与密封壳体(11)的后端盖(15)连接；所述后端盖(15)中部设有与密封套(16)相适配的通孔，密封套(16)密封连接在该通孔外侧的后端盖(15)上；密封套(16)、压力密封窗(4)及密封壳体(11)形成的腔体内充有高压气体；

所述转换体(1)、次反射镜(3)、主反射镜(2)沿伽马射线出射方向依次同轴设置在密封壳体(11)内，且主反射镜(2)套装在密封套(16)上；所述主反射镜(2)和次反射镜(3)均为凹面反射镜；

所述探测器(5)设置在密封套(16)内，且探测器(5)的探测面位于主反射镜(2)和次反射镜(3)之间；

伽马射线穿过密封壳体(11)的前端盖(12)，入射至转换体(1)，与转换体(1)的电子碰撞激发出高速电子，高速电子与高压气体产生切伦科夫光子，光子依次经主反射镜(2)和次反射镜(3)反射后，穿过压力密封窗(4)，到达探测器(5)的探测面；

主反射镜(2)和次反射镜(3)之间的距离需满足：T1＜T＜T2；

其中，T为伽马射线入射至转换体(1)，产生切伦科夫光子经主反射镜(2)、次反射镜(3)、压力密封窗(4)，到达探测器(5)探测面的时间；

T1为伽马射线依次直穿转换体(1)、次反射镜(3)、压力密封窗(4)，到达探测器(5)探测面所需时间；

T2为伽马辐射产生的次生伽马射线，到达探测器(5)探测面所需时间。

2.根据权利要求1所述紧凑型伽马射线探测光学系统，其特征在于：所述密封壳体(11)内沿伽马射线出射方向同轴设有N个挡光环(10)，用于滤除杂光，N为正整数，且N≥2。

3.根据权利要求2所述紧凑型伽马射线探测光学系统，其特征在于：所述密封壳体(11)内还设有屏蔽环(6)，用于滤除大角度的切伦科夫光子；

所述N个挡光环(10)为沿伽马射线出射方向依次设置的第一挡光环、第二挡光环……第N挡光环；

所述屏蔽环(6)位于第一挡光环和第二挡光环之间，且与第一挡光环相邻设置。

4.根据权利要求3所述紧凑型伽马射线探测光学系统，其特征在于：所述次反射镜(3)靠近转换体(1)的端面设有次镜前屏蔽体(7)；

所述次反射镜(3)靠近探测器(5)的端面设有次镜空隙屏蔽体(8)；

所述主反射镜(2)靠近次反射镜(3)的端面设有探头外屏蔽体(9)，且套装在密封套(16)上。

5.根据权利要求1至4任一所述紧凑型伽马射线探测光学系统，其特征在于：所述主反射镜(2)到转换体(1)的距离为1058mm，次反射镜(3)到转换体(1)的距离为950mm，压力密封窗(4)到转换体(1)的距离为1009mm，探测器(5)的探测面到转换体(1)的距离为1027mm。