[发明专利]一种闪烁探测器

说明书

本发明提供了一种基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，涉及核辐射探测设备技术领域，解决了闪烁体与SiPM阵列不匹配的技术问题。该基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，包括圆柱形闪烁体和呈圆形阵列设置在闪烁体上的多片SiPM光电倍增管，SiPM光电倍增管数量为2的倍数。本发明将SiPM光电倍增管按照一定角度圆形均匀排列，解决了与圆形闪烁体配合的问题，将所有的SiPM光电倍增管电路设计成一路输出，采用分组求和电路，在保持信噪比基础上，实现单通道读出，和传统的PMT使用方法相同，更方便的进行PMT替换；通过在SiPM光电倍增管间隙处设置漫反射膜，提高光子收集效率和均匀性。

技术领域

本发明涉及核辐射探测设备技术领域，尤其是涉及一种基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器。

背景技术

1985年以来，SiPM这一基于盖革模式下雪崩效应而制成的探测器以其高增益、时间分辨率好、对磁场不敏感、噪声低、工作电压低和单光子的测量精度高等优良性能在高能物理、空间探测、PET、DNA测序等多领域得到了长足的发展和受到了极大的重视。近年来，SiPM在核辐射探测领域，尤其是在闪烁探测器的更新和发展上，国内外多家研究机构已有相关探测器的研发和设计。闪烁探测器包括闪烁体和SiPM阵列。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

闪烁体通常是圆柱形结构，因为圆截面有着更好的光收集均匀性，而SiPM量产单元(半导体流片，一般为方形的，圆形边角料)通常为方形结构，所以在组成阵列时一般也是方形密排结构，在与圆柱形闪烁体配合组成闪烁探测器时，存在形状不匹配问题。

若闪烁体直径与方形SiPM阵列对角线相等，会存在闪烁体有4个边缘没有SiPM覆盖的情况，这会导致探测器光收集不均匀的问题。若晶体直径与方形SiPM阵列边长相等，则SiPM阵列的4个角会超出闪烁体外缘，造成SiPM浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，以解决现有技术中存在的闪烁体与SiPM阵列不匹配的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，包括圆柱形闪烁体和呈圆形阵列设置在所述闪烁体上的多片SiPM光电倍增管，所述SiPM光电倍增管数量为2的倍数。

作为本发明的进一步改进，所述SiPM光电倍增管设置有多层圆形阵列，相邻两层所述SiPM光电倍增管的圆形阵列正对或错位设置。

作为本发明的进一步改进，相邻两层所述SiPM光电倍增管的阵列间距相等。

作为本发明的进一步改进，所有的所述SiPM光电倍增管规格相同或不同。

作为本发明的进一步改进，还包括设置在所述闪烁体表面的漫反射膜，所述漫反射膜规格与所述闪烁体截面规格相同，且所述漫反射膜上对应于每片所述SiPM光电倍增管位置均设置有贯穿通过口。

作为本发明的进一步改进，所述闪烁体截面直径为3英寸；所述SiPM光电倍增管规格为6x6mm，数量为64片，分成5层设置；最外层的所述SiPM光电倍增管以15度夹角排布24片；第二层的所述SiPM光电倍增管以20度夹角排布18片，第三层的所述SiPM光电倍增管以30度夹角排布12片，第四层的所述SiPM光电倍增管以45度夹角排布8片，第五层的所述SiPM光电倍增管以180度夹角排布2片。

作为本发明的进一步改进，64片所述SiPM光电倍增管的供电电路分为两组供电。