[发明专利]靶前高能质子束斑测量方法及系统

权利要求书

1.一种靶前高能质子束斑测量系统，其特征在于，包括：

伽玛射线探测器、能够用于小孔成像的小孔装置以及靶站，所述小孔装置用于将所述靶站反角方向上出射的靶面次级伽玛射线的像通过小孔成像的方式，传输至所述伽玛射线探测器上；

所述伽玛射线探测器为像素型伽玛射线探测器，能够探测靶面次级伽玛射线的分布信息。

2.如权利要求1所述的靶前高能质子束斑测量系统，其特征在于，所述伽玛射线探测器为像素型碲锌镉半导体探测器。

3.如权利要求1所述的靶前高能质子束斑测量系统，其特征在于，还包括能够出射质子的质子源以及束流偏转装置，所述束流偏转装置设置所述靶站的靶面前方，所述束流偏转装置用于将入射质子束流的入射方向进行偏转，使入射质子束流能够正向轰击在所述靶站的靶面上。

4.如权利要求1所述的靶前高能质子束斑测量系统，其特征在于，所述小孔装置的小孔直径大小可调整。

5.如权利要求1所述的靶前高能质子束斑测量系统，其特征在于，所述靶面次级伽玛射线的分布信息包括所述靶面次级伽玛射线的二维分布或功率密度。

6.一种靶前高能质子束斑测量方法，其特征在于，包括：

权利要求1-5中任一靶前高能质子束斑测量系统，将靶面反角方向上的靶面次级伽玛射线的像通过小孔成像投射在伽玛射线探测器上，在所述伽玛射线探测器上形成探测面伽玛分布；

通过所述伽玛射线探测器确定所述探测面伽玛射线的分布信息；

根据所述探测面伽玛射线的分布信息确定所述靶面次级伽玛射线的分布信息；

通过所述靶面次级伽玛射线的分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息。

7.如权利要求6所述的靶前高能质子束斑测量方法，其特征在于，根据所述探测面伽玛射线的分布信息确定所述靶面次级伽玛射线的分布信息，包括：所述探测面伽玛射线的分布信息等价于所述靶面次级伽玛射线的分布信息。

8.如权利要求7所述的靶前高能质子束斑测量方法，其特征在于，通过所述靶面次级伽玛射线的分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，包括：

确定点响应函数，所述点响应函数为靶面入射质子与所述靶面次级伽玛射线之间的内部函数关系；

根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息。

9.如权利要求8所述的靶前高能质子束斑测量方法，其特征在于，根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，包括：

根据所述靶面次级伽玛射线分布的矩阵元等于所述靶面入射质子的束斑分布信息与所述点响应函数的卷积；

通过反卷积计算，确定所述靶面入射质子的束斑分布信息。

10.如权利要求8所述的靶前高能质子束斑测量方法，其特征在于，根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，包括：N＝CP，其中，N为靶面次级伽玛射线分布的矩阵元，P为所述靶面入射质子的束斑分布信息，C为点响应矩阵；

相应地，

其中，i、j、m和n＝1，2，3…，K；其中，K为大于0的整数。