[发明专利]脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置及方法

权利要求书

1.一种脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置，其特征在于，包括真空实验腔(8)以及与真空实验腔(8)呈一体设计的二极管(1)，所述二极管(1)设置在真空实验腔(8)的一端，真空实验腔(8)的另一端设有用于密封的实验腔后端盖板(9)，在真空实验腔(8)内还设有剂量测量系统和电流测量系统的罗氏线圈(16)，且剂量测量系统嵌设在电流测量系统的罗氏线圈(16)内侧，罗氏线圈(16)与剂量测量系统同轴且均垂直于脉冲X射线方向设置；

所述剂量测量系统包括剂量片支架底板(10)、盖板(11)、剂量片(13)和支撑底座(14)；剂量片(13)端面朝向脉冲X射线入射方向，放置在剂量片支架底板(10)上由盖板(11)固定，支撑底座(14)嵌设在罗氏线圈(16)内，剂量片支架底板(10)固定在支撑底座(14)上。

2.根据权利要求1所述的脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置，其特征在于，所述二极管(1)包括真空绝缘隔板(2)、阴极支座(3)、二极管阴极(4)和二极管阳极复合靶及固定结构(15)；其中，阴极支座(3)与真空绝缘隔板(2)相连，阳极转换靶及固定结构(15)与真空实验腔(8)相连，二极管阴极(4)设置在阴极支座(3)上，高压脉冲从二极管阴极(4)输入。

3.根据权利要求2所述的脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置，其特征在于，所述二极管阳极复合靶及固定结构(15)包括金属转换靶(5)、聚乙烯膜、聚乙烯膜压环(6)和金属转换靶固定结构(7)；金属转换靶固定结构(7)压紧并拉平金属转换靶(5)，聚乙烯膜压环(6)将聚乙烯膜固定在金属转换靶(5)外侧。

4.根据权利要求1所述的脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置，其特征在于，所述剂量片(13)为氟化锂热释光探测器，氟化锂热释光探测器辐照区直径为4.5mm且厚度为0.8mm，其测量范围为10μGy-10Gy。

5.根据权利要求1所述的脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置，其特征在于，所述剂量片支架底板(10)上开设有若干用来放置剂量片(13)的凹槽，若干凹槽在剂量片支架底板(10)上沿两个相互垂直的半径方向设置，且相邻凹槽之间间隔1cm。

6.根据权利要求5所述的脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置，其特征在于，罗氏线圈(16)为差分式罗氏线圈，罗氏线圈(16)设置有金属屏蔽外壳，经金属屏蔽外壳上BNC电缆头输出测量信号，金属屏蔽外壳与X射线系统外壳绝缘，不共地。

7.根据权利要求1所述的脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置，其特征在于，所述电流测量系统还包括数据传输单元和数据采集单元，数据传输单元和数据采集单元设置在真空实验腔(8)外，罗氏线圈(16)的测量结果通过数据传输单元传输至数据采集单元。

8.使用权利要求1～7中任意一项所述的脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置进行测量的方法，包括以下步骤：

步骤一：高压脉冲加载到二极管(1)，转换形成脉冲X射线后，进入真空实验腔(8)，真空实验腔(8)内的剂量测量系统测量得到脉冲X射线剂量分布并通过计算得到总剂量，由总剂量和脉冲X射线的能谱分布计算得到总光子数；

步骤二：采用罗氏线圈(16)测量电流，由电流得到辐射场中的总电子数；

步骤三：计算得到总光子数与总电子数之比。

9.根据权利要求8所述的脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置进行测量的方法，其特征在于，步骤一中，每个剂量片(13)测量值代表的面积随半径增加，通过面积加权求出测量面的总剂量，所述脉冲X射线的剂量是指吸收剂量，根据不同能段脉冲X射线的吸收剂量与光子注量的转换关系求出光子注量，即单位面积的光子数，再乘以辐照面积得到总光子数。

10.根据权利要求8所述的脉冲X射线辐射场内的光子数与电子数之比测量装置进行测量的方法，其特征在于，步骤二中，总电子数通过电流测量系统内的罗氏线圈(16)测得电流计算，所测电流在脉冲X射线产生时间内积分得到。