[发明专利]一种紧凑式高能伽玛射线反符合叠层探测器在审

专利信息
申请号: 202110981215.6 申请日: 2021-08-25
公开(公告)号: CN113835114A 公开(公告)日: 2021-12-24
发明(设计)人: 陆景彬;王皓迪;李若璞;高天娇 申请(专利权)人: 吉林大学
主分类号: G01T1/36 分类号: G01T1/36
代理公司: 长春市恒誉专利代理事务所(普通合伙) 22212 代理人: 李荣武
地址: 130012 吉*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 一种 紧凑 高能 射线 符合 探测器
【说明书】:

发明公开了一种紧凑式高能伽玛射线反符合叠层探测器,紧凑式高能伽玛射线反符合叠层探测器包括有金属外壳、反射层、主晶体、次晶体、光电倍增管、分压电路、数字化谱仪和数据处理系统。采用将圆柱形的主晶体嵌入圆柱井形的次晶体中,用一个光电倍增管耦合的结构,通过数字获取系统和脉冲形状鉴别技术,将在次晶体发生能量沉积的计数从能谱中扣除,将只在主晶体发生能量沉积的计数计入能谱。有益效果:可以有效地降低能谱中宇宙射线和环境中的本底射线引起的干扰,抑制康普顿平台,提高峰康比。

技术领域

本发明属于射线能谱测量领域,特别涉及一种紧凑式高能伽玛射线反符合叠层探测器。

背景技术

闪烁探测器探测效率高,灵敏体积大,对环境的适应性较强,电子学系统相对简单,便于手持,广泛应用于高能物理、核物理、核医学、地质勘探、石油测井等领域。部分无机闪烁体材料,如掺杂铈的硅酸钇镥等,组装成的闪烁探测器具有较好的时间特性。

但闪烁探测器测得的γ能谱往往存在峰康比较低的问题,且对目标射线的测量易被环境中的本底射线和宇宙射线干扰。而传统的反康谱仪的主探测器和反符合探测器采用独立的光电倍增管和电子学系统,对环境的适应性较差,电子学系统复杂,不易移动。

因此我们设计了紧凑式高能伽玛射线反符合叠层探测器,采用将圆柱形的主晶体嵌入圆柱井形的次晶体中,用一个光电倍增管耦合的结构,通过数字化数据采集系统和脉冲形状鉴别技术,可以有效地降低能谱中宇宙射线和环境中的本底射线引起的干扰,抑制康普顿平台,提高峰康比。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可以降低能谱中宇宙射线和环境中的本底射线引起的干扰,抑制康普顿平台,并且能够提高峰康比的紧凑式高能伽玛射线反符合叠层探测器。

本发明提供的紧凑式高能伽玛射线反符合叠层探测器完整组成包括有金属外壳、反射层、主晶体、次晶体、光电倍增管、分压电路、数字化谱仪和数据处理系统。

其中反射层、主晶体、次晶体、光电倍增管、分压电路均置于金属外壳中。

主晶体为掺杂铈的硅酸钇镥晶体,上升时间T1,衰减时间T2,形状为圆柱形,直径25.4毫米,高60毫米。

次晶体为掺杂铊的碘化铯晶体,上升时间T3,衰减时间T4,形状为圆柱井形,井径27.4毫米,井深60毫米,圆柱直径67.4毫米,高65毫米。

上述的时间参数关系为:T4大于5倍的T2,T3大于5倍的T1。

主晶体嵌入次晶体,主晶体和次晶体除出射窗外的部分包有反射层,用一个光电倍增管与次晶体的出射窗耦合。

光电倍增管与分压电路相连,数字化谱仪将分压电路产生的电信号转化成数字信号并发送给数据处理系统。

数据处理系统集成了鉴别脉冲形状的控制方法,其具体步骤如下:

步骤一、打开数字化谱仪,等待信号的上升沿;

步骤二、捕捉到上升沿,开始记录脉冲,等待下降沿;

步骤三、捕捉到下降沿,脉冲记录完毕;

步骤四、对脉冲进行五点平滑;

步骤五、对平滑后的脉冲寻峰,所寻找的峰的最小突起幅度不小于脉冲最大高度的20%,两峰值间的间隔不小于20ns;

步骤六、若峰的数量大于等于二个,则所记录的脉冲为堆叠信号,则舍去,若峰的数量为一个,则继续处理;

步骤七、得到脉冲高度为最大值的10%时所对应的时间坐标PT1和PT2,脉冲高度为最大值的90%时所对应的时间坐标PT3和PT4,其中PT1小于PT2,PT3小于PT4;

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