[发明专利]一种基于闪烁光纤的β射线位置探测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于辐射探测技术领域，具体涉及一种基于闪烁光纤的β射线位置探测装置及方法。

背景技术

β射线探测器常用于β放射性物质的表面污染检测，对于人员(尤其是伤员)β放射性污染的检测，需要测量β污染源的位置分布，以便采取局部洗消，避免细菌感染及放射性物质进入体内造成内照射。

一般β射线位置灵敏探测器采用塑料闪烁片耦合到位置灵敏的光电倍增管上组成位置灵敏探测器，由于位置灵敏光电倍增管的造价十分昂贵，因此不适用于大面积的β射线位置灵敏探测器。例如Hamamatsu H8500位置灵敏光电倍增管，其有效面积为52mm×52mm，但价格在4万元左右，如果要为人员设计一个52cm×52cm大小的位置灵敏探测器，则需要100只光电倍增管，单此一项成本就达到400万。

发明内容

为了克服了上述β射线位置探测装置存在的问题，本发明提供一种基于闪烁光纤的β射线位置探测装置及方法。

根据本发明的一方面，提出一种β射线位置探测装置，该装置包括：准直器和位置灵敏探测器，其中：

所述准直器用于通过垂直于所述位置灵敏探测器平面方向入射的β射线，使得只有垂直入射所述位置灵敏探测器的β射线能够击中所述位置灵敏探测器中的闪烁光纤；

所述位置灵敏探测器位于所述准直器的后方，用于对于通过所述准直器的垂直入射的β射线进行位置探测。

可选地，所述准直器采用铜材料制成。

可选地，所述准直器为多孔结构。

可选地，所述位置灵敏探测器包括阵列探测器和多阳极位置灵敏光电倍增管，其中：

所述阵列探测器为具有二维位置灵敏的阵列探测器，用于探测β射线；

所述多阳极位置灵敏光电倍增管与所述阵列探测器连接，用于收集所述阵列探测器输出的光信号，将光信号转换为电信号，并通过区分光信号的来源位置来确定该β射线与所述阵列探测器相互作用的位置。

可选地，所述阵列探测器由多条闪烁光纤带交错编织而成，同一条闪烁光纤带的两端束在一起，形成一个整体，耦合到所述多阳极位置灵敏光电倍增管相应的独立阳极上。

可选地，所述闪烁光纤带由一根或多根闪烁光纤顺序密集排列而成，所述闪烁光纤的端头合在一起，采用密排的方式集成一束。

根据本发明的另一方面，还提出一种利用所述β射线位置探测装置进行β射线位置探测的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，β射线源通过准直器照射到位置灵敏探测器中的某条闪烁光纤带上，所述β射线在该闪烁光纤带中产生电离，激发荧光信号，通过在一测量时间内对于该闪烁光纤带的荧光信号的测量，得到所述β射线与所述闪烁光纤带作用的位置信息；

步骤2，平移所述位置灵敏探测器一个单位距离，按照所述步骤1，再次测量β射线与闪烁光纤带作用的位置信息；

步骤3，对于两次位置测量结果进行融合，得到所述β射线源的位置信息。

可选地，所述步骤1中，在所述测量时间内多次发生β射线照射时，可记录得到β射线源强度在X方向和Y方向上投影的积分值。

可选地，所述步骤3中，对于两次位置测量结果进行叠加，得到叠加后的β射线源强度在X和Y方向上的投影值，通过滤波反投影算法，即可得到β射线源的位置信息。

可选地，所述方法还包括：

步骤4，通过标准β辐照场对于位置测量结果进行刻度。

本发明采用闪烁光纤织布的方法做成位置灵敏探测器进而得到β射线位置探测装置，本发明具有以下优点：

1)由于闪烁光纤对光具有一维约束作用，采用光纤织布可同时获取β射线的二维位置信息；

2)闪烁光纤既作为β射线探测材料，又作为荧光光子光传输介质，减少了光收集中的光损失，使大面积的β射线位置灵敏探测器成为可能；

3)光纤带的两个端口合并到一起，增加了光收集效率，有利于位置分辨及能量分辨；

4)位置灵敏探测器的灵敏区为光纤交织区域，面积可以很大，而与光电倍增管耦合的区域为光纤的端头，由于光纤端头面积很小，因此大大地节约了光电倍增管的数量。

附图说明

图1是本发明β射线位置探测装置的结构示意图；

图2是根据本发明一实施例的准直器的结构示意图；

图3是根据本发明一实施例的光纤带阵列编织的示意图；

图4是多根闪烁光纤组成的光纤带的结构示意图；

图5是多阳极位置灵敏光电倍增管Hamamatsu H8500的结构示意图。

具体实施方式