[实用新型]一种用于测量高通量X射线能谱的吸收体阵列

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量高通量X射线能谱的吸收体阵列，属于X射线能谱测量技术领域。

背景技术

目前国内测量高通量中能X射线的能谱有多种方法，其中有MLS(Multi-Layer Stack)法，滤波荧光法等。

MLS法是一层介质与一个探测器组成一个探测节，多个探测节沿测量轴直线分布即组成测量装置。多层介质对X射线的强度进行多次衰减，通过响应函数，解出射线能谱(参见《用于高能量X射线能谱测量的MLS法》陈楠，荆晓兵，高峰，章林文，阴泽杰，李世平，中国工程物理研究院流体物理研究所，中国科学技术大学近代物理系)。如图1所示，一层介质和一个探测器交替放置，每层介质后都有一个探测器，从而可以得到一系列被介质吸收后的X射线强度，通过一定的反解算法，计算出X射线能谱。滤波荧光法是入射的X射线经过滤片后转变为荧光，被探测器接收到，通过荧光谱线计算公式，计算出X射线的能谱。(参见《滤波一荧光法测量X光能谱的模拟计算》王栋，核物理与化学研究所)。

现有装置获得一系列数据，数据之间存在相互串扰，影响解谱精度。吸收体阵列设计采用等能量间隔的原则，数据之间彼此离散，串扰减小，解谱精度提高。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的数据之间相互串扰，解谱精度差，提供一种用于测量高通量X射线能谱的吸收体阵列，此阵列采用等能量间隔的设计原则，数据之间彼此离散，串扰减小，解谱精度提高。

本实用新型的技术解决方案：一种用于测量高通量X射线能谱的吸收体阵列，其特征在于：所述吸收体阵列由一系列圆柱形的不同长度的吸收体构成一个阵列，圆柱形的不同长度的吸收体的轴平行排列；所述不同长度的吸收体的设计原则为等能量间隔衰减原则，即当入射的X射线能量在被测能量范围内是均匀分布时，经过吸收体阵列衰减后，出射的X射线的能量衰减是等间隔的。

当入射的X射线能量在被测能量范围内是均匀分布时，所述出射的X射线能量分别为入射总能量的100％-x,100％-2x,100％-3x…100％-nx,0<x<1/n，n表示吸收体阵列个数,x表示衰减百分比。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：不同长度的吸收体选取原则为等能量间隔，这种全新的设计思想，优点是测量数据比较分散，相互不干扰，因此误差小，由此得到的X射线能谱更精确，测量能谱范围更大。现有的测量方法，不可避免的存在数据之间的相互串扰，影响测量精度和测量能谱的范围。

附图说明

图1为本实用新型的吸收体阵列示意图；

图2为透射X射线能量和吸收体长度的关系曲线。

具体实施方式

如图1所示为圆柱形的不同长度的铝质吸收体构成的一个阵列，圆柱形的不同长度的吸收体的轴平行排列；吸收体阵列的长度设计原则为等能量间隔衰减原则，长度分别为3mm，6mm，9mm，13mm，19mm，25mm，36mm，54mm即经过吸收体衰减后，出射的X射线的能量衰减是等间隔的。当入射的X射线能量在被测能量范围内是均匀分布时，出射能量分别为入射总能量的80％，70％，60％，50％，40％，30％，20％，10％。

X射线通过准直孔，同时被内置的不同长度的吸收体部分衰减，出射的X射线被光电探头探测到，经过后端电子学系统处理得到一系列衰减后的X射线的不同强度，如图2所示，再结合吸收体的响应函数，利用反解算法，反解出高通量时X射线的能谱。

反解算法如下：

设X射线能谱为将能量E离散化，可以得到Q个离散能量点E_k，则X射线离散能谱可以表示为也就是能量为E_k的X射线的强度份额，其中K＝1,2，...，Q；

一共有8个探测器，第i个探测器对应的吸收体厚度为d_i，i＝1,2，...，8,对于能量为E_k的X射线，设其未被吸收体衰减前的强度为I₀(E_k)，并设吸收体的吸收系数为μ(E_k)，则第i个探测器对应的吸收体对X射线的衰减为：