[发明专利]X射线能量的平场图像测量方法

说明书

本发明涉及X射线能量的平场图像测量装置及方法。包括射线探测组件与信号记录组件；述射线探测组为CCD、CMOS、胶片、成像板或闪烁体，用于将X射线转变成相应的平场图像；当射线探测组为CCD或CMOS时，信号记录组件包括用于将平场图像电信号收集、放大、量化的电信号读出系统；当射线探测组为胶片或成像板时，信号记录组件用于实现平场图像信号显影过程；当射线探测组为闪烁体时，信号记录组件包括平场图像的光学成像系统；光学成像系统包括反射镜、镜头和相机。本发明提供了一种系统规模小、可以在一次测量中，同时获得射线的强度与能量且适用于稳态射线源的能量测量的X射线能量的平场图像测量装置及方法。

技术领域

本发明属于核物理与辐射探测领域，涉及X射线能量的测量装置及方法，尤其涉及X射线能量的平场图像测量装置及方法。

背景技术

射线能量是X射线源和辐射场的主要参数之一，是X射线装置应用和辐射源物理研究中不可或缺的重要物理量。因此，射线能量的测量是辐射物理研究的重要内容，而测量单个光子或者单能射线束能量是辐射场能谱测量的基础。

在核物理与辐射探测领域，测量射线能量常见的方法主要有三种：一是将射线全部的能量沉积在探测器灵敏体积内，测量与所沉积能量对应的电信号或光信号来获得入射射线能量，常见的探测器可分为电离室类型、半导体探测器类型、光电探测器类型等。X射线能量通常采用探测器、前置放大器和主放大器构成的多道分析(计数)测量系统进行测量。此种方法测量精度高，是目前核物理研究中常用的能量测量系统。但受限于信号成型时间的限制，此系统一般只适用于低强度(小于10⁶/s)射线束的能量测量。对于脉冲源或高强度射线束，这种能量测量方法存在很大局限。由于单位时间内发射大量射线，即使现代最快的多道测量分析系统也无法给出单束射线的能量信息，探测系统记录通道将被大量粒子的堆积效应堵塞，形成电流型工作模式，无法提供准确的射线能量信息。

二是基于不同能量的射线在特定物质中具有不同的透射系数，通过探测器测量特定物质的透射系数，从而获得射线能量信息。此种方法使用的探测器工作在电流型工作模式，且测量系统相对比较简单，常被用于脉冲射线源能谱的测量。但由于物质的透射系数变化较小，尤其在高能区域，测量精度较低，一般侧重于获得射线能谱变化趋势或区间特征。

三是基于康普顿散射原理，通过电子磁谱仪测量特定角度的散射电子能量，反演出入射射线的能量。此种方法测量精度较高，但探测效率低，且系统庞大，造价昂贵，目前普通实验室中使用较少。

发明内容

为了解决现有的射线束能量测量方法及装置结构复杂、使用时受辐射场强度限制等技术问题，本发明提供一种X射线能量的平场图像测量方法，能同时应用于稳态和脉冲辐射场的射线能量测量方法。

本发明的技术解决方案是：一种X射线能量的平场图像测量装置，其特殊之处在于：包括射线探测组件与信号记录组件；上述射线探测组为CCD、CMOS、胶片、成像板或闪烁体，用于将X射线转变成相应的平场图像；

当射线探测组为CCD或CMOS时，上述信号记录组件包括用于将平场图像电信号收集、放大、量化的电信号读出系统；

当射线探测组为胶片或成像板时，上述信号记录组件用于实现平场图像信号显影过程；

当射线探测组为闪烁体时，上述信号记录组件包括平场图像的光学成像系统；上述光学成像系统包括反射镜、镜头和相机。

一种X射线能量的平场图像测量方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1)标定：

1.1)多个已知能量的X射线分别入射到阵列探测器；

1.2)阵列探测器探测并输出相应的平场图像；

1.3)对输出的平场图像进行记录；