[实用新型]组合闪烁晶体、组合闪烁探测器及辐射探测设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及辐射探测领域，特别是涉及一种组合闪烁晶体结构及基于SiPM的具有该组合闪烁晶体结构的组合闪烁探测器结构及具有该组合闪烁探测器结构的辐射探测设备。

背景技术

闪烁探测器是由闪烁晶体和光电器件组成的辐射探测器，为核物理研究、辐射测量、核医学成像设备研究提供了器件支持。闪烁晶体首先将x/γ射线转换为可见光子，然后光电器件将可见光子转换为电脉冲信号，后端对电脉冲信号按幅度进行分类计数获得辐射信息。新型光电器件硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier，简称SiPM)具有体积小、增益大、无需高压等特性，现闪烁探测器正逐渐使用SiPM替代传统光电倍增管(Photo-Multiplier Tubes，简称PMT)。

现有闪烁探测器多使用单一种类闪烁晶体组成。基于该结构探测器，可实现x/γ辐射剂量仪等核测量仪器，但是，该种单一闪烁晶体结构的闪烁探测器存在灵敏度和计数率线性范围的矛盾。高灵敏度的探测器，在强辐射场下会产生高计数率电脉冲信号，一方会引起面堆积效应引起信息丢失，一方面对于后端信号处理模块的性能提出很高要求，极大的增加了使用难度和成本；SiPM由于雪崩恢复时间和像素个数限制，其动态范围有限，很难对宽范围光强有线性响应。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新型结构的组合闪烁晶体结构及基于SiPM的具有该组合闪烁晶体结构的组合闪烁探测器结构及具有该组合闪烁探测器结构的辐射探测设备，以解决现有技术中存在的灵敏度和计数率线性度矛盾的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种组合闪烁晶体结构及基于SiPM的具有该组合闪烁晶体结构的组合闪烁探测器结构及具有该组合闪烁探测器结构的辐射探测设备，可利用闪烁晶体参数差异解决灵敏度和计数率线性度矛盾并突破SiPM动态范围有限的瓶颈。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种组合闪烁晶体，其包括至少一个A闪烁晶体模块及一个B闪烁晶体模块，所述A闪烁晶体模块与B闪烁晶体模块为性能不尽相同的闪烁晶体模块，所述A闪烁晶体模块包括至少一个闪烁晶体A，所述B闪烁晶体模块包括至少一个闪烁晶体B，所述闪烁晶体A的灵敏度低于所述闪烁晶体B的灵敏度，所述闪烁晶体A的光输出高于所述闪烁晶体B的光输出，所述B闪烁晶体模块设有用以接收射线的射线入射面，至少一个所述A闪烁晶体模块排布于B闪烁晶体模块的射线入射面的外侧。

上述的一种组合闪烁晶体，优选地，所述B闪烁晶体模块包括与外部硅光电倍增器件耦合的第一对接面、与第一对接面位置相对的第二对接面以及连接第一对接面及第二对接面的用以接收射线的若干个侧面，若干所述侧面为所述B闪烁晶体模块的射线入射面，所述A闪烁晶体模块包括若干个，若干所述A闪烁晶体模块分别排布于B闪烁晶体模块的每一侧面外围，且整体上若干所述A闪烁晶体模块围绕所有侧面从侧面外围完全包裹住B闪烁晶体模块。

上述的一种组合闪烁晶体，优选地，该若干个A闪烁晶体模块相对于B闪烁晶体模块至少在一个方向上呈对称排布。

上述的一种组合闪烁晶体，优选地，若干所述A闪烁晶体模块以大于等于射线入射面面积的方式进行排布并包裹B闪烁晶体模块。

上述的一种组合闪烁晶体，优选地，所述B闪烁晶体模块包括与外部硅光电倍增器件耦合的第一对接面、与第一对接面位置相对的第二对接面以及连接第一对接面及第二对接面的用以接收射线的若干个侧面，若干所述侧面为所述B闪烁晶体模块的射线入射面，所述A闪烁晶体模块包括若干个，若干所述A闪烁晶体模块分别排布于B闪烁晶体模块的至少两个侧面外围，且整体上若干所述A闪烁晶体模块从侧面外围不完全包裹B闪烁晶体模块。

上述的一种组合闪烁晶体，优选地，该若干个A闪烁晶体模块相对于B闪烁晶体模块至少在一个方向上呈对称排布。

上述的一种组合闪烁晶体，优选地，若干所述A闪烁晶体模块以大于等于射线入射面面积的方式进行排布并包裹B闪烁晶体模块。

上述的一种组合闪烁晶体，优选地，所述B闪烁晶体模块包括与硅光电倍增器件耦合的第一对接面、与第一对接面位置相对的第二对接面以及连接第一对接面及第二对接面的用以接收射线的若干个侧面，若干所述侧面为所述B闪烁晶体模块的射线入射面，所述至少一个A闪烁晶体模块排布于B闪烁晶体模块其中一个侧面的外侧。

上述的一种组合闪烁晶体，优选地，所述至少一个A闪烁晶体模块排布后与射线入射面对接的面的面积大于等于射线入射面的面积。