[发明专利]闪烁体灵敏度测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本公开涉及辐射探测领域，尤其涉及一种闪烁体灵敏度测量装置及测量方法。

背景技术

闪烁体是这样一种材料，当高能粒子(如X/γ射线、带电粒子、中子等)入射其体内，部分能量被闪烁体所吸收，并被转换为低能闪烁光(闪烁光波段分布于紫外到红外)。依此特性，闪烁体常用于核探测器中，作为辐射灵敏介质吸收射线能量，其产生的闪烁光由光敏器件吸收并转换为电信号，此类探测器一般称为闪烁体探测器。常见的闪烁体包括碘化钠(NaI)、碘化铯(CsI)、BGO、钨酸镉(CWO)、钨酸铅(PWO)等。由于闪烁光的发射方向为各向同性，故闪烁体表面除了与光敏器件耦合的部分，其余部分一般由反射层封装，以减少闪烁光的损失和串扰。

在辐射成像应用中(如集装箱/车辆扫描、工业CT、医用CT等)，为了实现足够的成像分辨率和扫描速度，一套辐射成像系统常需要由数百个至数百万个探测单元构成的探测器系统(类似于相机的图像传感器)，而每个探测单元均由一个闪烁体和光敏器件组成，探测单元的体积从小于1毫米至数十毫米不等。为方便生产，常用多个闪烁体固定组成线阵或面阵的闪烁体阵列，每个闪烁体为一个像素，像素之间由反射层隔离。

灵敏度是闪烁体的主要性能指标之一，在相同辐射条件下，灵敏度越高，闪烁体输出的光子数越多。在一种比较典型的相关测量技术中，通过一个射线源(主要分为同位素源和X射线源两类)照射闪烁体，通过光电倍增管将闪烁光信号的强度读出，以测量该闪烁体的灵敏度。

发明内容

发明人经过研究发现，背景技术中涉及到的相关测量技术由于一次只能测量一个闪烁体，且需要人工手动操作，因此存在着测量效率低的问题。另外，由于光电倍增管不具备位置分辨能力，因此其无法测量复杂结构(如线阵、面阵或其他多像素结构)闪烁体中每一像素的灵敏度。

有鉴于此，本公开实施例提出一种闪烁体灵敏度测量装置及测量方法，能够快速有效地实现多个闪烁体的灵敏度测量。

根据本公开的一个方面，提供一种闪烁体灵敏度测量装置，包括：

射线源，在预设的有效辐射区中提供射线；

驱动机构，使待检测的多个闪烁体依次进入所述有效辐射区；和

图像采集系统，采集进入所述有效辐射区的被测闪烁体的闪烁发光图像，以便基于所述闪烁发光图像计算出被测闪烁体的灵敏度。

在一些实施例中，所述驱动机构与所述射线源可操作地连接，并驱动所述射线源相对于所述多个闪烁体运动。

在一些实施例中，所述驱动机构与所述多个闪烁体可操作地连接，并驱动所述多个闪烁体相对于所述射线源运动。

在一些实施例中，还包括闪烁体支架，所述多个闪烁体设置在所述闪烁体支架上，所述驱动机构通过驱动所述闪烁体支架的运动来实现所述多个闪烁体相对于所述射线源的运动。

在一些实施例中，所述闪烁体支架包括托盘，所述多个闪烁体放置或固定在所述托盘的表面。

在一些实施例中，所述托盘在所述驱动机构的驱动下在水平方向上运动。

在一些实施例中，所述射线源相对于所述托盘位于靠近所述多个闪烁体的一侧，所述托盘与所述多个闪烁体的接触部位的结构为光学透明的硬质薄板。

在一些实施例中，所述硬质薄板包括光纤纤维面板或靠近所述多个闪烁体一侧表面磨毛，且另一侧表面光滑的玻璃面板或石英面板。

在一些实施例中，所述射线源相对于所述托盘位于远离所述多个闪烁体的一侧，所述托盘与所述多个闪烁体的接触部位的结构为密度低于5g/cm³的硬质薄板。

在一些实施例中，所述硬质薄板包括铝板或塑料板。

在一些实施例中，所述多个闪烁体排列成至少一组与所述有效辐射区的尺寸匹配的闪烁体组，所述驱动机构使各闪烁体组沿预设运动路线依次进入所述有效辐射区。

在一些实施例中，所述预设运动路线包括直线、弧线或直线与弧线的组合。

在一些实施例中，所述图像采集系统被配置为在所述闪烁体组进入所述有效辐射区后，执行图像采集操作，所述驱动机构被配置为在所述图像采集操作后，如果当前图像采集的所述闪烁体组不是最后一组，则使下一组所述闪烁体组进入所述有效辐射区。

在一些实施例中，所述图像采集系统包括：面阵式图像传感单元和光学镜头，所述面阵式图像传感单元通过所述光学镜头采集所述射线在所述多个闪烁体内的激发的闪烁光的闪烁发光图像。