[实用新型]适用于中子辐射和X射线辐射的双谱段成像相机

说明书

技术领域

本实用新型属于辐射探测技术领域，具体涉及一种适用于中子辐射和X射线辐射的双谱段成像相机。

背景技术

聚变或裂变反应中产生的辐射源会发射X射线辐射和中子辐射两种辐射，这两种电离辐射来源于辐射源内部的不同阶段的物理反应。从同一个角度记录辐射源不同谱段的辐射图像，能够提供辐射源内的不同反应过程或物质状态的空间分布信息，有助于人们准确掌握辐射源的物理状态。

但是，由于不同电离辐射的穿透能力不同，其采用的成像元件和辐射探测材料也有所差异。中子辐射由于其穿透力极强，通常采用半影孔作为成像元件，以获得高信噪比的图像。而X射线辐射其穿透能力相对中子辐射较弱，通常使用较薄的针孔板便可以获得高信噪比的图像。如果采用两种不同的记录装置分别对辐射源进行中子辐射成像和X射线辐射成像，会因为记录装置放置的视角不同导致记录的图像在空间上不具有可对比性，无法提供辐射源内部准确的空间信息，解决以上问题成为当务之急。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种可以在某一方向上同时记录X射线辐射和中子辐射的适用于中子辐射和X射线辐射的双谱段成像相机。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种适用于中子辐射和X射线辐射的双谱段成像相机，包括飞行管，其要点在于：所述飞行管包括主体部以及均与主体部连通的第一分支部和第二分支部，其中，所述主体部和第二分支部同轴设置，所述第一分支部的轴线与第二分支部的轴线之间具有夹角；在所述主体部、第一分支部和第二分支部的外端分别设有复合成像组件、第一光学图像传感器和第二光学图像传感器，在所述飞行管内设有光学元件、X射线闪烁体和中子闪烁体，其中，所述X射线闪烁体位于光学元件的前部，所述中子闪烁体位于光学元件的后部；从复合成像组件引入沿同一光轴方向传播的X射线辐射和中子辐射，其中，X射线辐射由X射线闪烁体转换为X射线荧光图像信号，该X射线荧光图像信号由光学元件引入第一分支部后由第一光学图像传感器记录，中子辐射依次透过X射线闪烁体和光学元件后由中子闪烁体转换为中子荧光图像信号，该中子荧光图像信号由第二分支部的第二光学图像传感器记录。

采用以上结构，先通过复合成像能够对辐射源的某个方向上对X射线辐射和中子辐射成像，再通过X射线闪烁体和中子闪烁体分别将X射线辐射和中子辐射转换为X射线荧光图像信号和中子荧光图像信号，并将X射线荧光图像信号和中子荧光图像信号分别传递至第一分支部内和第二分支部内，最终分别成像并记录于对应的光学图像传感器上，实现同时记录辐射源某方向发射的中子辐射和X射线辐射两个谱段图像，对X射线信号和中子辐射信号进行合理的分离，成像图像信噪比高。

作为优选：在所述第一分支部内设有与第一光学图像传感器相适应的第一成像透镜，该第一成像透镜位于光学元件和第一光学图像传感器之间；在所述第二分支部内设有与第二光学图像传感器相适应的第二成像透镜，该第二成像透镜位于中子闪烁体和第二光学图像传感器之间。采用以上结构，通过成像透镜使荧光信号准确成像于光学图像传感器上，并被光学图像传感器记录。

作为优选：所述光学元件为反射镜。采用以上结构，结构简单可靠，易于实现，便于调节。

作为优选：所述反射镜为银材质或铝材质的平面反射镜。采用以上结构，不仅能够尽可能多地反射X射线闪烁体转换的荧光，而且利于中子辐射则穿透。

作为优选：所述第一分支部的轴线与第二分支部的轴线垂直，所述反射镜的轴线与第一分支部的轴线之间的夹角为45°。采用以上结构，结构简单、合理，便于各个部件的安装与调试。

作为优选：所述复合成像组件包括均与主体部同轴设置的针孔板和半影孔，所述针孔板位于主体部的外端，所述半影孔位于针孔板的内侧。采用以上结构，结构简单可靠，针孔板能够对X射线辐射进行小孔成像，半影孔能够对中子辐射成像，实现对辐射源的某个方向上对X射线辐射和中子辐射成像。

作为优选：所述针孔板采用铅或钽材质，其厚度为几十个微米到几百微米之间。采用以上结构，以对其它方向上的X射线辐射和中子辐射进行有效地屏蔽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型提供的适用于中子辐射和X射线辐射的双谱段成像相机，结构新颖，易于实现，能够同时记录辐射源某方向发射的中子辐射和X射线辐射两个谱段图像，对X射线信号和中子辐射信号进行合理的分离，成像图像信噪比高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式