[实用新型]一种硬X射线分幅相机

说明书

本实用新型公开了一种硬X射线分幅相机，解决了现有技术无法对能段范围为几十keV～几百keV的硬X射线进行具有时间分辨能力的二维成像的问题。本实用新型包括多通道硬X射线探测阴极、微通道板、荧光屏、CCD、针孔阵列板、电气控制系统、阴极Au微带、导电薄层、微通道板Au微带，多通道硬X射线探测阴极、微通道板、荧光屏和CCD内置于具有锥形前端的光密封腔体内，电气控制系统分别为多通道硬X射线探测阴极的输入面和微通道板的输出面之间、以及微通道板的输出面和荧光屏之间加载工作电压。本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，能有效对能段范围为几十keV～几百keV的硬X射线进行具有时间分辨能力的二维成像。

技术领域

本实用新型涉及一种硬X射线分幅相机。

背景技术

X射线分幅相机是一种具备时间分辨能力的二维图像测量装置，广泛应用于几乎所有的涉及X射线的超快现象诊断，例如：同步辐射、惯性约束聚变、Z箍缩等离子体、直线加速器的光学测量等，其范围涵盖了生物医学、核物理学、等离子物理学、强场物理学等。

然而目前X射线分幅相机采用Au或者CsI作为阴极材料，对X射线的响应范围小于25keV。无法对能段范围为几十keV～几百keV的硬X射线进行响应，然而在某些情况下，如惯性约束聚变物理研究中，这个能段范围内的X射线具有时间分辨能力的二维成像却是非常必要的。针对这种情况，我们设计了一种硬X射线分幅相机，可以针对几十～几百keV的硬X射线进行二维图像测量。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种硬X射线分幅相机，解决现有技术无法对能段范围为几十keV～几百keV的硬X射线进行具有时间分辨能力的二维成像的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种硬X射线分幅相机，包括多通道硬X射线探测阴极、微通道板、荧光屏、CCD、针孔阵列板、以及电气控制系统，所述多通道硬X射线探测阴极的输入面蒸镀有阴极Au微带，所述多通道硬X射线探测阴极的输出面与所述微通道板的输入面相贴合，并且在所述多通道硬X射线探测阴极的输出面与所述微通道板的输入面之间蒸镀有一层导电薄层，所述导电薄层接地，所述微通道板的输出面蒸镀有与所述阴极Au微带相对应的微通道板Au微带，所述荧光屏位于所述微通道板后方并距离所述微通道板的输出面0.3～1mm，所述CCD紧贴于所述荧光屏的后面，所述多通道硬X射线探测阴极、微通道板、荧光屏和CCD内置于具有锥形前端的光密封腔体内，所述针孔阵列板位于所述光密封腔体的锥形前端处并且与所述阴极Au微带的成像位置相对应，所述电气控制系统分别与所述阴极Au微带、所述微通道板Au微带和所述荧光屏电连接，为所述多通道硬X射线探测阴极的输入面和所述微通道板的输出面之间、以及所述微通道板的输出面和所述荧光屏之间加载工作电压。

进一步地，所述多通道硬X射线探测光阴极包括在硬X射线光子照射下与该照射的硬X射线光子发生作用产生初级光电子的阴极基底，以及等距陈列于所述阴极基底上的两个以上阴极通道，每个所述阴极通道内壁上均设有一层碱金属镀层，所有所述阴极通道均为贯穿所述阴极基底正反两面的贯穿性孔道，当产生于所述阴极基底上的初级光电子到达所述阴极通道时将电离该阴极通道内壁上的碱金属镀层从而产生低能二级电子，并且所述二级电子在该阴极通道内经过雪崩放大后在所述多通道硬X射线探测光阴极输入面和所述微通道输出面之间的电压作用下来到所述微通道组；所有所述阴极通道的直径相同，为3μm-30μm，所有相邻的所述阴极通道之间的间距相同，为5μm-35μm，并且所有所述阴极通道与所述阴极基底的法线之间的夹角一致，为0.1°-15°。

进一步地，所述阴极基底的成份为Pb、Si和O元素，其中铅元素的质量百分比不低于40％。

进一步地，所述多通道硬X射线探测光阴极的工作增益为5-100，所述阴极基底的厚度为0.5mm-3mm，所述二级电子为能量小于50eV的电子，所述碱金属镀层为金属Na镀层或金属K镀层。