[发明专利]像素化的伽马检测器

说明书

一种像素化的伽马检测器包含闪烁体柱组件（140），其具有沿纵轴交替的闪烁体晶体（120）和光透明元件（125）；准直器组件（110），其具有由大致平行的准直器隔板（114）分离的纵向壁，准直器隔板（114）被隔离开形成准直器通道（118）；闪烁体柱组件（140）与准直器组件（110）相邻放置以便闪烁体晶体（120）中的相应的一些与准直器通道（118）中的相应的一些相邻放置，光透明元件（125）中的相应的一些与准直器隔板（114）中的相应的一些相邻放置；以及第一光电传感器（150）和第二光电传感器（155），第一和第二光电传感器各自被连接到闪烁体柱组件（140）的对立末端。也公开了一种用于检查和/或检测物体的内部中的缺陷的系统和方法。

政府支持

使用由美国能源部，国家能源技术实验室在协定No.DE-FE0024293下提供的政府支持做出。

背景技术

用于检查钻井外壳的完整性的仪器能够使用伽马射线源和伽马检测器。在一些实现中，来自x-射线或伽马射线源的辐射能够从外壳被反射来确定外壳密度、焊接质量、气孔等。常规仪器能够包含含有伽马射线源的探测体进而由预确定的长度分离的伽马射线检测器。当辐射从源到钻井的壁构造中经过时，所收集的数据能够表示检测器处所见的响应。一些辐射将会丢失，而一些将被散射并且反射回向检测器，此反射的辐射在确定构造的性质中是有益的。

附图说明

图1示意地描绘根据实施例，像素化的伽马检测器的横截面视图；

图2示意地描绘根据实施例，被包围的闪烁体柱组件的横截面视图；

图3图形上描绘根据实施例，像素化的伽马检测器的性能；以及

图4描绘根据实施例，结合图1的像素化的伽马检测器的检查系统。

具体实施方式

实施的装置和方法提供使用最小数量的光电传感器（例如，光倍增器管（PMT）、固态光倍增器）的分段检测器元件。实施的检测器元件用最小数量的光电传感器提供对于大量像素的辐射检测，而维持高的信号与背景噪声比率。实施的检测器包含具有多个孔的准直器来从脱离钻井外壳的反向散射的伽马射线得到角度和空间分辨率。检测器包含用于记录辐射检测事件的多个像素。

实施的检测器被期望用在具有高达200℃的高温的环境中，因此，不能够使用直接转换半导体检测器。实施的检测器是基于给高温光电传感器提供检测的辐射事件信号的闪烁体晶体，其能够在这些高温操作。

由于钻井和/或井内侧的有限空间，用PMT实现的常规检测器不可能读出单独的检测器闪烁体像素。商业上可用的高温PMT仅具有用于读出的单个通道。根据实施例的检测器能够提供使用两个PMT的多个像素读出。常规方法具有耦合到每个闪烁体像素自身的单独PMT的每个闪烁体像素以及专用的读出电子设备。因为高温PMT较大并且占空间，具有实现常规方法的带有高粒度（多个PMT）的检测器是不切实际的。实施的检测器仅使用两个PMT来达到高粒度和多个检测像素，因此，提供适合于高温应用的、实际的下向打孔检测器。

根据实施例，光透明隔离物以及闪烁体的堆叠被组装来形成检测器杆。实施的检测器杆的对立末端被耦合到相应的单通道PMT。对于每个事件，来自两个相应的PMT的信号振幅的比率能够被用于识别捕捉辐射检测事件的检测器杆内的独特闪烁体像素。实施的检测器能够具有更低成本、对背景噪声不那么敏感并且具有比常规闪烁杆更好的空间分辨率。

闪烁体辐射检测器需要用于将辐射量子转换成闪烁光的闪烁体材料以及用于检测闪烁光并将它转换成电信号的光电传感器。在基础、常规的配置中，一个闪烁体能够被光耦合到一个光电传感器。辐射量子的类型、能量和检测时间是从此基础配置可用的仅有信息。然而，此配置不能够提供关于量子检测事件的定位的空间信息，除非它在闪烁体的敏感容量内发生。