[发明专利]用于测量待测闪烁体电子相对光产额的探测系统及方法

说明书

本发明涉及辐射测量技术领域，针对闪烁体反冲康普顿电子发光响应测量中，使用外部电子源时，电子光产额测量受到表面效应和X射线逃逸影响而无法准确测量的问题，提供一种用于测量待测闪烁体电子相对光产额的探测系统及方法；其中用于测量待测闪烁体电子相对光产额的探测系统包括伽马辐射源、前端铅准直器、前端探测器、后端铅准直器、后端探测器和具有波形符合功能的示波器；前端探测器包括第一光电倍增管；后端探测器包括第二闪烁体和第二光电倍增管；后端铅准直器设置在第二光电倍增管的接收端一侧；第二闪烁体设置在后端铅准直器与第二光电倍增管之间；第一光电倍增管和第二光电倍增管分别与示波器电连接。

技术领域

本发明涉及辐射测量技术领域，具体涉及一种用于测量待测闪烁体电子相对光产额的探测系统及方法。

背景技术

辐射场测量中应用最广的一类系统是由光电倍增管(PMT)配合闪烁体构成的闪烁系统；其主要由闪烁体、光收集部分和光电转换器件组成。它的工作过程是：辐射粒子进入闪烁体，闪烁体中的原子受激产生荧光，利用光收集部分将荧光收集照射到光电倍增管(PMT)光阴极表面，光子在光阴极上打出光反冲康普顿电子，光反冲康普顿电子在各倍增极上倍增，被阳极收集输出电流信号，通过测量分析这些电信号的特征对辐射的类别、强度、能量等参数做出诊断。

各种辐射粒子与闪烁体相互作用的最终方式均是通过反冲康普顿电子沉积能量发光，继而被光电转换器件转换为电信号被探测，因而闪烁体的反冲康普顿电子发光响应特性是研究各种辐射粒子的发光响应的基础，对闪烁系统的辐射响应特性研究有着至关重要的作用。

在闪烁体电子发光响应的实际测量中，一般采用电子加速器等装置产生的准单能电子束直接照射在闪烁体上测量闪烁体的光输出，但是这样做的缺点在于：电子在闪烁体中的射程很短(大约为1mm/MeV)。因此电子在闪烁体中能量大部分沉积在闪烁体表面，而闪烁体的表面效应在于闪烁体表面的光产额比内层的光产额低；而且电子在闪烁体表面与闪烁体相互作用发生韧致辐射产生的X射线的逃逸几率较内层大；这两个因素使电子在闪烁体中的光产额减小，电子光产额无法准确测量。

发明内容

本发明针对现有闪烁体反冲康普顿电子发光响应测量中，使用外部电子源时，电子光产额测量受到表面效应和X射线逃逸影响而无法准确测量的问题，提供一种用于测量待测闪烁体电子相对光产额的探测系统及方法。

本发明提供的技术方案是：一种用于测量待测闪烁体电子相对光产额的探测系统，其特殊之处在于，包括伽马辐射源、前端铅准直器、前端探测器、后端铅准直器、后端探测器和具有波形符合功能的示波器；所述前端探测器包括第一光电倍增管；所述后端探测器包括第二闪烁体和第二光电倍增管；

所述前端铅准直器位于伽马辐射源的光路上，用于对辐射源限束；伽马辐射源经前端铅准直器准直，待测闪烁体的待测位置位于准直后的射线通道上；

所述第一光电倍增管的轴线垂直于射线通道轴线；所述第二光电倍增管对准放置待测闪烁体的位置，其轴线与射线通道轴线相交；所述后端铅准直器设置在第二光电倍增管的接收端一侧，其准直孔轴线与第二光电倍增管的轴线重合，用于屏蔽周围本底辐射以及其他角度散射的伽马光子；所述第二闪烁体设置在后端铅准直器与第二光电倍增管之间，第二光电倍增管的接收端与第二闪烁体表面紧密贴合；用于探测散射伽马光子与第二闪烁体相互作用产生的光信号；所述第一光电倍增管和第二光电倍增管分别与示波器电连接。示波器用于对第一光电倍增管和第二光电倍增管探测的两个不同信道的波形进行甄别，判断其是否为康普顿符合，同时还用于采集、显示第一光电倍增管输出脉冲的电信号峰值。

进一步地，上述伽马辐射源的辐射强度为Ci至mCi数量级之间，出射伽马光子的能量单一。

进一步地，为了使到达前端闪烁体的伽马射线照射闪烁体的区域尽量小，在测量康普顿散射的散射角时的误差尽可能小，上述前端铅准直器的厚度≥20cm，其准直孔直径≤5mm。