[发明专利]一种堆叠式多通道康普顿二极管探测器及测量方法

说明书

本发明公开了一种堆叠式多通道康普顿二极管探测器及测量方法，所述探测器包括：探测器的外壳，探测器的外壳上设有N个电缆接口，探测器的外壳内固定有N个电极，相邻两个电极之间具有间隙，电缆接口与电极一一对应，金属引线将电极以及其对应的电缆接口连接，单个电极及其对应的金属引线和电缆接口形成所述探测器的一个通道，所述探测器内具有N个通道，N为大于等于2的正整数，探测器的外壳内填充有绝缘介质；本发明中的探测器及方法能够用于时间分辨的X/γ射线辐射能谱测量。

技术领域

本发明涉及辐射能谱探测器领域，具体地，涉及一种堆叠式多通道康普顿二极管探测器及测量方法。

背景技术

在脉冲X/γ光机的科学研究应用中，需要对X/γ射线的辐射能谱进行测量。通常采用热释光剂量片的叠片能谱探测器(R.Nolte,et al.,Radiation ProtectionDosimetry,Vol 84,Nos.1-4,pp.367-370,1999)只能探测时间积分的辐射能谱，无法满足某些要求时间分辨辐射能谱的研究需求。传统康普顿二极管(G.A.Carison,et al.,Rev.Sci.Instrum.61(11),1990)采用高原子序数金属作为电极，主要适用于能量高于1MeV的γ脉冲信号测量，并不适合用作辐射能谱测量。其原理为利用γ射线辐照材料产生康普顿电子形成电信号被电极接收，电极对γ射线显著衰减从而减弱电极发出的康普顿电子。

发明内容

本发明提供了一种堆叠式多通道康普顿二极管探测器及测量方法，本发明中的探测器及方法能够用于时间分辨的X/γ射线辐射能谱测量。

本发明提供了一种适用于0.1-5MeV轫致辐射的辐射能谱探测器，使用该探测器对脉冲X/γ射线分能段进行时间分辨的辐射通量测量，能够计算出时间分辨的辐射能谱。

为实现上述发明目的，本申请一方面提供了一种堆叠式多通道康普顿二极管探测器，所述探测器包括：

探测器的外壳，探测器的外壳上设有N个电缆接口，探测器的外壳内固定有N个电极，相邻两个电极之间具有间隙，电缆接口与电极一一对应，金属引线将电极以及其对应的电缆接口连接，单个电极及其对应的金属引线和电缆接口形成所述探测器的一个通道，所述探测器内具有N个通道，N为大于等于2的正整数，探测器的外壳内填充有绝缘介质。

本发明涉及的探测器继承了康普顿二极管时间响应快、探测上限高的优点，并在传统康普顿二极管基础上做出两个方面的改进：1)通过改变电极结构消除光电效应的影响，使其能够适用于更低的能段；2)通过将多个电极集成在一起，利用前面的电极对后面的电极的遮挡效应过滤能谱，使得靠前的电极对能量较低的X射线有较大的响应而靠后的电极对能量较高的X/γ射线有较大的响应，从而使该探测器可用于时间分辨的X/γ射线辐射能谱测量。

本发明提供的一种含两个以上通道的X/γ射线探测器，各通道均被容纳在导体外壳内部，每个通道含一个被绝缘介质包裹的导体电极，各通道的绝缘介质连成一体或被导体隔板隔离，且当X/γ射线照射探测器时，绝缘介质或外壳等电极外的其它材料产生的康普顿电子能够部分到达电极被电极接收，电极自身对X/γ射线有一定衰减，使得自身产生并流出电极的康普顿电子少于电极接收的康普顿电子。其中，导体外壳和导体隔板的作用为电磁隔离，电极的作用为将X/γ射线信号按一定的规律转化为电信号，多个通道的作用为提供多个信号使得可以求解时间分辨的辐射能谱。