[发明专利]一种单能γ装置

说明书

本发明提供了一种可产生系列单能γ的辐照装置，属于核技术应用技术领域；该装置包括贮源井、准直光阑、多个放射源、散射靶、散射陷阱、快门和屏蔽体。本发明提高了辐射场的强度、射线品质(能量单一性好)和装置的经济性，并且实现了探测器的固定，使得精密实验可行。

技术领域

本发明属于核技术应用技术领域，具体涉及一种单能γ装置。

背景技术

γ射线(或X射线)是短波长的电磁波，同时具备粒子特性，有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制，γ射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。利用探测器监测γ射线强度，能够保证装置的安全性和实验数据的有效性。射线装置通常含有各种能量的γ射线，分布在几十keV～几个MeV范围。对1MeV以下γ射线，探测器的灵敏度具有较为明显的能量依赖性，使用前需刻度能响曲线。常用的能响曲线的获得方法是，利用系列能量点的装置，标定相应能点的灵敏度，然后拟合出能响曲线。现有的单能γ或X光实验条件包括，利用X光机完成几十～200keV范围的实验，利用铯-137源和钴-60源分别完成662keV和1.25MeV的实验，300keV～660MeV范围的单能γ实验条件较为缺乏。目前较为可行的方法是，对强钴-60源(准单能，1.25MeV)进行康普顿散射分光，在不同散射角条件下，获得350keV～660keV范围的系列准单能γ射线。特定散射角度θ条件下，散射γ光子能量E_γ的计算公式为

式中，E为初始γ光子的能量；m_e为电子质量；c为光速。信噪比和能量弥散度，可表征γ束流的品质。对上述康普顿散射装置，信噪比定义为，有、无散射靶片条件下γ光子注量率的比值。能量弥散度定义为，γ能谱图中(横轴：γ光子能量，纵轴：γ光子计数)，半高宽能量与峰值能量的比值。

公开号为CN103091699A的专利提供了一种散射法测量强γ射线能谱的装置及方法”，其利用单枚强钴源，通过转动探测器，调整散射角，获得了350keV～660keV范围内的单能γ射线。然而此类技术方案的不足之处在于：

1)仅使用单枚辐射源，散射γ射线强度较低，最高注量率约为10⁵cm^-2·s^-1，极大的限制了低灵敏度探测器标定实验的开展；

2)实验中，需转动探测来调整散射角度，运动过程中的振动，可能改变探测器的装配状态，如配件移位等，但转动探测器不利于精密探测器的标定实验；

3)为提高散射γ的能量单一性，使用高比活度(几百居里每克)、小尺寸的高比活度源，减小源几何尺寸引入的能量弥散度，这类放射源的价格昂贵，为工业源(几十居里每克)的数十～数百倍，装置经济性不高；

4)为限制屏蔽体的重量，使用小规格源仓，几个厘米，仓壁反散射引入的杂散γ较多，增大了单能γ射线的能量弥散度。

综上，对上述多能点γ射线装置而言，目前的技术方案主要存在以下不足：350keV～660keV范围单能γ的强度不够；原料价格高；γ束流信噪比较低；需转动探测来调整散射角度，不利于精密实验。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种改进的单能γ装置，本装置可产生系列单能γ，提高了辐射场的强度、射线品质(能量单一性好)和装置的经济性，并且实现了探测器的固定，使得精密实验可行。

本发明具体采用如下技术方案：