[发明专利]核辐射探测成像的装置及联合成像的方法

说明书

本发明公开了一种核辐射探测成像的装置及联合成像的方法，上述装置包括：探测模块、处理模块以及重建模块。探测模块用于探测入射伽马光子并识别入射伽马光子作用于探测模块产生的光子事件的信息，上述光子事件的信息包括：三维作用位置、作用时间和沉积能量。处理模块用于根据上述作用时间和上述沉积能量确定上述入射伽马光子产生的光子事件对应的物理过程类型为以下一种：光电效应、单次康普顿散射或多次康普顿散射。重建模块用于根据预定时间段内不同物理过程类型的入射伽马光子的三维作用位置、作用时间和沉积能量进行联合成像重建，进而得到产生入射伽马光子的放射源的空间分布实时图像信息。

技术领域

本公开属于射线探测技术领域，涉及一种核辐射探测成像的装置及联合成像的方法。

背景技术

随着核科学、核技术和核工业的快速发展，伽马放射源在科学研究、工业生产、医学诊断方面的应用日益普及。因此，通过对放射源进行监控，保障放射源在保存、运输、使用中受到实时监管，防止意外泄露或失窃，对于公共安全、生命健康都有重要意义。

现有的伽马辐射源探测、监测相关技术中，盖革计数器不能获得放射源入射的方向信息，无法对放射源进行监控。带准直器的伽马相机可以对放射源进行监控，但其需要重金属准直器，视野受限且较为笨重。康普顿相机视野较大，探测效率高，但其对探测器的能量分辨率要求很高，通常需要使用成本较高的半导体探测器，且无法对较低能(小于250keV)的伽马射线进行成像。

另外，相关技术中还存在成像模式单一的问题，核辐射监控系统只能利用单一物理过程的伽马光子进行成像，无法全面利用不同物理过程作用下的光子事件信息。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种核辐射探测成像的装置及联合成像的方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

本公开的一种核辐射探测成像的装置。上述装置包括：探测模块、处理模块以及重建模块。探测模块用于探测入射伽马光子并识别入射伽马光子作用于探测模块产生的光子事件的信息，上述光子事件的信息包括：三维作用位置、作用时间和沉积能量。处理模块用于根据上述作用时间和上述沉积能量确定上述入射伽马光子产生的光子事件对应的物理过程类型为以下一种：光电效应、单次康普顿散射或多次康普顿散射。重建模块用于根据预定时间段内不同物理过程类型的入射伽马光子的三维作用位置、作用时间和沉积能量进行联合成像重建，进而得到产生入射伽马光子的放射源的空间分布实时图像信息。

根据本公开的实施例，上述探测模块包括：辐射探测单元以及信号处理单元。辐射探测单元用于探测入射伽马光子。信号处理单元设置于上述辐射探测单元的内部或外部，用于识别入射伽马光子作用于上述辐射探测单元产生的光子事件的信息。

根据本公开的实施例，上述辐射探测单元包括若干(一个或多个)闪烁晶体单元，上述信号处理单元包括若干光电器件，上述若干闪烁晶体单元呈块状或为多个条状晶体呈二维阵列形式分布，上述若干光电器件呈二维阵列形式分布或拼接；或者，上述辐射探测单元包括半导体探测器，上述信号处理单元设置于上述半导体探测器的内部，或者作为读出电子学设置于半导体探测器的外部。

根据本公开的实施例，上述若干光电器件任意组合，并耦合在上述若干闪烁晶体单元的任意一侧或多侧。上述若干闪烁晶体单元为多个条状闪烁晶体呈二维阵列形式分布，上述多个条状闪烁晶体中的至少一个条状闪烁晶体由多个分割晶体条拼接或粘接组成，使得该至少一个条状闪烁晶体对于不同方向入射的伽马光子探测效率不同；其中，上述多个条状闪烁晶体的材料之间具有不同的发光效率或不同的衰减系数；任意间隔的条状闪烁晶体之间还可选择性设置有填充物，上述填充物包括空气和轻质材料中的至少一种材质。