一種用于測量高通量x射線能譜的吸收體陣列的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列裝置，包括：鉛準直體、吸收體陣列、光電探測器，在鉛準直體內部有一排孔，一排孔的前部分為準直孔，用于放置吸收體陣列，一排孔的后部分為光電探測器安置孔，用于安裝光電探測器，準直孔和光電探測器安置孔是共軸且相連的，但是孔直徑大小不一樣，吸收體陣列與光電探測器是緊挨著放置；X射線通過準直孔同時被內置的吸收體陣列部分衰減，出射的X射線被光電探測器探測到。本實用新型集準直孔、吸收體、探測器安置于一體，采用等能量間隔的設計原則，使得測量的一組數(shù)據(jù)比較離散，相互影響小，從而解譜更精確。
【專利說明】一種用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列的裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列的裝置，屬于X射線能譜測量【技術領域】。

【背景技術】
[0002]目前國內測量高通量中能X射線的能譜有多種方法，其中有MLS (Mu11 1-LayerStack)法，濾波熒光法等。
[0003]MLS法是一層介質與一個探測器組成一個探測節(jié)，多個探測節(jié)沿測量軸直線分布即組成測量裝置。多層介質對X射線的強度進行多次衰減，通過響應函數(shù)，解出射線能譜(參見《用于高能量X射線能譜測量的MLS法》陳楠，荊曉兵，高峰，章林文，陰澤杰，李世平，中國工程物理研究院流體物理研究所，中國科學技術大學近代物理系)。如圖1所示，一層介質和一個探測器交替放置，每層介質后都有一個探測器，從而可以得到一系列被介質吸收后的X射線強度，通過一定的反解算法，計算出X射線能譜。
[0004]濾波熒光法是入射的X射線經(jīng)過濾片后轉變?yōu)闊晒猓惶綔y器接收到，通過熒光譜線計算公式，計算出X射線的能譜。(參見《濾波一熒光法測量X光能譜的模擬計算》王棟，核物理與化學研究所)
[0005]現(xiàn)有技術裝置在結構上的缺點是體積大，操作不方便；在技術上缺點是，經(jīng)過吸收體或者濾片后的數(shù)據(jù)，彼此之間不可避免的存在一定的串擾，影響最終反解能譜的精確度。
實用新型內容
[0006]本實用新型的技術解決問題是:克服高通量X射線能譜測量裝置體積大，操作不方便，數(shù)據(jù)之間的串擾，解譜不精確的不足，提供一種用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列的裝置，它集準直孔、吸收體、探測器安置于一體，采用等能量間隔的設計原則，使得測量的一組數(shù)據(jù)比較離散，相互影響小，從而解譜更精確。
[0007]本實用新型的技術解決方案:一種用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列裝置，包括:鉛準直體、光電探測器，吸收體陣列。在鉛準直體內部有一排孔，孔的前部分為準直孔，用于放置吸收體陣列，孔的后部分為光電探測器安置孔，用于安裝光電探測器，準直孔和光電探測器安置孔是連接在一起的共軸的，但是孔直徑大小不一樣。X射線通過準直孔，同時被內置的不同長度的吸收體陣列部分衰減，出射的X射線被光電探測器探測到。
[0008]吸收體陣列由不同長度的吸收體構成，吸收體置于準直孔內，光電探測器置于光電探測器安置孔內，因為兩個孔在空間上是緊挨的，所以吸收體陣列與光電探測器是緊挨的。吸收體陣列的長度設計原則為等能量間隔衰減原則，即當入射的X射線能量在被測能量范圍內是均勻分布時，經(jīng)過吸收體陣列衰減后，出射的X射線的能量衰減是等間隔的。
[0009]當入射的X射線能量在被測能量范圍內是均勻分布時，出射能量分別為入射總能量的 100% -X, 100% -2x, 100% -3x…100% _ηχ, (0〈χ〈1/η), η 表示吸收體陣列個數(shù)，χ 表示衰減百分比。
[0010]準直孔為緊挨的陣列型準直孔，相互距離較近，但彼此之間又不發(fā)生串擾，準直孔的直徑根據(jù)入射X射線的通量和所需要的空間分辨率而定。
[0011]所述準直孔為緊挨的陣列型準直孔，相互距離較近，但彼此之間又不發(fā)生串擾，例如在最高能量為200K時，相鄰孔壁之間的間距為4.7mm可以保證孔之間沒有串擾。準直孔的直徑根據(jù)入射X射線的通量和所需要的空間分辨率而定，例如要求0.6m外空間分辨率2cm時,此時孔的直徑為2mm長度為80mm。所述陣列型準直孔的排列方式為圓形的排列或者若干排的排列。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于:
[0013](I)本實用新型裝置集準直體、吸收體、探測器安置為一體，結構巧妙，體積小巧，使用方便?，F(xiàn)有的各種裝置，準直體、吸收體陣列、探測器安置分離，體積大使用不方便。
[0014](2)不同長度的吸收體選取原則為等能量間隔，這種全新的設計思想，優(yōu)點是測量數(shù)據(jù)比較分散，相互不干擾，因此誤差小，由此得到的X射線能譜更精確，測量能譜范圍更大。現(xiàn)有的測量方法，不可避免的存在數(shù)據(jù)之間的相互串擾，影響測量精度和測量能譜的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為MLS法測量X射線能譜；
[0016]圖2為本實用新型方法中的吸收體陣列測量裝置整體示意圖；
[0017]圖3為本實用新型中準直體正面示意圖；
[0018]圖4為本實用新型中準直體背面示意圖；
[0019]圖5為本實用新型中吸收體陣列示意圖；
[0020]圖6為透射X射線能量和吸收體長度的關系曲線。

【具體實施方式】
[0021]如圖2所示，本實用新型裝置包括準直體1，準直孔2，探測器安置孔3，內置的吸收體陣列4，探測器5。
[0022]圖3所示為鉛質準直體正面,其上有一排直徑為2mm深度為80mm的準直孔2,用于放置鋁質吸收體陣列4。
[0023]圖4所示準直體背面為探測器安置孔3，直徑為6.3mm深度為20_。相鄰孔軸之間的間距為11_。鉛質準直體，不僅可以準直入射的X射線，還可以屏蔽外界干擾和各個通道之間的串擾。
[0024]圖5所示為不同長度的鋁質吸收體構成的一個陣列4，吸收體陣列的長度設計原則為等能量間隔衰減原則，長度分別為3mm, 6mm, 9mm, 13mm, 19mm, 25mm, 36mm, 54mm即經(jīng)過吸收體衰減后，出射的X射線的能量衰減是等間隔的。當入射的X射線能量在被測能量范圍內是均勻分布時，出射能量分別為入射總能量的80%, 70%,60%, 50%,40%, 30%, 20%,10%,如圖6所示。
[0025]X射線通過準直孔，同時被內置的不同長度的吸收體部分衰減，出射的X射線被光電探頭探測到，經(jīng)過后端電子學系統(tǒng)處理得到一系列衰減后的X射線的不同強度，再結合吸收體的響應函數(shù)，利用反解算法，反解出高通量時X射線的能譜。
[0026]所測得弦數(shù)少于脈沖高度量化個數(shù)Q，需要采用迭代結合MC的方法來解此方程組。
[0027]目前該測量方法已用于中能X射線等離子體測量系統(tǒng)，測量得到高通量X射線能譜，取得了很好的效果。
[0028]提供以上實施例僅僅是為了描述本實用新型的目的，而并非要限制本實用新型的范圍。本實用新型的范圍由所附權利要求限定。不脫離本實用新型的精神和原理而做出的各種等同替換和修改，均應涵蓋在本實用新型的范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列裝置，其特征在于包括:鉛準直體(I)、吸收體陣列(4)、光電探測器(5)，在鉛準直體(I)內部有一排孔，一排孔的前部分為準直孔(2)，用于放置吸收體陣列(4)，一排孔的后部分為光電探測器安置孔(3)，用于安裝光電探測器(5)，準直孔(2)和光電探測器安置孔(3)是共軸且相連的，但是孔直徑大小不一樣，吸收體陣列(4)與光電探測器(5)是緊挨著放置；X射線通過準直孔(2)同時被內置的吸收體陣列(4)部分衰減，出射的X射線被光電探測器(5)探測到。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列裝置，其特征在于:所述吸收體陣列(4)由不同長度的吸收體構成，每個吸收體置于準直孔(2)內。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列裝置，其特征在于:所述吸收體陣列(4)的長度設計原則為等能量間隔衰減原則，即當入射的X射線能量在被測能量范圍內是均勻分布時，經(jīng)過吸收體陣列衰減后，出射的X射線的能量衰減是等間隔的。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列裝置，其特征在于:當入射的X射線能量在被測能量范圍內是均勻分布時，所述出射的X射線能量分別為入射總能量的 100% -X, 100% -2x, 100% -3x...100% -ηχ,0〈χ〈1/η, η 表示吸收體陣列個數(shù)，x表示衰減百分比。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列裝置，其特征在于:所述準直孔(2)為緊挨的陣列型準直孔即準直孔相互距離較近，在最高能量為200K時，相鄰孔壁之間的間距為4.7mm，保證孔之間沒有串擾；準直孔(2)的直徑根據(jù)入射X射線的通量和所需要的空間分辨率而定，要求0.6m外空間分辨率2cm時，此時孔的直徑為2_長度為 80mm。
6.根據(jù)權利要求4所述的用于測量高通量X射線能譜的吸收體陣列裝置，其特征在于:所述陣列型準直孔的排列方式為圓形的排列或者若干排的排列。
【文檔編號】G01T1/36GK204086560SQ201420536279
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權日:2014年9月17日
【發(fā)明者】陰澤杰, 蔣春雨, 曹靖, 楊青巍 申請人:中國科學技術大學