X射線能注量測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種X射線能注量測(cè)量裝置，具體涉及一種基于全吸收法原理、適用于平均能量80?120keV的脈沖硬X射線能注量測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]脈沖X射線能注量是X射線源設(shè)備的重要輸出參數(shù)，其準(zhǔn)確測(cè)量關(guān)乎整臺(tái)設(shè)備的考核水平。由于硬X射線的穿透能力強(qiáng)，在物質(zhì)中的射程長(zhǎng)，所以要實(shí)現(xiàn)其能注量的實(shí)驗(yàn)測(cè)量難度很大。目前國(guó)際上一般采用理論計(jì)算的方法獲得，即通過(guò)測(cè)量射線的能譜和劑量值，結(jié)合能注量和吸收劑量的關(guān)系折算得到。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于能量低于50keV的光子能注量的實(shí)驗(yàn)測(cè)量有了一定的進(jìn)展，但對(duì)于最高能量600keV、平均能量80-120keV的脈沖硬X射線能注量的實(shí)驗(yàn)測(cè)量尚沒(méi)有很好的實(shí)現(xiàn)手段。
[0003]國(guó)內(nèi)硬X射線源飛速發(fā)展，束流強(qiáng)度越來(lái)越強(qiáng)，光子能量越來(lái)越高，而現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足更高能量光子的能注量測(cè)量要求，該技術(shù)領(lǐng)域需要適用于更高能量光子能注量的測(cè)試方法和產(chǎn)品。所以，為了進(jìn)一步發(fā)展X射線診斷技術(shù)，需要研制一臺(tái)脈沖硬X射線能注量測(cè)量裝置，以適應(yīng)國(guó)內(nèi)硬X射線源的發(fā)展，為設(shè)備的考核和評(píng)價(jià)提供技術(shù)手段和數(shù)據(jù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種X射線能注量測(cè)量裝置，解決了對(duì)高能量光子能注量進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:所提供的X射線能注量測(cè)量裝置包括準(zhǔn)直器、閃爍體、減光片、光電管；閃爍體嵌套于準(zhǔn)直器中心，閃爍體一端朝向射線源，閃爍體的另一端通過(guò)一個(gè)減光片與光電管相連;減光片外圍設(shè)置有絕緣襯墊;光電管的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。該測(cè)量裝置適用于測(cè)量平均能量80?120keV的脈沖硬X射線能注量。
[0006]上述光電管通過(guò)傳輸系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連;所述傳輸系統(tǒng)包括電纜座、同軸電纜和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接口，用于把光電管產(chǎn)生的電信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0007]上述光電管還通過(guò)配電電路與供電電源相連，供電電源為高壓直流電源，用于給光電管供電。
[0008]上述準(zhǔn)直器為圓筒狀，所述閃爍體為圓柱狀，準(zhǔn)直器用于限制光的來(lái)源，并屏蔽從閃爍體側(cè)面入射的光子，閃爍體用于把入射的脈沖硬X射線轉(zhuǎn)化成熒光。
[0009]上述減光片為中性減光片，減光片的截面積大于閃爍體的截面積，減光片的作用是衰減由閃爍體產(chǎn)生的熒光。
[0010]上述絕緣襯墊的材質(zhì)為有機(jī)玻璃，用于固定減光片和保持電絕緣。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012](I)本實(shí)用新型充分考慮了脈沖硬X射線的較強(qiáng)穿透性，利用高密度閃爍體結(jié)合光電管實(shí)現(xiàn)了射線的全吸收，適用于平均能量80_120keV的脈沖射線能注量實(shí)驗(yàn)測(cè)量，滿足了高能量光子的能注量測(cè)量要求。
[0013](2)本實(shí)用新型提供的測(cè)量裝置體積小、集成度高，達(dá)到了操作簡(jiǎn)單、針對(duì)性強(qiáng)、便攜式強(qiáng)等有益效果。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)測(cè)得的脈沖X射線能注量波形。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)包括準(zhǔn)直器、閃爍體、減光片、光電管；閃爍體嵌套于準(zhǔn)直器中心，閃爍體一端朝向射線源，閃爍體的另一端通過(guò)一個(gè)減光片與光電管相連;減光片外圍設(shè)置有絕緣襯墊;光電管的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。光電管通過(guò)傳輸系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連;所述傳輸系統(tǒng)包括電纜座、同軸電纜和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接口，用于把光電管產(chǎn)生的電信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)接口、計(jì)算機(jī)和軟件組成。
[0017]準(zhǔn)直器可以由銅材料制作而成，呈圓柱筒狀，準(zhǔn)直器長(zhǎng)度為20mm，筒壁厚30mm，經(jīng)過(guò)模擬計(jì)算，該厚度的銅材料可以使待測(cè)射線衰減90%以上，以起到減弱從側(cè)面入射的X射線，增加裝置的信噪比。
[0018]閃爍體可選材料之一為娃酸镥閃爍體，呈圓柱體，底面直徑16mm，與光電管的光陰極直徑相同，厚度為20mm，與準(zhǔn)直器的長(zhǎng)度相同。閃爍體嵌套在準(zhǔn)直器內(nèi)部。其作用是將入射進(jìn)來(lái)的X射線轉(zhuǎn)換成熒光。
[0019]減光片可選材料之一為中性減光片。由于待測(cè)射線強(qiáng)度高，經(jīng)閃爍體轉(zhuǎn)換后的熒光強(qiáng)度也高，需要把強(qiáng)度降低以達(dá)到光電管的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍。案例中使用的是NDF12520型中性減光片，可以使入射的熒光強(qiáng)度減弱至1%。減光片的面積應(yīng)稍大于閃爍體，避免漏光。
[0020]光電管可以由光陰極、陽(yáng)極和匹配電路組成。本實(shí)施例使用的是中國(guó)電子科技集團(tuán)生產(chǎn)的⑶16型光電管，光陰極直徑16mm，時(shí)間響應(yīng)5ns，最大線性電流2A，其作用是將入射進(jìn)來(lái)的熒光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電管的尾部有2個(gè)接口，一個(gè)接口的作用是信號(hào)的引出，與信號(hào)傳輸系統(tǒng)保持電氣連接，另一個(gè)接口與供電電源連接。
[0021]供電電源可選設(shè)備之一為ps350型高壓直流電源，市電接入，輸出為直流1500V，用于給光電管供電。
[0022]信號(hào)傳輸系統(tǒng)由BNC型電纜頭和同軸電纜組成。用于將光電管產(chǎn)生的電信號(hào)傳輸至信號(hào)采集系統(tǒng)。
[0023]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由示波器、計(jì)算機(jī)和軟件組成，用于數(shù)據(jù)的采集、處理和能注量的求解。
[0024]本實(shí)用新型的工作原理是:當(dāng)待測(cè)射線照射到裝置上，首先經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器，被準(zhǔn)直后的光束被閃爍體全吸收，激發(fā)出熒光，熒光經(jīng)過(guò)減光片以后被衰減一定的倍數(shù)，透射的熒光被光電管的光陰極吸收，并通過(guò)光電效應(yīng)產(chǎn)生光電子，光電子在外加電場(chǎng)的作用下，向光電管的陽(yáng)極漂移并被收集，通過(guò)信號(hào)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后輸出能注量信息。
[0025]圖2為能注量測(cè)量系統(tǒng)在硬X射線源設(shè)備實(shí)驗(yàn)中得到的典型波形，波形的橫軸為時(shí)間，縱軸為電壓，波形的半高寬為67ns，幅值為2.08V，系統(tǒng)負(fù)載為50 Ω，光接收面積為2.01 cm2，再結(jié)合探測(cè)器的靈敏度，計(jì)算得到該硬X射線源的能注量為36.7Mj/cm2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種X射線能注量測(cè)量裝置，其特征在于:包括準(zhǔn)直器、閃爍體、減光片、光電管； 所述閃爍體嵌套于準(zhǔn)直器中心，閃爍體一端朝向射線源，閃爍體的另一端通過(guò)一個(gè)減光片與光電管的光陰極相連； 所述減光片外圍設(shè)置有絕緣襯墊； 所述光電管的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線能注量測(cè)量裝置，其特征在于:所述光電管通過(guò)傳輸系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連;所述傳輸系統(tǒng)包括電纜座、同軸電纜和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線能注量測(cè)量裝置，其特征在于:所述光電管還通過(guò)配電電路與供電電源相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線能注量測(cè)量裝置，其特征在于:所述準(zhǔn)直器為圓筒狀，所述閃爍體為圓柱狀。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線能注量測(cè)量裝置，其特征在于:所述減光片為中性減光片，減光片的截面積大于閃爍體的截面積。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線能注量測(cè)量裝置，其特征在于:所述絕緣襯墊的材質(zhì)為有機(jī)玻璃。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線能注量測(cè)量裝置，其特征在于:所述閃爍體的材質(zhì)為硅酸镥，長(zhǎng)度為20mm，底面直徑為16_。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線能注量測(cè)量裝置，其特征在于:所述準(zhǔn)直器的材質(zhì)為銅，長(zhǎng)度為20mm，壁厚為30mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種X射線能注量測(cè)量裝置，包括準(zhǔn)直器、閃爍體、減光片、光電管；閃爍體嵌套于準(zhǔn)直器中心，閃爍體一端朝向射線源，閃爍體的另一端通過(guò)一個(gè)減光片與光電管的光陰極相連；減光片外圍設(shè)置有絕緣襯墊；光電管的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型適用于平均能量80-120keV的脈沖射線能注量實(shí)驗(yàn)測(cè)量，解決了對(duì)高能量光子能注量進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型充分考慮了脈沖硬X射線的較強(qiáng)穿透性，利用高密度閃爍體結(jié)合光電管實(shí)現(xiàn)了射線的全吸收，滿足了高能量光子的能注量測(cè)量要求。
【IPC分類】G01T1/20
【公開號(hào)】CN205317951
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521018946
【發(fā)明人】蘇兆鋒, 邱孟通, 來(lái)定國(guó), 任書慶, 張玉英
【申請(qǐng)人】西北核技術(shù)研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2015年12月9日