The invention discloses a multi channel hard X ray position sensitive detector and its detection of hard X ray method, solves the energy range is 10keV 300keV hard X ray at high cost, and is not suitable for the detection of extreme environmental problems in the detection of vacuum. The present invention includes multi-channel hard X ray probe cathode, anode, detection of high voltage power supply system, data acquisition system and micro channel plate group, multi-channel hard X ray photocathode on hard X ray and convert it to electrical signal output to the micro channel plate group gain data acquisition system of electrical signals acquisition the conversion and analysis of time information and location information are measured by the hard X ray photons. The invention has the advantages of simple structure, reasonable design, low cost, can be directly in vacuum under extreme conditions such as the energy range is 10keV 300keV hard X ray detection, and at the same time position information and time information are measured by photon.
【技术实现步骤摘要】
多通道硬X射线位置灵敏探测器及其探测硬X射线方法
本专利技术涉及多通道硬X射线位置灵敏探测器及其探测硬X射线方法。
技术介绍
硬X射线与物质相互作用,主要是发生光电效应和康普顿效应,并且每种效应都产生相应的高能次级电子。这些次级电子继续与物质相互作用,产生电离和激发是产生电子离子对、闪光和电子空穴对等。显然这些信号在不透明的绝缘材料和较厚的导体中是无法引出的。而极薄的金属膜探测阴极只能探测软X射线,所以目前的硬X射线成像探测器一般为闪烁体探测器。闪烁体会将硬X射线信号转换为更为容易的测量的可见光信号,然而闪烁体具有较长的余晖时间(几个ns至几百个ns),从而使得时间分辨和计数率受到限制。最近出现了一种带有时间门控的多通道硬X射线成像探测器,相对传统的闪烁体探测器,提高了时间分辨和位置分辨,并使得时间门控技术更为精确有效。然而,该探测器和闪烁体探测器一样仍然需要CCD等设备采集探测由其发出的可见光信号,而CCD的使用一方面大大提高探测器的造价,另一方面也使得其使用范围受到了限制。例如,在很多科学实验中,由于真空环境的影响,必须对CCD进行特殊处理,实验布局受到了严重的限制,科学实验的流畅性也受到一定程度的影响。因此,设计一种成本相对低廉、更适应真空等极端条件的多通道硬X射线位置灵敏探测器,以探测能段范围为10keV-300keV的硬X射线并能同时给出硬X射线光子的时间信息和位置信息,成为所述
技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:提供多通道硬X射线位置灵敏探测器及其探测硬X射线方法,解决现有技术在探测能段范围为10keV ...
【技术保护点】
一种多通道硬X射线位置灵敏探测器,其特征在于,包括多通道硬X射线探测光阴极(1)、探测阳极(2)、高压供电系统(3)、数据采集系统(4)和由1‑3块微通道板(5)组成的微通道板组(6),所述多通道硬X射线探测光阴极(1)、所述微通道板组(6)和所述探测阳极(2)依次并排设置于被探测环境中,所述高压供电系统(3)分别与所述多通道硬X射线探测光阴极(1)、所述探测阳极(2)和所有所述微通道板(5)电连接,用于为所述多通道硬X射线探测光阴极(1)和所述微通道板组(6)提供工作电压,同时,所述高压供电系统(3)还在所述多通道硬X射线探测光阴极(1)和所述微通道板组(6)之间、以及在所述微通道板组(6)和所述探测阳极(2)之间加载电压,所加载电压起引导电子传播的作用;所述多通道硬X射线探测光阴极(1)用于探测被探测环境中的硬X射线,同时将所探测到的硬X射线信号转换为电子信号输出至所述微通道板组(6),所述微通道板组(6)用于对来自所述多通道硬X射线探测光阴极(1)的电子进行增益,经过所述微通道板组(6)增益后的电子束打到所述探测阳极(2)上,并由所述探测阳极(2)给出相应的电信号,所述数据采集系 ...
【技术特征摘要】
1.一种多通道硬X射线位置灵敏探测器,其特征在于,包括多通道硬X射线探测光阴极(1)、探测阳极(2)、高压供电系统(3)、数据采集系统(4)和由1-3块微通道板(5)组成的微通道板组(6),所述多通道硬X射线探测光阴极(1)、所述微通道板组(6)和所述探测阳极(2)依次并排设置于被探测环境中,所述高压供电系统(3)分别与所述多通道硬X射线探测光阴极(1)、所述探测阳极(2)和所有所述微通道板(5)电连接,用于为所述多通道硬X射线探测光阴极(1)和所述微通道板组(6)提供工作电压,同时,所述高压供电系统(3)还在所述多通道硬X射线探测光阴极(1)和所述微通道板组(6)之间、以及在所述微通道板组(6)和所述探测阳极(2)之间加载电压,所加载电压起引导电子传播的作用;所述多通道硬X射线探测光阴极(1)用于探测被探测环境中的硬X射线,同时将所探测到的硬X射线信号转换为电子信号输出至所述微通道板组(6),所述微通道板组(6)用于对来自所述多通道硬X射线探测光阴极(1)的电子进行增益,经过所述微通道板组(6)增益后的电子束打到所述探测阳极(2)上,并由所述探测阳极(2)给出相应的电信号,所述数据采集系统(4)与所述探测阳极(2)连接,用于对探测阳极(2)给出的电信号进行采集转换并分析,同时给出所测硬X射线光子的时间信息和位置信息。2.根据权利要求1所述的一种多通道硬X射线位置灵敏探测器,其特征在于,所述多通道硬X射线探测光阴极(1)包括在硬X射线光子照射下与该照射的硬X射线光子发生作用产生初级光电子的阴极基底(11),以及等距陈列于所述阴极基底(11)上的两个以上阴极通道(12),每个所述阴极通道(12)内壁上均设有一层碱金属镀层(13),所有所述阴极通道(12)均为贯穿所述阴极基底(11)正反两面的贯穿性孔道,当产生于所述阴极基底(11)上的初级光电子到达所述阴极通道(12)时将电离该阴极通道(12)内壁上的碱金属镀层(13)从而产生低能二级电子,并且所述二级电子在该阴极通道(12)内经过雪崩放大后在所述多通道硬X射线探测光阴极(1)和所述微通道组之间的电压作用下来到所述微通道组;所有所述阴极通道(12)的直径相同,为3μm-30μm,所有相邻的所述阴极通道(12)之间的间距相同,为5μm-35μm,并且所有所述阴极通道(12)与所述阴极基底(11)的法线之间的夹角一致,为0.1°-15°。3.根据权利要求2所述的一种多通道硬X射线位置灵敏探测器,其特征在于,所述阴极基底(11)的成份为Pb、Si和O元素,其中铅元素的质量百分比不低于40%。4.根据权利要求3所述的一种多通道硬X射线位置灵敏探测器,其特征在于,所述多通道硬X射线探测光阴极(1)的工作增益为5-100,所述阴极基底(11)的厚度为0.5mm-3mm,所述二级电子为能量小于50eV的电子,所述碱金属镀层(13)为金属Na镀层或金属K镀层。...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨靖,单连强,吴玉迟,于明海,闫永宏,王少义,张天奎,袁宗强,毕碧,杨雷,董克攻,朱斌,谭放,杨月,张晓辉,周维民,曹磊峰,谷渝秋,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院激光聚变研究中心,
类型:发明
国别省市:四川,51
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