探测装置及中低能射线源的定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种探测装置及中低能射线源的定位方法，至少包括第一探测器、第二探测器及第三探测器，其中，所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器结构相同且呈间隔排布，并使得从不同方向入射的中低能射线总能被至少一探测器遮挡，同时被至少一探测器探测到。本发明专利技术的探测装置不需要使用编码板就可以实现对射线源的全方位定向，相较于现有的探测器既提高了探测效率，又提高了对射线源的定向精度；同时，本发明专利技术的探测装置包括多个间隔排布的探测器，可以确保从不同方向入射的中低能射线总能被至少一探测器遮挡，同时被至少一探测器探测到，大大减少了定位过程中的处理时间，从而提高了探测装置的探效率，并提高了探测装置的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
探测装置及中低能射线源的定位方法
本专利技术涉及核辐射探测及核技术应用领域，特别是涉及一种探测装置及中低能射线源的定位方法。
技术介绍
放射性核素搜寻和探测识别技术，被广泛应用于环境监测，核电站运营全流程监管，其它核设施的监测，核事故应急测试，核反恐中放射性核素走私或脏弹袭击的安保安防等领域。其中，碲锌镉(CdZnTe，CZT)半导体探测器作为室温伽马和X射线探测器已成为NaI、CsI及高纯锗(Ge)的替代产品正式走向市场，广泛应用于各个领域。单种CZT材料可以实现射线在探测器内部反应位置的三维位置灵敏功能，通过特殊的电极设计和读出电子学系统及算法，利用光子与物质发生反应的康普顿散射原理，得到放射性核素射线进入CZT的入射方向，并应用于CZT辐射成像系统中，如康普顿compton相机。这样三维位置灵敏的CZT探测器就能同时实现放射性核素能量测试，核素种类识别，剂量，和放射性核素源在环境中的存在方位测定。但是CZT探测器的原子序数决定了它与伽马和X射线的反应机制，相对高能量的射线才有越来越明显的康普顿散射反应，可应用于CZT成像装置。但是对于相对低能的光子，反应机制主要是光电吸收，光子被吸收在CZT探测器的表层，不能穿透探测介质，没有散射光子可用来定位射线的入射方向。那么要获得这样的位置信息，通常的解决方案是，在CZT探测器上加编码板，用于辅助判断射线的入射方向；也可以在CZT上面再加一层低原子序数的探测器材料，如Si探测器等，提供中低能射线的散射位置信息。但增加编码板的缺点是为了得到满意的编码需求，编码板有30％到50％的表面积被阻挡，降低了系统的探测效率；同时，编码板一般只放置在探测器一侧，典型的是在阴极上方射线入射的地方放置编码板，那就只有这一侧能够利用编码板，只能对该侧入射的中低能射线源的方向进行精确定向，而其他五个侧面是不能满足中低能射线源的定向的，这就大大限制了探测装置的有效视野。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种探测装置及中低能射线源的定位方法，用于解决现有技术中的探测器使用编码板，且只能对一侧中低能射线的方向进行精确定向存在的降低了探测效率、不能对中低能射线源全方位定向、有效视野有限等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种探测装置，所述探测装置至少包括第一探测器、第二探测器及第三探测器，其中，所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器结构相同且呈间隔排布，并使得从不同方向入射的中低能射线总能被至少一探测器遮挡，同时被至少一探测器探测到。优选地，所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器呈品字形排布。优选地，所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器相邻的表面依次首尾拼接。优选地，所述第二探测器与所述第三探测器分别位于所述第一探测器相邻的两侧，且所述第二探测器沿所述第一探测器及所述第三探测器排布方向的尺寸大于所述第一探测器与所述第三探测器之间的间距。优选地，所述第一探测器沿所述第二探测器及所述第三探测器排布方向的尺寸大于所述第二探测器与所述第三探测器之间的间距。优选地，所述探测装置还包括第四探测器，所述第四探测器与所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器的结构相同，所述第四探测器位于所述第三探测器远离所述第二探测器的一侧，且与所述第三探测器具有间距。优选地，所述第四探测器与所述第二探测器对应设置。优选地，所述探测装置还包括第四探测器，所述第四探测器与所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器的结构相同，所述第一探测器、所述第二探测器、所述第三探测器及所述第四探测器呈两行两列的阵列排布。优选地，所述探测装置还包括第四探测器，所述第四探测器与所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器的结构相同，所述第一探测器、所述第二探测器、所述第三探测器及所述第四探测器相邻的表面依次首尾拼接。优选地，所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器均为三维位置灵敏面阵列像素探测器。本专利技术还提供一种中低能射线源的定位方法，所述中低能射线源的定位方法包括如下步骤：1)提供如上述任一方案中所述的探测装置；2)获取射线源发出的射线在探测器的探测介质内发生单点事例的反应位置；3)获取所述射线可射入所述探测介质的最大深度；4)以所述单点事例的反应位置为圆心，以所述射线可射入所述探测介质的最大深度为半径得到与所述射线对应的球形区域，所述球形区域与所述探测介质的表面具有交线；5)自所述圆心向所述球形区域与所述探测介质表面交线上各点逐一做延伸至所述探测介质外侧的直线，以得到以所述圆心为顶点的圆锥角，所述圆锥角延伸至所述探测介质外侧的区域范围即为对应所述射线的入射角度区域范围；6)重复步骤2)～步骤5)若干次，直至得到探测器探测到的所有射线的入射角度区域范围；7)将所有射线的入射角度区域范围叠加，叠加最密集的方向即为所述射线源的方向。优选地，步骤2)中，依据所述面阵列像素探测器中探测到所述射线的像素阳极的位置、所述射线在所述探测介质内产生的电信号到达所述像素阳极及所述阴极的时间和幅度确定所述单点事例的反应位置。优选地，步骤3)中，获取所述射线可射入所述探测介质的最大深度的公式为：i＝i0e(-μL)，其中，i为所述探测介质测试到的射线数目，i0为所述射线源照射到所述探测介质表面的射线数目，μ为射线的衰减系数，L为射线可射入所述探测介质的深度。如上所述，本专利技术的探测装置及中低能射线源的定位方法，具有以下有益效果：本专利技术的探测装置不需要使用编码板就可以实现对射线源的全方位定向，相较于现有的探测器既提高了探测效率，又提高了对射线源的定向精度；同时，本专利技术的探测装置包括多个间隔排布的探测器，可以确保从不同方向入射的中低能射线总能被至少一探测器遮挡，同时被至少一探测器探测到，大大减少了定位过程中的处理时间，从而提高了探测装置的探效率，并提高了探测装置的灵敏度。附图说明图1至图7显示为本专利技术实施例一中提供的探测装置的结构示意图。图8显示为本专利技术实施例二中提供的中低能射线源的定位方法的流程图。元件标号说明1第一探测器11探测介质12像素阵列阳极121像素阳极13阴极2第二探测器3第三探测器4第四探测器5单点事例的反应位置L0射线可射入探测介质的最大深度d1第二探测器沿第一探测器及第三探测器排布方向的尺寸d2第一探测器与第三探测器之间的间距d3第一探测器沿第二探测器及第三探测器排布方向的尺寸d4的人探测器与第三探测器之间的间距具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1～图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。实施例一请参阅图1至图7，本实施例提供一种探测装置，所述探测装置至少包括第一探测器1、第二探测器2及第三探测器3，其中，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种探测装置，其特征在于，所述探测装置至少包括第一探测器、第二探测器及第三探测器，其中，所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器结构相同且呈间隔排布，并使得从不同方向入射的中低能射线总能被至少一探测器遮挡，同时被至少一探测器探测到。

【技术特征摘要】
1.一种探测装置，其特征在于，所述探测装置至少包括第一探测器、第二探测器及第三探测器，其中，所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器结构相同且呈间隔排布，并使得从不同方向入射的中低能射线总能被至少一探测器遮挡，同时被至少一探测器探测到。2.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器呈品字形排布。3.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器相邻的表面依次首尾拼接。4.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述第二探测器与所述第三探测器分别位于所述第一探测器相邻的两侧，且所述第二探测器沿所述第一探测器及所述第三探测器排布方向的尺寸大于所述第一探测器与所述第三探测器之间的间距。5.根据权利要求4所述的探测装置，其特征在于，所述第一探测器沿所述第二探测器及所述第三探测器排布方向的尺寸大于所述第二探测器与所述第三探测器之间的间距。6.根据权利要求4或5所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括第四探测器，所述第四探测器与所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器的结构相同，所述第四探测器位于所述第三探测器远离所述第二探测器的一侧，且与所述第三探测器具有间距。7.根据权利要求6所述的探测装置，其特征在于，所述第四探测器与所述第二探测器对应设置。8.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括第四探测器，所述第四探测器与所述第一探测器、所述第二探测器及所述第三探测器的结构相同，所述第一探测器、所述第二探测器、所述第三探测器及所述第四探测器呈两行两列的阵列排布。9.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括第四探测器，所述第四探测器与所述第一探测器、所述第二探测器及所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岚，顾铁，刘柱，王伟，
申请(专利权)人：奕瑞新材料科技太仓有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32