一种多重粒子事件的检测方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多重粒子事件的检测方法，属于高能物理、光电信号处理和核检测领域，一种多重粒子事件的检测方法包括步骤：安置偶数个用于检测单粒子的闪烁探测器，并保持闪烁探测器之间的互斥关系，当多重粒子事件的不同属性满足触发条件时，符合处理电路输出触发信号，触发信号反馈至后端电路的传输接口，使后端电路开始进行计数或者进行其他事件处理动作，闪烁探测器继续以自由在线运行接收粒子。一种多重粒子事件的检测装置，包括单检测单元安置模块、粒子检测器模块、多事例时间符合模块、以及多重粒子事件信号读出模块，本发明专利技术的多重粒子事件的检测方法与装置，通过数字化设计使获得的信号束具有更强的容错性和稳定性，系统的抗干扰能力更强。

A Method and Device for Detecting Multiple Particle Events

The invention discloses a detection method for multiple particle events, which belongs to the field of high energy physics, photoelectric signal processing and nuclear detection. A detection method for multiple particle events includes the following steps: installing even number of scintillation detectors for detecting single particle, and maintaining the mutually exclusive relationship between the scintillation detectors; when the different attributes of multiple particle events satisfy the triggering conditions, the coincidence point The circuit outputs trigger signal, and the trigger signal is fed back to the transmission interface of the back-end circuit, so that the back-end circuit starts counting or other event processing actions, and the scintillation detector continues to run freely and online to receive particles. A multi-particle event detection device includes a single detection unit placement module, a particle detector module, a multi-event time coincidence module, and a multi-particle event signal readout module. The detection method and device of the multi-particle event according to the present invention have stronger fault tolerance and stability and stronger anti-interference ability of the system through digital design.

【技术实现步骤摘要】
一种多重粒子事件的检测方法与装置
本专利技术属于高能物理、光电信号处理和核检测领域，尤其涉及一种多重粒子事件的检测方法与装置。
技术介绍
粒子是指能够以自由状态存在的最小物质组成部分。最早发现的粒子是原子、电子和质子，1932年又发现中子，确认原子由电子、质子和中子组成，它们比起原子来是更为基本的物质组分，于是称之为基本粒子。以后这类粒子发现越来越多，累计已超过几百种，且还有不断增多的趋势；此外这些粒子中有些粒子迄今的实验尚未发现其有内部结构，有些粒子实验显示具有明显的内部结构。看来这些粒子并不属于同一层次，因此基本粒子一词已成为历史，如今统称为粒子。粒子并不是像中子、质子等实际存在的具体的物质，而是它们的统称，是一种模型理念。核物理中有许多同时发生或在短时间间隔内发生并有内在因果联系的相关事件称为符合事件。测量符合事件的电子学系统称为符合系统。相反的，有些测量要排除符合事件，这种系统称为反符合系统。这些系统主要由一组射线探测器并接到符合电路或反符合电路的输入端组成。两个并列的探测器所组成的两重符合，更多的则分别组成三重、四重等等多重符合系统。在某些阻滞型的检测器中，一个高能粒子会在多个检测器单元内沉积能量，只有依次按先后顺序在几个检测器单元内沉积能量的粒子被选中，这种选通单粒子事件的方法也是通过时间符合来完成的。采用这种选通单事件的方式，极大地增加了系统抵御背景计数的能力，同时赋予了这种系统辨识方向的能力。因此，针对上述技术问题，有必要针对能够获取的单光子多维信息，提供一种新的多重粒子事件的检测方法与装置，以克服上述缺陷。全面检测同时具有9N维信息的多重粒子事件。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提出一种多重粒子事件的检测方法与装置，通过数字化设计使获得的信号束具有更强的容错性和稳定性，系统的抗干扰能力更强。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供的一种多重粒子事件的检测方法，包括步骤：S1：安置偶数个用于检测单粒子的闪烁探测器；S2：将闪烁探测器对准待检测区域，并保持闪烁探测器之间的互斥关系；S3：将闪烁探测器的信号输出端与设定有多重粒子事件的触发条件的符合处理电路的输入端电连接；符合处理电路对闪烁探测器输入的信号进行处理，判定多重粒子事件的不同属性是否满足触发条件，当多重粒子事件的不同属性满足触发条件时，符合处理电路的输出端输出多重粒子事件的触发信号；S4：符合处理电路的输出端将触发信号反馈至后端电路的传输接口，使后端电路开始进行计数或者进行其他事件处理动作，闪烁探测器继续以自由在线运行接收粒子。本专利技术优选地技术方案在于，多重粒子事件的触发条件是指多重粒子的能量信息符合，并且到达时间信息符合。本专利技术优选地技术方案在于，符合处理电路采用符合探测的方式对光子进行检测；符合探测是指闪烁探测器在预设的时间阈值内探测到两个互成180°的光子形成的符合线。本专利技术优选地技术方案在于，步骤S4的后端电路计数是采用光子计数的方式。本专利技术优选地技术方案在于，一次衰变事件产生的多个粒子中的单粒子被闪烁探测器检测到时，闪烁探测器记录其属性，其属性的集合是多重粒子事件中单粒子的检测单元属性集，该集合包含时间、动量、能量、位置、波长、偏振、脉冲样本中的一种或者几种。本专利技术优选地技术方案在于，步骤S2中的闪烁探测器之间的互斥关系是每个闪烁探测器只与另一个唯一的闪烁探测器构成探测器对。本专利技术优选地技术方案在于，利用选通单粒子事件进行符合判断的方式判断单独的多重粒子事件是否从属于同一个多重粒子事件。本专利技术还提供一种多重粒子事件的检测装置，包括单检测单元安置模块，用于将多个检测器放置在光子经过的位置，并通过仿真实验，优化位置的选定，粒子检测器模块，以多视角的方式实现对单粒子的检测，粒子检测器模块的输入端与单检测单元安置模块的输出端相连，多事例时间符合模块，用于判断多光子事件是否属于一次多重粒子事件，判断的标准是在短时间窗内有多个单光子事件，多事例时间符合模块的输入端与粒子检测器模块的输出端相连，多重粒子事件信号读出模块，用于检测选通信号，读出感兴趣的其他信息，多重粒子事件信号读出模块的输入端与多事例时间符合模块的输出端相连。本专利技术优选地技术方案在于，多事例时间符合模块包括时间窗模块、以及能量窗模块，时间窗模块的输入端与粒子检测器模块的输出端相连，时间窗模块的输出端与多重粒子事件信号读出模块的输入端相连，能量窗模块的输入端与粒子检测器模块的输出端相连，能量窗模块的输出端与多重粒子事件信号读出模块的输入端相连。本专利技术优选地技术方案在于，时间窗模块包括生成模块、及作用模块，生成模块的输出端与作用模块的输入端相连。本专利技术的有益效果为：(1)通过数字化设计使获得的信号束具有更强的容错性和稳定性，系统的抗干扰能力更强。(2)降低了设计成本，减少了系统的环节数目。(3)系统的模块化程度更高，便于进行更改升级和矫正。附图说明图1是本专利技术多重粒子事件的检测方法的流程图；图2是本专利技术多重粒子事件的检测装置的框图。图中：100、单检测单元安置模块；110、避光几何机构模块；120、弱源模块；130、射源支撑模块；140、射源动力学模块；200、粒子检测器模块；210、高能粒子转换模块；220、光子计数模块；230、光电倍增器模块；240、电转换模块；300、多事例时间符合模块；310、时间窗模块；311、生成模块；312、作用模块；320、能量窗模块；400、多重粒子事件信号读出模块；410、计数模块；420、重排显示模块。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1所示，本专利技术提供的一种多重粒子事件的检测方法，通过以事件的数据形式采集单光子信号，再利用时间符合选判多重粒子事件，采样其他相关信息，具体的方法步骤为：S1：安置偶数个用于检测单粒子的闪烁探测器，其中，单粒子是指多重粒子事件中产生的一个粒子，与其他粒子事件独立。闪烁探测器包括闪烁晶体、光电转换器件、以及读出电子学模块，其中，闪烁晶体把伽马光子转换成可见光和软紫外光光子，光电转换器件把光信号转化为模拟电信号，读出电子学模块从模拟的电脉冲信号抽取事件的信息。光电转换器件是快速响应型，闪烁探测器具有探测效率高，时间分辨率好，能在常温下工作的优点。S2：将闪烁探测器对准待检测区域，并保持闪烁探测器之间的互斥关系，其中，待检测区域是指发出高能粒子的区域，如正电子放射性核素湮灭产生伽马光子区域，闪烁探测器之间的互斥关系是每个闪烁探测器只与另一个唯一的闪烁探测器构成探测器对。S3：将闪烁探测器的信号输出端与设定有多重粒子事件的触发条件的符合处理电路的输入端电连接，符合处理电路对闪烁探测器输入的信号进行处理，判定多重粒子事件的不同属性是否满足触发条件，当多重粒子事件的不同属性满足触发条件时，符合处理电路的输出端输出多重粒子事件的触发信号，其中，符合处理电路采用符合探测的方式对光子进行检测，符合探测是指闪烁探测器在预设的时间阈值内探测到两个互成180°的光子形成的符合线，多重粒子事件是指作为原因导致较短时间内伴随着多个单事件可以被检测到或者有概率地检测到的原始事件，多重粒子事件的触发条件是指多重粒子的能量信息符合，并且到达时间信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多重粒子事件的检测方法，其特征在于：包括步骤：S1：安置偶数个用于检测单粒子的闪烁探测器；S2：将所述闪烁探测器对准待检测区域，并保持所述闪烁探测器之间的互斥关系；S3：将所述闪烁探测器的信号输出端与设定有多重粒子事件的触发条件的符合处理电路的输入端电连接；所述符合处理电路对所述闪烁探测器输入的信号进行处理，判定所述多重粒子事件的不同属性是否满足所述触发条件，当所述多重粒子事件的不同属性满足所述触发条件时，所述符合处理电路的输出端输出所述多重粒子事件的触发信号；S4：所述符合处理电路的输出端将所述触发信号反馈至后端电路的传输接口，使所述后端电路开始进行计数或者进行其他事件处理动作，所述闪烁探测器继续以自由在线运行接收粒子。

【技术特征摘要】
1.一种多重粒子事件的检测方法，其特征在于：包括步骤：S1：安置偶数个用于检测单粒子的闪烁探测器；S2：将所述闪烁探测器对准待检测区域，并保持所述闪烁探测器之间的互斥关系；S3：将所述闪烁探测器的信号输出端与设定有多重粒子事件的触发条件的符合处理电路的输入端电连接；所述符合处理电路对所述闪烁探测器输入的信号进行处理，判定所述多重粒子事件的不同属性是否满足所述触发条件，当所述多重粒子事件的不同属性满足所述触发条件时，所述符合处理电路的输出端输出所述多重粒子事件的触发信号；S4：所述符合处理电路的输出端将所述触发信号反馈至后端电路的传输接口，使所述后端电路开始进行计数或者进行其他事件处理动作，所述闪烁探测器继续以自由在线运行接收粒子。2.根据权利要求1所述的多重粒子事件的检测方法，其特征在于：所述多重粒子事件的触发条件是指多重粒子的能量信息符合，并且到达时间信息符合。3.根据权利要求1所述的多重粒子事件的检测方法，其特征在于：所述符合处理电路采用符合探测的方式对光子进行检测；所述符合探测是指所述闪烁探测器在预设的时间阈值内探测到两个互成180°的光子形成的符合线。4.根据权利要求1所述的多重粒子事件的检测方法，其特征在于：所述步骤S4的后端电路计数是采用光子计数的方式。5.根据权利要求1所述的多重粒子事件的检测方法，其特征在于：一次衰变事件产生的多个粒子中的单粒子被所述闪烁探测器检测到时，所述闪烁探测器记录其属性，其属性的集合是多重粒子事件中单粒子的检测单元属性集，该集合包含时间、动量、能量、位置、波长、偏振、脉冲样本中的一种或者几种。6.根据权利要求1所述的多重粒子事件的检测方法，其特征在于：所述步骤S2中的所述闪烁探测器之间的互斥关系是每个所述闪烁探测器只与另一个唯一的所述闪...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓贞宙，徐思康，胡钦，邓玉姗，刘志涛，段志文，韩春雷，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36