眼晶状体剂量测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了眼晶状体剂量测量装置及方法，包括Si‑EJ276探测器和控制模块；Si‑EJ276探测器包括沿辐射粒子入射方向依次设置的Si探测器和EJ276晶体探测器，Si探测器和EJ276晶体探测器耦合，EJ276晶体探测器包括EJ276晶体及硅光电倍增管；控制模块设于Si‑EJ276探测器上，EJ276晶体探测器在不同辐射粒子的情况下输出不同快慢成分的信号波形，控制模块用于对EJ276晶体探测器的输出信号进行脉冲信号处理，区分辐射粒子并获得辐射粒子的能量及通量。本发明专利技术采用Si探测器和EJ276晶体探测器耦合形成Si‑EJ276探测器，EJ276晶体的密度较小，EJ276晶体与晶状体的组织等效性好，显著提高了该探测器的测量精度，在实现带电粒子种类甄别及能量测量的同时，可实现传能线密度LET的测量功能，达到复合式测量的目的。

【技术实现步骤摘要】
眼晶状体剂量测量装置及方法
本专利技术涉及空间辐射探测
，尤其涉及眼晶状体剂量测量装置及方法。
技术介绍
空间站中，航天员必然暴露于舱内的空间辐射环境中，空间电离辐射是载人航天飞行中影响宇航员健康因素的重要因素之一。因为空间辐射对人类空间探索活动的威胁，空间辐射剂量测量一直是科学家极为关注的问题。尤其是在空间中带电粒子等导致的神经退行性疾病的风险较高。眼晶体是辐射敏感器官，关于眼晶体的辐射监测对航天员健康评估具有重要意义。目前眼晶体辐射剂量的探测依赖于被动型的剂量监测装置，如热释光片等，例如眼晶体的测量仅仅依靠被动型的热释光探测器进行测量，仅获得了累计剂量，无法进行实时的监测；还有多通过闪烁晶体获得粒子的能谱，然而闪烁晶体密度与眼晶体差别较大，组织等效性较差，故测量精度较差。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的一个目的是一种眼晶状体剂量测量装置，包括Si-EJ276探测器和控制模块；所述Si-EJ276探测器包括沿辐射粒子入射方向依次设置的Si探测器和EJ276晶体探测器，所述Si探测器和EJ276晶体探测器耦合，所述EJ276晶体探测器包括EJ276晶体和硅光电倍增管，所述硅光电倍增管与EJ276晶体耦合；所述控制模块设于Si-EJ276探测器上，EJ276晶体探测器在不同辐射粒子的情况下输出不同快慢成分的信号波形，所述控制模块用于对EJ276晶体探测器的输出信号进行脉冲信号处理后，区分辐射粒子并获得辐射粒子的能量及通量。采用以上技术方案，所述EJ276晶体的直径为0.8-1.2英寸，厚度为0.8-1.2英寸。采用以上技术方案，所述EJ276晶体的直径为1英寸，厚度为1英寸。采用以上技术方案，所述Si探测器的灵敏面积为直径15-20mm，厚度为280-320μm。采用以上技术方案，所述Si-EJ276探测器包括外壳，所述外壳包裹住耦合的Si探测器和EJ276晶体探测器。采用以上技术方案，所述Si-EJ276探测器包括前置放大器和模数转换器；所述Si探测器的输出端和硅光电倍增管的输出端分别耦合有前置放大器，所述前置放大器用于将Si探测器输出的信号和硅光电倍增管输出端的电信号进行初步放大；所述模数转换器耦合Si探测器上前置放大器的输出端，所述模数转换器用于将经过前置放大器放大的信号进行模数转换。采用以上技术方案，所述Si-EJ276探测器还包括偏压电源，所述偏压电源设于Si-EJ276探测器的内部。本专利技术的另一目的是提供一种空间辐射探测方法，包括：辐射粒子经过Si探测器时与Si原子发生相互作用，记录能量损失值ΔE；辐射粒子与Si原子相互作用后生成的次级粒子或未发生相互作用的原始辐射粒子经过EJ276晶体探测器时，EJ276晶体吸收粒子剩余的能量；Si探测器测得的能量损失值ΔE除以Si探测器的厚度获得传能线密度谱；EJ276晶体探测器在不同辐射粒子的情况下产生不同快慢成分的信号波形，控制模块对EJ276晶体探测器的输出信号进行脉冲信号处理后，区分辐射粒子并获得辐射粒子的能量及通量。采用以上技术方案，所述区分辐射粒子并获得辐射粒子的能量及通量，包括：将信号波形中衰减的慢成分进行积分得到中子的事件，在中子的事件中获得快中子的能谱和通量信息；将信号波形中的快成分认定为γ射线的事件，γ射线与中子区分之后获得γ射线的能谱信息。采用以上技术方案，所述在中子的事件中获得热中子和快中子的能量和通量，包括；在中子的事件中，通过反推质子的动能获得快中子的能谱和通量信息。本专利技术的有益效果：本专利技术采用Si探测器和EJ276晶体探测器耦合形成Si-EJ276探测器，EJ276晶体的密度较小，EJ276晶体与晶状体的组织等效性好，显著提高了该探测器的测量精度，在实现带电粒子种类甄别及能量测量的同时，可实现传能线密度LET的测量功能，达到复合式测量的目的，而且在获得累计剂量的同时，也获得了晶状体随时间变化、剂量的深度分布的信息，满足实时探测需求。附图说明图1是本专利技术实施例1的系统框图。图2是本专利技术Si-EJ276探测器的结构示意图。图3是图2的仰视图。图4是图3上A部的局部放大示意图。图5是本专利技术实施例2的流程示意图。图6是本专利技术Si探测器脉冲信号处理电路的原理示意图。图7是本专利技术EJ276脉冲幅度甄别器脉冲信号处理电路的原理示意图。图8是本专利技术数据处理与通讯控制单元的功能结构示意图。图中标号说明：11、Si探测器；12、EJ276晶体探测器；13、外壳；14、硅光电倍增管；15、前置放大器；16、模数转换器；17、EJ276晶体；2、控制模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例1参照图1所示，本专利技术实施例1提供一种眼晶状体剂量测量装置，包括Si-EJ276探测器和控制模块2，Si-EJ276探测器包括沿辐射粒子入射方向依次设置的Si探测器11和EJ276晶体探测器12，Si探测器11和EJ276晶体探测器12耦合，EJ276晶体探测器12包括EJ276晶体17和硅光电倍增管14，硅光电倍增管14与EJ276晶体17耦合，EJ276晶体17使用硅光电倍增管14进行光电转换，硅光电倍增管14能够以光速进行传输，在极短的时间内实现光电转换；控制模块2设于Si-EJ276探测器上，EJ276晶体探测器12在不同辐射粒子的情况下输出不同快慢成分的信号波形，控制模块2用于对EJ276晶体探测器12的输出信号进行脉冲信号处理后，区分辐射粒子并获得辐射粒子的能量及通量。其中EJ276晶体17的直径为0.8-1.2英寸，厚度为0.8-1.2英寸。优选的，本实施例EJ276晶体17的直径为1英寸，厚度为1英寸。另外Si探测器的灵敏面积为直径15-20mm，厚度为280-320μm。为了匹配直径1英寸的EJ276晶体17，本实施例使用灵敏面积直径为18mm，厚度为300μm的Si探测器11，Si探测器11耦合在EJ276晶体探测器12的前端，用于获得传能线密度谱LET，例如Si探测器11测得的能量损失值ΔE除以Si探测器11的厚度即可获得传能线密度谱LET。还有空间高能粒子可从各个方向入射到EJ276晶体探测器12上，而且对于高能的粒子可贯穿整个EJ276晶体探测器12，而对于不同方向的贯穿的粒子在EJ276晶体探测器12中的径迹长度不同，无法通过EJ276晶体探测器12的能量沉积来估算粒子的能量。因此本实施例在EJ276晶体探测器12的前端耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种眼晶状体剂量测量装置，其特征在于，包括Si-EJ276探测器和控制模块；/n所述Si-EJ276探测器包括沿辐射粒子入射方向依次设置的Si探测器和EJ276晶体探测器，所述Si探测器和EJ276晶体探测器耦合，所述EJ276晶体探测器包括EJ276晶体和硅光电倍增管，所述硅光电倍增管与EJ276晶体耦合；；/n所述控制模块设于Si-EJ276探测器上，EJ276晶体探测器在不同辐射粒子的情况下输出不同快慢成分的信号波形，所述控制模块用于对EJ276晶体探测器的输出信号进行脉冲信号处理后，区分辐射粒子并获得辐射粒子的能量及通量。/n

【技术特征摘要】
1.一种眼晶状体剂量测量装置，其特征在于，包括Si-EJ276探测器和控制模块；
所述Si-EJ276探测器包括沿辐射粒子入射方向依次设置的Si探测器和EJ276晶体探测器，所述Si探测器和EJ276晶体探测器耦合，所述EJ276晶体探测器包括EJ276晶体和硅光电倍增管，所述硅光电倍增管与EJ276晶体耦合；；
所述控制模块设于Si-EJ276探测器上，EJ276晶体探测器在不同辐射粒子的情况下输出不同快慢成分的信号波形，所述控制模块用于对EJ276晶体探测器的输出信号进行脉冲信号处理后，区分辐射粒子并获得辐射粒子的能量及通量。


2.如权利要求1所述的眼晶状体剂量测量装置，其特征在于：所述EJ276晶体的直径为0.8-1.2英寸，厚度为0.8-1.2英寸。


3.如权利要求2所述的眼晶状体剂量测量装置，其特征在于：所述EJ276晶体的直径为1英寸，厚度为1英寸。


4.如权利要求1所述的眼晶状体剂量测量装置，其特征在于：所述Si探测器的灵敏面积为直径15-20mm，厚度为280-320μm。


5.如权利要求1所述的眼晶状体剂量测量装置，其特征在于：所述Si-EJ276探测器包括外壳，所述外壳包裹住耦合的Si探测器和EJ276晶体探测器。


6.如权利要求1所述的眼晶状体剂量测量装置，其特征在于：所述Si-EJ276探测器包括前置放大器和模数转换器；
所述Si探测器的输出端和硅光电倍增管的输出端分别耦合有前置放大器，所述前置放大器用于将Si探测器输...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈卫卫，杨梦梦，周光明，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32