对伽马光子敏感的阻性板室探测器制造技术

一种对伽马光子敏感的阻性板室探测器，包括上层读出电路板、多层阻性玻璃、上层碳膜、上绝缘层、光阴极涂层、下层碳膜、下层读出电路板和下绝缘层；多层阻性玻璃设置在上层读出电路板的下方，相邻两层阻性玻璃之间形成气隙，最上层阻性玻璃为铅玻璃；上层碳膜设置在铅玻璃的上表面；上绝缘层在上下方向上设置在上层读出电路板和上层碳膜之间；光阴极涂层设置在铅玻璃的下表面；下层碳膜设置在最下层阻性玻璃的下表面；下层读出电路板设置在下层碳膜的下方；下绝缘层在上下方向上设置在下层读出电路板和下层碳膜之间。本发明专利技术的对伽马光子敏感的阻性板室探测器具有对伽马光子探测效率高和对伽马光子飞行时间测量精度高的优点。对伽马光子飞行时间测量精度高的优点。对伽马光子飞行时间测量精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
对伽马光子敏感的阻性板室探测器


[0001]本专利技术涉及辐射探测
，具体涉及一种对伽马光子敏感的阻性板室探测器。

技术介绍

[0002]当正负电子对湮灭时，会产生能量大小相同、运动方向相反的一对0.511MeV的伽马光子，可以通过对湮灭时产生的光子对的探测，获得电子湮灭的位置，这也正是正电子发射断层成像(positron emission tomography，PET)的基本原理。探测伽马光子常采用闪烁体探测器+PMT的模式，但是该方法具有着价格昂贵、探测器时间分辨能力不足的缺点。
[0003]RPC探测器是20世纪80年代初由CERN科学家专利技术的一种气体探测器，在20世纪90年进一步发展成为MRPC。该类探测器具有着高效率(高于98％)、高时间分辨(可低于20ps)、优异的位置分辨能力和高性价比的优点，迅速成为各大型物理实验粒子时间飞行装置的首选。
[0004]采用RPC探测器来对伽马光子进行探测，会是一个很有潜力的研究。常规RPC探测器常用于π、k、p、缪子等带电粒子的探测，而常规情况下由于伽马光子自身不带电荷，伽马光子自身呈电中性，因此使得RPC类探测器对伽马光子的探测器效率极低(约0.16％)。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种对伽马光子敏感的阻性板室探测器，包括上层读出电路板、多层阻性玻璃、上层碳膜、上绝缘层、光阴极涂层、下层碳膜、下层读出电路板和下绝缘层；
[0006]多层所述阻性玻璃设置在所述上层读出电路板的下方且与所述上层读出电路板在上下方向上相对，多层所述阻性玻璃沿上下方向间隔设置，相邻两层所述阻性玻璃之间形成气隙，最上层所述阻性玻璃为铅玻璃；所述上层碳膜设置在所述铅玻璃的上表面；所述上绝缘层在上下方向上设置在所述上层读出电路板和所述上层碳膜之间；所述光阴极涂层设置在所述铅玻璃的下表面；所述下层碳膜设置在最下层所述阻性玻璃的下表面；所述下层读出电路板设置在所述下层碳膜的下方且与所述下层碳膜在上下方向上相对；所述下绝缘层在上下方向上设置在所述下层读出电路板和所述下层碳膜之间。
[0007]根据本专利技术实施例的对伽马光子敏感的阻性板室探测器具有对伽马光子探测效率高和对伽马光子飞行时间测量精度高的优点。
[0008]在一些实施例中，所述光阴极涂层为双碱+CsI光阴极涂层。
[0009]在一些实施例中，所述上层读出电路板包括上层电路板和设置在所述上层电路板上的上层读出条，所述下层读出电路板包括下层电路板和设置在所述下层电路板上的下层读出条，所述上层读出条的读出方向和所述下层读出条的读出方向相垂直。
[0010]在一些实施例中，所述铅玻璃的含铅质量分数为25％
‑
35％。
[0011]在一些实施例中，所述阻性玻璃设置为两层，下层所述阻性玻璃为浮法玻璃。
[0012]在一些实施例中，所述气隙的宽度为0.128mm。
[0013]在一些实施例中，根据本专利技术实施例的对伽马光子敏感的阻性板室探测器进一步包括间隔鱼线，所述间隔鱼线夹持在上下相邻的两块所述阻性玻璃之间以便将上下相邻的两块所述阻性玻璃间隔开。
[0014]在一些实施例中，所述上绝缘层和所述下绝缘层中的每一者为Mylar膜。
[0015]在一些实施例中，根据本专利技术实施例的对伽马光子敏感的阻性板室探测器进一步包括上层蜂窝板和下层蜂窝板，所述上层蜂窝板设置在所述上层读出电路板的上方且与所述上层读出电路板在上下方向上相对，所述下层读出电路板设置在所述下层蜂窝板的上表面。
[0016]在一些实施例中，所述上层碳膜与负高压电源相连，所述下层碳膜与正高压电源相连。
附图说明
[0017]图1是根据本专利技术实施例的对伽马光子敏感的阻性板室探测器的剖视结构示意图。
[0018]附图标记：100、阻性板室探测器；1、上层蜂窝板；2、上层电路板；3、上层读出条；4、上绝缘层；5、上层碳膜；6、铅玻璃；7、光阴极涂层；8、气隙；9、间隔鱼线；10、浮法玻璃；11、下层蜂窝板；12、下层电路板；13、下层读出条；14、下绝缘层；15、下层碳膜。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。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。
[0020]下面参考图1描述根据本专利技术实施例的对伽马光子敏感的阻性板室探测器100。根据本专利技术实施例的对伽马光子敏感的阻性板室探测器100包括上层读出电路板、多层阻性玻璃、上层碳膜5、上绝缘层4、光阴极涂层7、下层碳膜15、下层读出电路板和下绝缘层14。
[0021]多层阻性玻璃设置在上层读出电路板的下方且与上层读出电路板在上下方向上相对。多层阻性玻璃沿上下方向间隔设置。相邻两层阻性玻璃之间形成气隙8。最上层阻性玻璃为铅玻璃6。上层碳膜5设置在铅玻璃6的上表面。上绝缘层4在上下方向上设置在上层读出电路板和上层碳膜5之间。
[0022]光阴极涂层7设置在铅玻璃6的下表面。下层碳膜15设置在最下层阻性玻璃的下表面。下层读出电路板设置在下层碳膜15的下方且与下层碳膜15在上下方向上相对。下绝缘层14在上下方向上设置在下层读出电路板和下层碳膜15之间。
[0023]常规阻性板室探测器(Resistive Plate Chamber，RPC)常用于π、k、p、缪子等带电粒子的探测，而伽马光子由于自身呈电中性，使得常规RPC对其探测效率极低(0.16％)。相关技术中提高探测效率的通常做法是增加气隙以提高雪崩放大的效果，或者是改变转换材料使伽马光子尽可能多地转化为带电粒子，但这两种方法对伽马光子探测效率的提升都具有局限性。
[0024]有鉴于此，利用根据本专利技术实施例的对伽马光子敏感的阻性板室探测器100探测伽马光子时，正负电子湮灭后产生的伽马光子依次穿过上层读出电路板、上绝缘层4、上层
碳膜5进入最上层的铅玻璃6中。由于光电效应和康普顿效应，伽马光子会在铅玻璃6中产生电子。虽然在铅玻璃6中产生的电子只有很少部分能够从铅玻璃6逃逸到多层阻性玻璃之间的气隙中，但是这些电子大部分会在铅玻璃6中产生切伦科夫光，切伦科夫光很容易从铅玻璃6的固定方向逃逸。逃逸出来的切伦科夫光直接到达光阴极涂层7表面。利用光阴极涂层7对蓝紫光带敏感的特性，光阴极涂层7能够将切伦科夫光再一次转化为电子。伽马光子在铅玻璃6中产生并逃逸到气隙5的电子和切伦科夫光通过光阴极涂层7转化而成的电子在阻性板室探测器100的强场强气隙中进行雪崩放大，然后从上读出电路板和下读出电路板上获得待探测伽马光子的信息。
[0025]经过研究论证，根据本专利技术实施例的对伽马光子敏感的阻性板室探测器100对伽马光子的探测效率显著提升，同时对伽马光子飞行时间的测量精度也显著提高。
[0026]针对RPC探测器对电荷中性粒子探测效率低，但是对带电粒子具有很优秀探测效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对伽马光子敏感的阻性板室探测器，其特征在于，包括：上层读出电路板；多层阻性玻璃，多层所述阻性玻璃设置在所述上层读出电路板的下方且与所述上层读出电路板在上下方向上相对，多层所述阻性玻璃沿上下方向间隔设置，相邻两层所述阻性玻璃之间形成气隙，最上层所述阻性玻璃为铅玻璃；上层碳膜，所述上层碳膜设置在所述铅玻璃的上表面；上绝缘层，所述上绝缘层在上下方向上设置在所述上层读出电路板和所述上层碳膜之间；光阴极涂层，所述光阴极涂层设置在所述铅玻璃的下表面；下层碳膜，所述下层碳膜设置在最下层所述阻性玻璃的下表面；下层读出电路板，所述下层读出电路板设置在所述下层碳膜的下方且与所述下层碳膜在上下方向上相对；和下绝缘层，所述下绝缘层在上下方向上设置在所述下层读出电路板和所述下层碳膜之间。2.根据权利要求1所述的对伽马光子敏感的阻性板室探测器，其特征在于，所述光阴极涂层为双碱+CsI光阴极涂层。3.根据权利要求1所述的对伽马光子敏感的阻性板室探测器，其特征在于，所述上层读出电路板包括上层电路板和设置在所述上层电路板上的上层读出条，所述下层读出电路板包括下层电路板和设置在所述下层电路板上的下层读出条，所述上层读出条的读出方向和所述下层读出条的读出方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王义，刘佳宁，陈晓龙，俞彦成，李元景，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：