一种具有空间分辨的X射线谱仪及其方法技术

本发明专利技术公开了一种具有空间分辨的X射线谱仪及其方法，谱仪包括成像针孔、铅屏蔽筒、滤片腔、滤片与成像板堆栈；所述铅屏蔽筒前端端部包裹所述成像针孔；所述铅屏蔽筒的后端设置所述滤片腔；所述滤片腔用于容纳所述滤片与成像板堆栈；所述X射线辐射源产生的辐射通过所述成像针孔，辐照在所述滤片与成像板堆栈上，所述滤片与成像板堆栈的多个成像通道上得到辐射源不同能段的辐射图像。本发明专利技术能够对高能X射线进行测量，能够同时获得高能X射线的具有空间分辨的辐射图像和辐射能谱。空间分辨的辐射图像和辐射能谱。空间分辨的辐射图像和辐射能谱。

【技术实现步骤摘要】
一种具有空间分辨的X射线谱仪及其方法


[0001]本专利技术属于高能X射线探测
，具体涉及一种具有空间分辨的X射线谱仪及其方法。

技术介绍

[0002]在有关脉冲高能X射线的科学研究应用中，需要对高能X射线的辐射图像和辐射能谱进行测量。高能X射线具有很短的波长和很强的穿透性，难以采用透镜、曲面反射镜等方式成像，通常采用针孔成像的原理实现高能X射线的成像，但传统的针孔成像装置只能获取单幅辐射图像，无法为高能X射线辐射源进一步的分析和应用提供更加全面可靠的辐射数据。
[0003]综上，传统的针孔成像装置存在以下局限：
[0004](1)一次测试仅能获取单幅辐射图像，测试效率低；
[0005](2)仅能获得辐射图像，而无法获得辐射能谱数据。
[0006]而高能X射线辐射能谱的测量，通常采用带热释光剂量片的叠片能谱探测器，这些探测设备只能探测高能X射线辐射的能谱，无法同时得到高能X射线的辐射图像。

技术实现思路

[0007]针对现有技术无法同时获得高能X射线的不同能段的辐射图像的局限，本专利技术提供了一种具有空间分辨的X射线谱仪。本专利技术能够对高能X射线进行测量，能够同时获得高能X射线的不同能段的多幅辐射图像，能够为高能X射线源的进一步研究和应用快速提供全面可靠的数据支撑。
[0008]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0009]一种具有空间分辨的X射线谱仪，包括成像针孔、铅屏蔽筒、滤片腔、滤片与成像板堆栈；
[0010]所述铅屏蔽筒前端端部包裹所述成像针孔；
[0011]所述铅屏蔽筒的后端设置所述滤片腔；
[0012]所述滤片腔用于容纳所述滤片与成像板堆栈；
[0013]所述X射线辐射源产生的辐射通过所述成像针孔，辐照在所述滤片与成像板堆栈上，所述滤片与成像板堆栈的多个成像通道上得到辐射源不同能段的辐射图像。
[0014]优选的，本专利技术的成像针孔采用厚针孔；
[0015]所述厚针孔由钨块上的双面倒锥形针孔构成。
[0016]优选的，本专利技术的钨块的厚度为10cm，所述倒锥形针孔的最小处直径为1.5mm。
[0017]优选的，本专利技术的滤片与成像板堆栈由不同材料和厚度的滤片和成像板堆叠而成。
[0018]优选的，本专利技术的滤片与成像板堆栈的每个成像通道包括依次堆叠的一层滤片和一层成像板；
[0019]所述滤片与成像板堆栈的成像通道数以及每个通道的滤片参数根据需要测量辐射源能谱的范围确定。
[0020]优选的，本专利技术的铅屏蔽筒由铝外壳包裹屏蔽铅层组成；
[0021]所述铅屏蔽筒能够对1MeV的射线吸收率超过80％。
[0022]优选的，本专利技术的铝外壳的厚度为12mm，所述屏蔽铅层的厚度为25mm。
[0023]优选的，本专利技术的滤片腔由预设厚度的铝外壳包裹屏蔽铅层组成。
[0024]优选的，本专利技术的滤片与成像板堆栈包括至少10个以上成像通道，以提高能谱反解时结果的可信度。
[0025]第二方面，本专利技术提出了一种高能X射线源的辐射能谱获取方法，包括：
[0026]采用本专利技术所述的X射线谱仪获取X射线辐射源不同能段的多幅辐射图像；对获取的多幅辐射图像进行处理，得到高能X射线源的辐射能谱。
[0027]本专利技术具有如下的优点和有益效果：
[0028]本专利技术通过采用针孔结构结合滤片和成像板堆叠的接收方式，从而使该谱仪能够获取高能X射线源在不同能段的多幅辐射图像，为高能X射线源的进一步研究和分析提供更加完全可靠的数据支撑。
[0029]本专利技术还可以根据不同能段的辐射图像，结合现有能谱反解技术，即可得到高能X射线源不同位置的辐射能谱，而无需借助其他硬件即可实现辐射图像和辐射能谱的同时测量。
附图说明
[0030]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0031]图1为本专利技术的X射线谱仪结构示意图。
[0032]图2为本专利技术的成像针孔及针孔局部放大示意图。
[0033]图3为本专利技术的X射线谱仪原理示意图。
[0034]图4为本专利技术的成像板记录的辐射源一能段的辐射图像。
[0035]附图中标记及对应的零部件名称：
[0036]1‑
辐射源，2
‑
成像针孔，21
‑
钨块，22
‑
倒锥形针孔，3
‑
铅屏蔽筒，4
‑
滤片腔，5
‑
滤片与成像板堆栈，6
‑
对中激光器。
具体实施方式
[0037]在下文中，可在本专利技术的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所专利技术的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本专利技术的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
[0038]在本专利技术的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括
B或可包括A和B二者。
[0039]在本专利技术的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本专利技术的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
[0040]应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
[0041]在本专利技术的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本专利技术的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关
中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本专利技术的各种实施例中被清楚地限定。
[0042]为使本专利技术的目的、技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有空间分辨的X射线谱仪，其特征在于，包括成像针孔(2)、铅屏蔽筒(3)、滤片腔(4)、滤片与成像板堆栈(5)；所述铅屏蔽筒(3)前端端部包裹所述成像针孔(2)；所述铅屏蔽筒(3)的后端设置所述滤片腔(4)；所述滤片腔(4)用于容纳所述滤片与成像板堆栈(5)；所述X射线辐射源(1)产生的辐射通过所述成像针孔(2)，辐照在所述滤片与成像板堆栈(5)上，所述滤片与成像板堆栈(5)的多个成像通道上得到辐射源不同能段的辐射图像。2.根据权利要求1所述的一种具有空间分辨的X射线谱仪，其特征在于，所述成像针孔(2)采用厚针孔；所述厚针孔由钨块(21)上的双面倒锥形针孔(22)构成。3.根据权利要求2所述的一种具有空间分辨的X射线谱仪，其特征在于，所述钨块(21)的厚度为5～15cm，所述倒锥形针孔(22)的最小处直径为0.5～2mm。4.根据权利要求1所述的一种具有空间分辨的X射线谱仪，其特征在于，所述滤片与成像板堆栈(5)由不同材料和厚度的滤片和成像板堆叠而成。5.根据权利要求4所述的一种具有空间分辨的X射线谱仪，其特征在于，所述滤片与成像板堆栈(5)的每个成像通道包括依次堆叠的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡红春，周少彤，王昆仑，徐强，张思群，任晓东，黄显宾，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：发明
国别省市：