兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬制造技术

本发明专利技术公开了一种兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬

【技术实现步骤摘要】
兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬X射线成像系统


[0001]本专利技术属于物理中光学测试的
，具体涉及一种兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬
X
射线成像系统
。

技术介绍

[0002]磁约束等离子体中，射频波加热
、
电流驱动的效率和一些磁流体动力学不稳定性的爆发都与快电子密切相关，虽然快电子在等离子体中所占的比重非常小，但对等离子体的稳定性和磁约束装置（如托卡马克装置）的安全运行有重要影响
。
快电子
、
本底电子和离子发生库伦碰撞时会产生韧致辐射，从而释放出硬
X 射线，硬
X 射线携带了快电子的诸多信息，如射频波功率沉积位置和快电子的时空演化特征等；因此，对硬
X
射线进行测量诊断对于托卡马克装置等离子体实时反馈控制和快电子物理研究等有重要意义
。
[0003]传统的硬
X
射线诊断系统一般只能进行辐射强度测量或能谱测量，具有较大的局限性，这是由于仅进行辐射强度测量，测得数据所包含快电子的信息较少，难以进行深入的物理分析，而仅进行辐射能谱测量，其时间分辨率较低，无法用来做等离子体的实时反馈和控制，适用性较差
。
因此，需要设计一种兼具辐射强度测量和辐射能谱测量的硬
X
射线成像系统，同时获取硬
X
射线的辐射强度和辐射能谱的二维分布，以便进行托卡马克装置等离子体实时反馈控制和快电子物理研究
。

技术实现思路
/>[0004]针对现有技术的上述不足，本专利技术的目的在于提供兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬
X
射线成像系统，解决目前硬
X
射线诊断系统测量单一的技术问题，取得降低系统局限性
、
提高研究适用性的效果
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬
X
射线成像系统，包括支撑单元，支撑单元包括具有输入端
、
第一输出端和第二输出端的支撑管，探测单元与输入端连接以用于将硬
X
射线转换为可见光并输入至支撑管内，支撑管内设有分光单元以用于将所述可见光分为两路并分别通过第一输出端和第二输出端输出，辐射能谱测量单元与第一输出端连接以用于根据接收到的可见光获取硬
X
射线的辐射能谱信息，辐射强度测量单元与第二输出端连接以用于根据接收到的可见光获取硬
X
射线的辐射强度信息
。
[0006]进一步地，所述支撑管为
T
型三通管并包括横管和与横管垂直连通的竖管，横管的一端作为所述输入端，横管的另一端作为所述第一输出端，竖管远离横管的一端作为所述第二输出端
。
[0007]进一步地，分光单元包括聚焦透镜
、
第一平行光透镜
、
第二平行光透镜和分光镜；聚焦透镜同轴设于输入端内并固定，第一平行光透镜同轴设于第一输出端内并固定，第二平行光透镜同轴设于第二输出端内并固定，分光镜倾斜设于横管内并固定，分光镜位于聚焦透镜和第一平行光透镜之间，分光镜的一面朝向聚焦透镜和第二平行光透镜，另一面朝
向第一平行光透镜，聚焦透镜
、
第一平行光透镜和第二平行光透镜的轴线均经过分光镜的中心
。
[0008]进一步地，支撑单元还包括第一连接管
、
第二连接管和第三连接管，辐射能谱测量单元连接于第一连接管内，第一连接管与第一输出端同轴且可拆卸密封连接，辐射强度测量单元连接于第二连接管内，第二连接管与第二输出端同轴且可拆卸密封连接，探测单元连接于第三连接管内，第三连接管与输入端同轴且可拆卸密封连接
。
[0009]进一步地，支撑管沿分光镜分割为两个可拆卸密封连接的支撑管段
。
[0010]进一步地，第一连接管与第一输出端通过第一连接环实现可拆卸密封连接，第二连接管与第二输出端通过第二连接环实现可拆卸密封连接，第三连接管与输入端通过第三连接环实现可拆卸密封连接，两个支撑管段于相接处通过第四连接环实现可拆卸密封连接
。
[0011]进一步地，探测单元包括
X
射线探测器和屏蔽准直器，
X
射线探测器连接于第三连接管内，屏蔽准直器与第三连接管远离输入端的一端连接
。
[0012]进一步地，屏蔽准直器包括屏蔽体，屏蔽体与第三连接管远离输入端的一端连接，屏蔽体上横向贯穿开设有圆锥形或棱锥形的通过孔，通过孔与第三连接管同轴，通过孔的大径端朝向第三连接管
。
[0013]进一步地，辐射能谱测量单元包括沿第二连接管轴向依次设置的第一光路准直器
、
光电探测器
、
模数转换模块和
FPGA
能谱在线算法模块，第一光路准直器靠近第一输出端设置
。
[0014]进一步地，辐射强度测量单元包括沿第三连接管轴向依次设置的第二光路准直器
、
成像镜头组件和高速相机，第二光路准直器靠近第二输出端设置
。
[0015]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术所述兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬
X
射线成像系统，将具有输入端
、
第一输出端和第二输出端的支撑管作为可见光通道，输入端连接有探测单元以接收硬
X
射线并将其转换为可见光输入支撑管内，在支撑管内设置分光单元，从而将自输入端输入的可见光分为两路，将两路可见光分别通过第一输出端和第二输出端输出，使辐射能谱测量单元和辐射强度测量单元同时对由硬
X
射线转换得到的可见光进行测量，从而获取硬
X
射线的辐射能谱和辐射强度
。
本专利技术通过支撑单元将探测单元
、
辐射能谱测量单元和辐射强度测量单元集成到一起，并通过分光单元实现辐射能谱测量单元和辐射强度测量单元对硬
X
射线的同步测量，有效解决了目前硬
X
射线诊断系统测量单一的问题，有利于降低硬
X
射线成像系统的局限性，可适用于托卡马克装置等离子体实时反馈控制和快电子物理研究
。
附图说明
[0016]图1为实施例的兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬
X
射线成像系统的结构示意图；图2为实施例所述分光单元的组成和与支撑管的结构关系示意图；图3为实施例所述支撑单元的结构示意图；图4为实施例所述辐射能谱测量单元的组成和与第一连接管的结构关系示意图；图5为实施例所述辐射强度测量单元的组成和与第二连接管的结构关系示意图；其中，屏蔽体1，
X
射线探测器2，分光单元3，聚焦透镜3‑1，分光镜3‑2，第一平行光
透镜3‑3，第二平行光透镜3‑4；辐射能谱测量单元4，光电探测器4‑1，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬
X
射线成像系统，其特征在于：包括支撑单元，支撑单元包括具有输入端
、
第一输出端和第二输出端的支撑管，探测单元与输入端连接以用于将硬
X
射线转换为可见光并输入至支撑管内，支撑管内设有分光单元以用于将所述可见光分为两路并分别通过第一输出端和第二输出端输出，辐射能谱测量单元与第一输出端连接以用于根据接收到的可见光获取硬
X
射线的辐射能谱信息，辐射强度测量单元与第二输出端连接以用于根据接收到的可见光获取硬
X
射线的辐射强度信息
。2.
根据权利要求1所述兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬
X
射线成像系统，其特征在于：所述支撑管为
T
型三通管并包括横管和与横管垂直连通的竖管，横管的一端作为所述输入端，横管的另一端作为所述第一输出端，竖管远离横管的一端作为所述第二输出端
。3.
根据权利要求2所述兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬
X
射线成像系统，其特征在于：分光单元包括聚焦透镜
、
第一平行光透镜
、
第二平行光透镜和分光镜；聚焦透镜同轴设于输入端内并固定，第一平行光透镜同轴设于第一输出端内并固定，第二平行光透镜同轴设于第二输出端内并固定，分光镜倾斜设于横管内并固定，分光镜位于聚焦透镜和第一平行光透镜之间，分光镜的一面朝向聚焦透镜和第二平行光透镜，另一面朝向第一平行光透镜，聚焦透镜
、
第一平行光透镜和第二平行光透镜的轴线均经过分光镜的中心
。4.
根据权利要求3所述兼具辐射强度和辐射能谱测量的硬
X
射线成像系统，其特征在于：支撑单元还包括第一连接管
、
第二连接管和第三连接管，辐射能谱测量单元连接于第一连接管内，第一连接管与第一输出端同轴且可拆卸密封连接，辐射强度测量单元连接于第二连接管内，第二连接管与第二输出端同轴且可拆卸密封连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程时葵，徐红强，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：