【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种x射线源，具体涉及一种模拟x射线任意幂律谱装置及方法。
技术介绍
1、x射线光源在医疗及科学研究中具有重要的作用，其广泛应用于x射线探测器的标定。在宇宙探测、基础科学研究及人们日常生活、医学应用等方面都具有极其重要的意义：一方面，标定装置及标定方法的研究，可以为x射线天文卫星的正常工作提供基准保障，从而为后续的数据分析、物理建模以及理论分析提供基本的物理参数；另一方面又能够为日常生活中的电离辐射和荧光光谱分析等提供更加精确的测量方法，应用于放射医学和材料化学成分无创识别及表征等方面。
2、x射线探测器测试标定研究的基础是产生可用于标定的x射线发射源，其需要具备丰富的荧光线谱且单色性好、信噪比高、流强可控。目前产生满足标定需求的单能x射线主要有四种方式：放射源(如常见的软x射线放射源55fe)、同步辐射源、x射线布拉格晶体衍射(如双晶体单色仪)和k荧光x射线源。但其不足是：放射源安全性不高、能量点单一、数量少且不可调节；同步辐射光源设备庞大、运行成本高、工作时间受限；布拉格衍射晶体角度调节范围小、光子剂量率低。
3、相比之下，k荧光x射线源得益于较多的次级辐射体材料，具有流量强、单色点多、光谱纯度高、成本低且易于控制等优点，被广泛应用于探测器测试标定。目前所用的k荧光x射线源，其输出为单一能量的特征线，而有些探测器除了测试标定能量分辨和探测效率外，还希望能模拟分析在轨运行时的观测效果，如对伽玛暴辐射出的x射线幂律谱的响应结果。因此，需开发一种可在地面实现模拟x射线任意幂律谱的装置，并用来测
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有k荧光x射线源只能输出单一能量，无法实现模拟任意x射线多能量点复合谱曲线，从而导致难以模拟探测器实际工况的技术问题，而提供一种模拟x射线任意幂律谱装置及方法。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、本专利技术一种模拟x射线任意幂律谱装置，其特殊之处在于：包括高能x射线源、准直件、辐射箱体、切换组件、靶座、通孔连接法兰、复合辐射体和初级过滤片；
4、所述高能x射线源用于发出初级高能段的x射线，其上端设置有x射线输出口；
5、所述准直件的中心设置有通孔；
6、所述辐射箱体上端开口，下端设置有x射线入口；
7、所述高能x射线源通过准直件与辐射箱体下端固定连接，x射线输出口通过准直件与x射线入口连通；
8、所述初级过滤片设置在x射线入口处，用于对进入的x射线进行过滤；
9、所述切换组件包括转轴、套设在转轴下部的外壳，转轴与外壳转动连接；
10、所述外壳的下端开口，外壳的下端与辐射箱体的上端固连形成密闭的腔体；
11、所述靶座的上端与转轴下端固连，靶座的下端面沿周向均匀设置多个安装室，用于安装不同的复合辐射体；
12、所述转轴与外壳之间设置有安装室位置标记，用于指示x射线入口与某一安装室的对应关系；
13、从高能x射线源产生的x射线从x射线输出口经准直件的通孔从x射线入口进入辐射箱体内照射指定的复合辐射体；
14、所述辐射箱体的侧壁设置有通孔连接法兰，用于连接真空系统管道，x射线照射复合辐射体产生的k荧光x射线从通孔连接法兰出射。
15、进一步地，每个所述不同的复合辐射体均采用多个不同种类不同面积占比的单质金属材料板拼接而成，通过高温熔化的铟或者胶粘剂将金属材料板粘接固定在一起，再安装于靶座下端的安装室内；所述单质金属材料板的种类和面积占比根据所需k荧光x射线的能量点和强度进行设定。
16、进一步地，所述多个不同种类不同面积占比的单质金属材料板为相互平行的条带状，或者为同一圆心的多个扇面状。
17、进一步地，每个所述不同的复合辐射体均采用由多种元素组成的合金靶制作而成，每个合金靶中的元素种类和含量根据所需k荧光x射线的能量点和强度进行设定。
18、进一步地，所述辐射箱体采用不锈钢材质。
19、进一步地，所述转轴的中部沿周向设置有指示盘，指示盘的底面与外壳上端面接触；所述指示盘与外壳上端面之间设置有安装室位置标记。
20、同时，本专利技术还提供了一种模拟x射线任意幂律谱方法，采用上述的一种模拟x射线任意幂律谱装置，其特殊之处在于，包括以下步骤：
21、1)将模拟x射线任意幂律谱装置安装于真空系统管道上；
22、2)转动切换组件的转轴，将所需复合辐射体转动到照射位置处；
23、3)打开高能x射线源，调节高能x射线源到所需的电压和电流，即可得到对应的k荧光x射线的能量点峰值，然后关闭高能x射线源；
24、4)重复步骤2)-步骤3)，可得到多个不同k荧光x射线的能量点峰值；
25、5)将多个不同k荧光x射线的能量点峰值进行曲线拟合，模拟得到x射线任意幂律谱。
26、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
27、1、本专利技术一种模拟x射线任意幂律谱装置，通过切换不同的复合辐射体从而产生测试中所需的x射线幂律谱谱线，解决了现有基于k荧光x射线方法只能产生单能点射线，无法同时产生复杂的多能点荧光线的问题。
28、2、本专利技术一种模拟x射线任意幂律谱装置，提出了两种产生不同复合x射线的辐射体方法，拓展了x射线探测器可测试范围。
29、3、本专利技术一种模拟x射线任意幂律谱方法，通过切换不同的复合辐射体从而产生测试中所需的x射线幂律谱谱线，解决了现有基于k荧光x射线方法只能产生单能点射线，无法同时产生复杂的多能点荧光线的问题。
30、4、本专利技术一种模拟x射线任意幂律谱方法，提出了两种产生不同复合x射线的辐射体方法，再通过拟合不同能量的峰值点，可模拟得到任幂律谱曲线，拓展了x射线探测器的可测试范围。
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1.一种模拟X射线任意幂律谱装置，其特征在于：包括高能X射线源(1)、准直件(2)、辐射箱体(3)、切换组件(4)、靶座(5)、通孔连接法兰(6)、复合辐射体(7)和初级过滤片(8)；
2.根据权利要求1所述的一种模拟X射线任意幂律谱装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种模拟X射线任意幂律谱装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种模拟X射线任意幂律谱装置，其特征在于：
5.根据权利要求1-4任一所述的一种模拟X射线任意幂律谱装置，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种模拟X射线任意幂律谱装置，其特征在于：
7.一种模拟X射线任意幂律谱方法，采用权利要求1-6任一所述的一种模拟X射线任意幂律谱装置，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种模拟x射线任意幂律谱装置，其特征在于：包括高能x射线源(1)、准直件(2)、辐射箱体(3)、切换组件(4)、靶座(5)、通孔连接法兰(6)、复合辐射体(7)和初级过滤片(8)；
2.根据权利要求1所述的一种模拟x射线任意幂律谱装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种模拟x射线任意幂律谱装置，其特征在于：
4....
【专利技术属性】
技术研发人员：闫永清，郑人洲，强鹏飞，盛立志，许泽方，耿宇佳，周晓红，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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