宇宙线缪子成像装置制造方法及图纸

本申请涉及核技术技术领域，特别涉及一种宇宙线缪子成像装置，其中，装置包括：探测器阵列、时间同步模块、电子学阵列、数据采集系统和数据处理系统，其中，探测器阵列用于探测宇宙线缪子；时间同步模块用于同步探测器阵列内各探测器的探测时间；电子学阵列用于读出探测器阵列内各探测器探测宇宙线缪子的探测位置和时间戳；数据采集系统用于采集和存储电子学阵列读出的各探测器探测宇宙线缪子的探测位置和时间戳；数据处理系统用于根据各探测器探测宇宙线缪子的探测位置和时间戳重建待测物的图像。由此，解决了相关技术中各层探测信号延时存在差异，缺少统一的时间同步信号，导致无法筛选出合适的信号以便重建宇宙线缪子径迹等问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及核技术，特别涉及一种宇宙线缪子成像装置。

技术介绍

1、宇宙线缪子成像是指利用天然存在的宇宙射线中的高穿透性缪子实现厚物体的透射成像或者高原子序数物质的散射成像。由于海平面天然宇宙线中缪子通量很低，大约1缪子/cm2/min，因此高探测效率的缪子探测方案是相当关键的技术问题。

2、常见的宇宙线成像装置多采用多层大面积探测器组成望远镜结构，并结合一个单独的高效率出发探测器(常用10厘米厚的大面积塑料闪烁体)，形成对符合测量系统。在这个系统中，宇宙线穿透出发探测器产生触发信号，经逻辑单元处理后作为多层探测器的缪子时间。如果各层探测器具有位置灵敏分辨率，则可通过多层探测器的信号输出，重建宇宙缪子穿透时的三维位置信息，并通过宇宙线透射成像或者散射成像。

3、如果用自身探测效率就很高的探测器做成位置灵敏的宇宙线探测模块，就可以不再用一个单独触发探测器，避免了用触发探测器给出的触发信号作为整个宇宙线成像装置的初始信号，但这样会带来一个时间同步的要求。宇宙线缪子探测装置多层探测器彼此之间距离一般比较近(一般为25厘米左右)，各层信号输出时间非常接近。从宇宙线穿透到信号被收集，各层探测器信号延时存在差异。在缺少一个统一的时间同步信号的情况下，很可能导致无法有效筛选出合适的信号以便重建宇宙线缪子径迹。

技术实现思路

1、本申请提供一种宇宙线缪子成像装置，以解决相关技术中各层探测信号延时存在差异，缺少统一的时间同步信号，导致无法筛选出合适的信号以便重建宇宙线缪子径迹等问题。

2、本申请第一方面实施例提供一种宇宙线缪子成像装置，包括：探测器阵列，用于探测宇宙线缪子；与所述探测器阵列相连的时间同步模块，用于同步所述探测器阵列内各探测器的探测时间；与所述探测器阵列相连的电子学阵列，用于读出所述探测器阵列内各探测器探测宇宙线缪子的探测位置和时间戳；与所述电子学阵列相连的数据采集系统，用于采集和存储所述电子学阵列读出的所述各探测器探测宇宙线缪子的探测位置和时间戳；与所述数据采集系统相连的数据处理系统，用于根据所述各探测器探测宇宙线缪子的探测位置和时间戳重建待测物的图像。

3、可选地，所述探测器包括在x维度和/或y维度上的多层错位排布的探测层。

4、可选地，所述探测层包括多个探测通道，其中，任意探测通道被宇宙线击中时产生缪子事件。

5、可选地，其中，相连探测层内各个探测通道中心错位排布。

6、可选地，所述时间同步模块包括：同步信号源，用于提供全局同步时钟；分配板，所述分配板与所述探测器阵列内各探测器相连，用于将同步信号源信号分配给所述探测器阵列内各探测器，实现时间同步。

7、可选地，所述分配板为一拖多分配板。

8、可选地，电子学阵列包括多个与探测器对应连接的电子学。

9、可选地，所述电子学的数量与所述探测器的数量相同。

10、可选地，宇宙线缪子成像的探测场景包括透射成像、散射成像和能量测量中的一种或多种。

11、由此，本申请至少具有如下有益效果：

12、本申请通过高精度时间同步信号，给出探测器探测宇宙线缪子事件的时间戳，实现纳秒量级时间窗内的时间同步；对装置中的各个模块进行高精度时间的同步标记，测试出各模块的总时间延迟，修正参数实现时间对齐，以便筛选出合适的信号用于重建宇宙线缪子径迹等有益效果。由此，解决了相关技术中各层探测信号延时存在差异，缺少统一的时间同步信号，导致无法筛选出合适的信号以便重建宇宙线缪子径迹等技术问题。

13、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种宇宙线缪子成像装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，所述探测器包括在X维度和/或Y维度上的多层错位排布的探测层。

3.根据权利要求2所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，所述探测层包括多个探测通道，其中，任意探测通道被宇宙线击中时产生缪子事件。

4.根据权利要求3所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，其中，相连探测层内各个探测通道中心错位排布。

5.根据权利要求1所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，所述时间同步模块包括：

6.根据权利要求5所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，所述分配板为一拖多分配板。

7.根据权利要求1所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，电子学阵列包括多个与探测器对应连接的电子学。

8.根据权利要求7所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，所述电子学的数量与所述探测器的数量相同。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，宇宙线缪子成像的探测场景包括透射成像、散射成像和能量测量中的一种或多种。

...

【技术特征摘要】

1.一种宇宙线缪子成像装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，所述探测器包括在x维度和/或y维度上的多层错位排布的探测层。

3.根据权利要求2所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，所述探测层包括多个探测通道，其中，任意探测通道被宇宙线击中时产生缪子事件。

4.根据权利要求3所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在于，其中，相连探测层内各个探测通道中心错位排布。

5.根据权利要求1所述的宇宙线缪子成像装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾志，徐仲行，曾鸣，薛涛，马豪，李君利，李荐民，李元景，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：