阅读说明：本技术 一种实现射线源定向的高效率辐射探测系统 (High-efficiency radiation detection system for realizing ray source orientation ) 是由 张岚 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种实现射线源定向的高效率辐射探测系统,包括：多个闪烁探测器,多个所述闪烁探测器呈规则形状排列,在多个所述闪烁探测器合围的空间内设有一与所述闪烁探测器延伸方向相同且边缘连续的第一屏蔽件,或设有一个或多个辐射探测器,或设有一个或多个射线阻挡材料体。本发明提供的实现射线源定向的高效率辐射探测系统,通过复杂的结构设计,排列探测器及射线屏蔽材料,在系统重量增加适当的前提下,使得从不同方向进入的射线,在不同的探测器内部,发生反应的计数率不同,能量沉积不同,从而实现射线入射方向定位的功能。同时提供射线源的剂量和核素识别信息。(The invention relates to a high-efficiency radiation detection system for realizing ray source orientation, which comprises: the scintillation detectors are arranged in a regular shape, and a first shielding piece which is the same as the extension direction of the scintillation detectors and has continuous edges is arranged in a space surrounded by the scintillation detectors, or one or more radiation detectors are arranged, or one or more ray blocking material bodies are arranged. According to the high-efficiency radiation detection system for realizing the ray source orientation, the detectors and the ray shielding materials are arranged through a complex structural design, so that rays entering from different directions have different reaction counting rates and different energy deposition in different detectors on the premise that the weight of the system is increased properly, and the function of positioning the incident direction of the rays is realized. While providing radiation source dose and nuclide identification information.)

一种实现射线源定向的高效率辐射探测系统

技术领域

本发明涉及辐射探测及辐射成像技术领域，尤其涉及一种实现射线源定向的高效率辐射探测系统。

背景技术

在核电，核医疗，核材料的全流程处置等领域，都需要对放射性材料进行探测，需要测试被监测环境中的放射性剂量，识别放射性核素的种类名称，进行核素的能谱探测。更进一步的需要了解放射性核素在环境中的三维分布信息。

在剂量与核素识别基础上，能够提供放射性核素分布信息的系统，常用的有基于Na I闪烁体的伽马相机。这个系统的结构是编码板，加闪烁板耦合面阵列的PD或Si PM阵列。优势是可以给出射线源分布信息。缺点是，只能提供约40度角内的射线源分布，而实际需求是360度的全景分布，此时需要多个伽马相机拼接，或在两个维度旋转，才能获取全景射线源分布信息。其另一个缺点是，射线能量最高只能到1.5Mev，不能达到常规的3Mev探测范围。

另一种提供射线源三维信息的设备，是基于CdZnTe探测器器的康普顿相机。在提供剂量与核素识别信息外，利用CZT探测器本身的三维位置灵敏功能，及康普顿散射原理，不需要旋转和拼接，该系统可以给出360度全景范围内的射线源分布信息。该系统的缺点是CZT晶体昂贵，探测系统复杂，数据处理繁复，使得通常的CZT系统都是小体积的，探测效率低，实时监测的反应速度受到限制。

发明内容

本发明为解决的问题是：在价格适当的基础上，同时实现高探测效率和射线源三维定位的应用需求，所采用的技术方案是：一种实现射线源定向的高效率辐射探测系统，包括：多个闪烁探测器，多个所述闪烁探测器呈规则形状排列，在多个所述闪烁探测器合围的空间内设有一与所述闪烁探测器延伸方向相同且边缘连续的第一屏蔽件，或设有一个或多个辐射探测器，或设有一个或多个射线阻挡材料体。

进一步改进为，所述辐射探测器、射线阻挡材料体为规则形状或异形。

进一步改进为，多个所述辐射探测器或多个所述射线阻挡材料体上下叠放或排列成规则形状。

进一步改进为，所述第一屏蔽件为圆筒形或多边形。

进一步改进为，相邻两个所述闪烁探测器之间设有第二屏蔽件。

本发明的有益效果是：

本发明提供的实现射线源定向的高效率辐射探测系统，通过复杂的结构设计，排列探测器及射线屏蔽材料，在系统重量增加适当的前提下，使得从不同方向进入的射线，在不同的探测器内部，发生反应的计数率不同，能量沉积不同，从而实现射线入射方向定位的功能。同时提供射线源的剂量和核素识别信息。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例一中的辐射探测系统构示意图；

图2是本发明的第二屏蔽件构示意图；

图3是本发明实施例二中的辐射探测系统构示意图；

图4是本发明实施例二中的辐射探测系统构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本发明提供了一种实现射线源定向的高效率辐射探测系统，包括：多个闪烁探测器1，多个所述闪烁探测器1沿尺寸较大的方向竖直放置且呈规则形状紧密相邻排列，例如呈圆形或多边形，在多个所述闪烁探测器1合围的空间内设有一与所述闪烁探测器1延伸方向相同且边缘连续的且具有一定厚度的第一屏蔽件2。其中屏蔽件2可以是钨筒，当然也可以是其它屏蔽材料，如铅、铜、铁、铝等材料，这取决于需要探测的射线能量。

第一屏蔽件2壁厚0.5mm或1mm，或其它厚度，取决于测试的能量范围，第一屏蔽件2的外壁紧邻竖直放置的闪烁探测器1合围的内壁，也可以距离闪烁探测器1合围的内壁一定的距离。

第一屏蔽件2的高度，可以与闪烁探测器1的竖直高度一样尺寸，也可以上下均高出闪烁探测器1的尺寸，高度超出的长度，可以调整，用来提供4π方向的射线源定向。

本发明提供的实现射线源定向的高效率辐射探测系统，通过复杂的结构设计，排列探测器及射线屏蔽材料，在系统重量增加适当的前提下，使得从不同方向进入的射线，在不同的探测器内部，发生反应的计数率不同，能量沉积不同，从而实现射线入射方向定位的功能。同时提供射线源的剂量和核素识别信息。

进一步改进为，所述第一屏蔽件2为圆筒形或多边形。所述第一屏蔽件2也可以是多个长方形或方形的钨板拼接而成的一圈多边形，每个钨板对应一个位置的闪烁探测器1，这样方便加工、成本更低。

如图2所示，进一步改进为，相邻两个所述闪烁探测器1之间设有第二屏蔽件4，该第二屏蔽件4可以是正方行或长方形的板状，进一步提高射线定向的精度。

实施例二

如图3所示，本发明提供了一种实现射线源定向的高效率辐射探测系统，包括：多个闪烁探测器1，多个所述闪烁探测器1呈规则形状排列，在多个所述闪烁探测器1合围的空间内设有一个或多个辐射探测器3。其中，所述辐射探测器3可以是闪烁探测器，也可以是其它辐射探测器，如半导体CZT、高纯锗、T l Br、Hg I 2等。

本发明提供的实现射线源定向的高效率辐射探测系统，通过复杂的结构设计，排列探测器及射线屏蔽材料，在系统重量增加适当的前提下，使得从不同方向进入的射线，在不同的探测器内部，发生反应的计数率不同，能量沉积不同，从而实现射线入射方向定位的功能。同时提供射线源的剂量和核素识别信息。

进一步改进为，所述辐射探测器3为规则形状的圆柱形、方向等，也可以是其它异形探测器。

如图3所示，进一步改进为，多个所述辐射探测器3上下叠放，也可以排列成规则形状(如图4所示)，例如多个所述辐射探测器3围成对称形状或围成一圈等。所述辐射探测器3上下高度可以高出外周的闪烁探测器1高度，也可以是一样的高度。且所述辐射探测器3的尺寸可以与外周的闪烁探测器1的尺寸一样，也可以不一样。

所述辐射探测器3圆柱体的、正方体的、长方体的或其它异形的探测器均可。

进一步改进为，相邻两个所述闪烁探测器1之间设有第二屏蔽件4。

实施例三

本发明提供了一种实现射线源定向的高效率辐射探测系统，包括：多个闪烁探测器1，多个所述闪烁探测器1呈规则形状排列，在多个所述闪烁探测器1合围的空间内一个或多个射线阻挡材料体。射线阻挡材料体可以是钨、铅、铁、铜、铝等射线阻挡材料。

本发明提供的实现射线源定向的高效率辐射探测系统，通过复杂的结构设计，排列探测器及射线屏蔽材料，在系统重量增加适当的前提下，使得从不同方向进入的射线，在不同的探测器内部，发生反应的计数率不同，能量沉积不同，从而实现射线入射方向定位的功能。同时提供射线源的剂量和核素识别信息。

进一步改进为，所述射线阻挡材料体为规则形状的圆柱形、方向等，也可以是其它异形射线阻挡材料。

进一步改进为，多个所述射线阻挡材料体上下叠放，也可以排列成规则形状。

进一步改进为，相邻两个所述闪烁探测器1之间设有第二屏蔽件4。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。