【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及射线探测，特别是涉及一种高流强射束检测装置。
技术介绍
1、射线探测技术在医疗、国防、科研、工业等领域有着广泛的应用需求，其中针对放射医疗射束，如质子、重离子、中子、伽马等射束检测技术的研究具有重要意义。在放射医疗领域，射束参数的测量直接关系到治疗方案的制定和效果。在材料科学研究中，伽马和中子射线的检测是研究材料内部结构和性质方面的重要角色。
2、当前，高流强射束检测技术仍面临多项挑战和限制。其中主要问题包括高剂量辐射源会对探测器造成辐射损伤，导致其性能下降；高流强粒子束也会造成探测器信号饱和堆积效应，难以准确测量其位置和通量；而且，基于现有技术的设备价格昂贵，维护成本高，限制了其推广应用。此外，针对不同种类高流强射线检测，需要使用多种类型的探测器设备，实际运用复杂繁琐。
3、现有的高流强射束检测方法主要采用闪烁体、半导体和活化探测器等固体探测器技术。然而，对于长时间高流强射线源的照射，这些固体探测器都容易受到辐射损伤和堆积效应的不利影响，因此需要频繁维护和更换。此外，这些探测器的有效探测尺寸大多数限制在几毫米到几十毫米之间，空间分辨率也仅达到毫米级别，而且探测器读出系统复杂，难以及时获取射线信息，其应用便捷性和时效性也受到限制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高流强射束检测装置，达到通过配置不同的射线转换层材料，可实现对质子、中子、伽马射线、重离子等不同种类射线进行高流强、高分辨、大面积测量，而且具有低成本和低噪声等性能优势，能
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种高流强射束检测装置，包括高流强射线检测暗箱、光读出mpgd探测器、射线转换层、设置在所述高流强射线检测暗箱内部可调角度的反射镜以及光学相机，高流强射线在所述光读出mpgd探测器内产生光信号，所述光学相机的镜头用于拍摄通过所述反射镜反射的光信号图像。
4、优选地，所述光读出mpgd探测器为微网格气体探测器或双层网格气体探测器或气体电子倍增管或阻性微井型探测器。
5、优选地，所述mpgd探测器包括设置在所述高流强射线检测暗箱侧壁上并向所述高流强射线检测暗箱内部延伸的气盒、设置在所述高流强射线检测暗箱侧壁上并与所述气盒密封连接的透明玻璃、设置在所述透明玻璃内壁上的透明导电膜、设置在所述气盒内部的漂移极、设置在所述漂移极上的射线转换层以及设置在所述气盒远离所述透明玻璃一侧的膜窗，所述盒体内填充有工作气体。
6、优选地，所述透明玻璃为1mm到2cm的石英玻璃、钢化玻璃、硼硅玻璃、铝镁玻璃、陶瓷玻璃、光学晶体玻璃、镍合金网玻璃、高铅光学或防辐射有机玻璃。
7、优选地，所述透明导电膜为ito或dlc透明阻性材料或铟锡氧化物膜、金属膜。
8、优选地，所述工作气体氩气与四氟化碳或甲烷或二氧化碳不同比例混合、氖气与四氟化碳不同比例组合，也可以是氩气、氖气或氙气单组分气体，工作气体气压为1-5mpa。
9、优选地，当检测射线为高流强热中子/超热中子时，射线转换层选择厚度为10nm到20μm的b4c或l if含氢化合物，或厚度为10nm到10μm的cd、ag、au和gd或cdo、gd2o3、cuo、fe2o3、ag2o金属氧化物；
10、当检测射线为高流强快中子时，射线转换层选择fe、n i或者b4c、lih、tho2，或去除射线转换层，将漂移区间距缩短至1mm到10mm；
11、当检测射线为高流强伽马射线时，射线转换层选择厚度为5nm到10μm的pb、w或au，或厚度为10nm到30μm的hdpe、pp或pmma，或移除射线转换层或将漂移区间距调整至1mm到10mm，以ar和co2不同比例混合或者ar和ch4不同气体比例组合作为伽马转换气体。优选地，所述光学相机为cmos或者ccd相机。
12、优选地，所述反射镜的光信号反射面覆盖有高反射率金属涂层。
13、优选地，所述高流强射线检测暗箱的侧壁上设置有高压气体法兰接口。
14、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
15、1.本专利技术采用了基于光读出mpgd先进气体探测器技术，结合不同射线转换层，实现对质子、中子、重离子和伽马等高流强射线的高精度检测。与其他探测器方案相比，本方案采用了抗辐照、高能量、高位置分辨率、低成本、可大面积、高均匀性、高技术率的光读出mpgd探测器，结合了ccd或cmos相机和反射镜来收集光信号，搭配不同射线探测射线转换层能够实现不同种类高流强射线的高精度检测。
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1.一种高流强射束检测装置，其特征在于，包括高流强射线检测暗箱、光读出MPGD探测器、射线转换层、设置在所述高流强射线检测暗箱内部可调角度的反射镜以及光学相机，高流强射线在所述MPGD探测器会产生光信号，所述光学相机的镜头用于拍摄通过所述反射镜反射的光信号图像。
2.根据权利要求1所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述光读出MPGD探测器为微网格气体探测器或双层网格气体探测器或气体电子倍增管或阻性微井型探测器。
3.根据权利要求2所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述MPGD探测器包括设置在所述高流强射线检测暗箱侧壁上并向所述高流强射线检测暗箱内部延伸的气盒、设置在所述高流强射线检测暗箱侧壁上并与所述气盒密封连接的透明玻璃、设置在所述透明玻璃内壁上的透明导电膜、设置在所述气盒内部的漂移极、设置在所述漂移极上的射线转换层以及设置在所述气盒远离所述透明玻璃一侧的膜窗，所述盒体内填充有工作气体。
4.根据权利要求3所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述透明玻璃为1mm到2cm的石英玻璃、钢化玻璃、硼硅玻璃、铝镁玻璃、陶瓷玻璃、
5.根据权利要求3所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述透明导电膜为ITO或DLC透明阻性材料或铟锡氧化物膜、金属膜。
6.根据权利要求3所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述工作气体为氩气与四氟化碳或甲烷或二氧化碳不同比例混合、氖气与四氟化碳不同比例组合，也可以是氩气、氖气或氙气单组分气体，工作气体气压为1-5Mpa。
7.根据权利要求3所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述光学相机为CMOS或者CCD相机。
9.根据权利要求1所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述反射镜的光信号反射面覆盖有高反射率金属涂层。
10.根据权利要求1所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述高流强射线检测暗箱的侧壁上设置有高压气体法兰接口。
...【技术特征摘要】
1.一种高流强射束检测装置，其特征在于，包括高流强射线检测暗箱、光读出mpgd探测器、射线转换层、设置在所述高流强射线检测暗箱内部可调角度的反射镜以及光学相机，高流强射线在所述mpgd探测器会产生光信号，所述光学相机的镜头用于拍摄通过所述反射镜反射的光信号图像。
2.根据权利要求1所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述光读出mpgd探测器为微网格气体探测器或双层网格气体探测器或气体电子倍增管或阻性微井型探测器。
3.根据权利要求2所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述mpgd探测器包括设置在所述高流强射线检测暗箱侧壁上并向所述高流强射线检测暗箱内部延伸的气盒、设置在所述高流强射线检测暗箱侧壁上并与所述气盒密封连接的透明玻璃、设置在所述透明玻璃内壁上的透明导电膜、设置在所述气盒内部的漂移极、设置在所述漂移极上的射线转换层以及设置在所述气盒远离所述透明玻璃一侧的膜窗，所述盒体内填充有工作气体。
4.根据权利要求3所述的一种高流强射束检测装置，其特征在于，所述透明玻璃...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志永，刘聪，刘建北，邵明，周意，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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