一体化荧光发生装置制造方法及图纸

一种一体化荧光发生装置，其包括装置主体、初级光阑、初级过滤器、辐射体、辐射体支架、次级过滤器以及次级光阑，其特征在于：所述装置主体为中空腔体，其第一端的侧壁上设置有用于安装所述初级光阑和所述初级过滤器的射线入射窗口，第二端为射线出射窗口；所述辐射体支架为与所述装置主体的主轴呈45度角并置于所述装置主体的第一端的平板，使得从所述射线入射窗口垂直入射的射线以相对于该平板45度角向所述辐射体入射，出射的射线平行于所述装置主体的主轴方向通过所述射线出射窗口射出；所述次级过滤器和次级光阑依次置于所述装置主体内、所述辐射体出射的射线路径上。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一体化荧光发生装置，其包括装置主体、初级光阑、初级过滤器、辐射体、辐射体支架、次级过滤器以及次级光阑，其中装置主体为中空腔体，各部件都在安装在装置主体中，形成一体化荧光发生装置。本专利技术的一体化荧光发生装置结构紧凑稳定，还确保了辐射输出的稳定性，光子路径短，实现荧光产额最大化，屏蔽最大化，充分降低了装置外部散射辐射对Kα荧光纯度的影响。【专利说明】一体化荧光发生装置
本专利技术涉及Ka荧光X射线发生装置，尤其涉及一体化高纯度Ka荧光发生装置。
技术介绍
X光机是一种较为常用的射线辐射源，广泛应用于医疗诊断、工业探伤、安保安检和科学研究等领域。其中在计量学的应用主要是在X光机的能区段提供一些特定要求的输出，以便为上述领域的辐射监测仪器提供校准检定用的标准辐射源。在国际标准IS04037-1所推荐的能量在8keV~IOOkeV范围内的光子参考辐射中，荧光X射线既具有过滤束X射线无法取代的单色性，又具有同位素Y放射源无法达到的高剂量率，因而广泛应用于辐射防护仪表能量响应校准、谱仪低能段能量刻度和防护材料屏蔽性能测试等工作中。荧光X射线参考辐射是以特定材料为辐射体，利用韧致辐射X射线与其相互作用，产生包括Kα、Kβ和L在内的一系列特征X射线。以K吸收缘介于辐射体Kα和Kβ线之间的材料为次级过滤器，消除L线并减小Kβ相对于Kα线的强度，进而获得高纯度的Ka荧光X射线。荧光X射线参考辐射场及荧光产生原理示意图分别如图1、2所示。在图1中，X光机101发出射线谱A，经过初级过滤器，得到射线谱B入射到辐射体102上，射线束捕集器103用于收集初级X射线以减少散射辐射。快门104用于控制射线的出射时间，附加过滤器105用于对出射的射线束进行过滤，光阑106对出射的射线束大小进行控制，监视器107用于监视射线，出射的射线谱D照射到标准电离室108，使用场所和个人剂量仪109进行测量，以获得X射线参考辐射场。图2为荧光产生原理示意图。辐射体吸收能量后，电子跃刮迁到高能受激态，从高能受激态跃迁到低能态或基态是产生!(Kα、Kβ和L在内的一系列特征X射线。常规的荧光X射线发生装置示意图如图3所示。该装置由初级光阑2、初级过滤器3、辐射体4、辐射体支架5、屏蔽支撑器6、次级过滤器7和次级光阑8组成，X光从入射口1入射到辐射体4上产生Kα、Kβ和L在内的一系列特征X射线，经过次级过滤器7后剩余较为纯色的1荧光X射线，以方向9为轴心出射。该装置主要存在以下几个问题。1、从图中可以看出，1-4-9这条光子路径是完全裸露在外的，这使得经过次级过滤器7的辐射束不仅含有辐射体4发出的系列特征X射线，还包含了整个装置在4-9方向上的散射辐射。这些散射辐射几乎不会被次级过滤器7过滤掉，进而导致出射束中Ka荧光纯度的降低。2、装置稳定性问题，对于参考辐射，一项很关键的技术指标就是辐射输出的稳定性，而输出的稳定性又很大程度的依赖于装置结构的稳定性。对于现有装置，几乎所有组件都采用了独立固定的方式，大大的增加了装置不稳定因素，从而影响辐射输出的稳定性。3、该装置的次级光阑8是一种简单的单孔光阑，这种光阑存在两方面的问题。一方面、辐射体4相当于一个面源，单孔光阑无法有效限制出射束形状，会产生较大的半影区，进而影响检验点处(例如Im处)Ka荧光的纯度；另一方面、单孔光阑的边缘散射光子会进入主束，同样导致Kα荧光纯度的降低。4、化合物次级过滤器的使用问题，目前尚无荧光X射线参考辐射化合物次级过滤器制备方法的相关文献发表，而IS04037-1中推荐的16中荧光辐射质中，化合物次级过滤器有6种。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是使得Ka荧光X射线发生装置各部件能够稳定安装在一起，形成一体化K-荧光发生装置。为解决上述技术问题，本专利技术对现有装置框架和次级光阑结构进行了改进，并提出了两种行之有效的次级过滤器制作方法。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种一体化荧光发生装置，其包括装置主体、初级光阑、初级过滤器、辐射体、辐射体支架、次级过滤器以及次级光阑，其中，所述装置主体为中空柱体，其第一端的侧壁上设置有用于安装所述初级光阑和所述初级过滤器的射线入射窗口，第二端为射线出射窗口 ；所述辐射体支架为与所述装置主体的主轴呈45度角并置于所述装置主体的第一端的平板，使得从所述射线入射窗口垂直入射的射线以相对于该平板45度角向所述辐射体入射，出射的射线平行于所述装置主体的主轴方向通过所述射线出射窗口射出；所述次级过滤器和次级光阑依次置于所述装置主体内、所述辐射体出射的射线路径上。根据本专利技术的第二个方面，提供了一体化荧光发生装置，其中，所述初级过滤器与所述初级光阑分体紧固安装于所述射线入射窗口中。根据本专利技术的第三个方面，提供了一体化荧光发生装置，其中，所述次级光阑包括由里向外依次彼此分离放置的第一子光阑、第二子光阑和第三子光阑，所述第二子光阑为所述第一子光阑边缘散射光子的捕集器，所述第三子光阑为所述第二子光阑边缘散射光子的捕集器。根据本专利技术的第四个方面，提供了一体化荧光发生装置，其中，所述第三子光阑孔径大于其所在位置处的主射束的截面。根据本专利技术的第五个方面，提供了一体化荧光发生装置，其中，所述次级过滤器为附有过滤层的有机玻璃板。根据本专利技术的第六个方面，提供了一体化荧光发生装置，其中，所述辐射体为Zn、Zr、Mo、Sn 和 Cs2SO4 其中之一。根据本专利技术的第七个方面，提供了一体化荧光发生装置，其中，所述辐射体为Zn、Zr、Mo、Sn和Cs2SO4其中之一；所述次级过滤器对应地为Cu过滤器、SrCO3过滤器、Zr过滤器、Ag过滤器和TeO2过滤器。本专利技术提供的一体化荧光发生装置具有以下优点:1、结构紧凑稳定，辐射体和次级过滤器固化于有机玻璃支架内部，避免了因更换辐射质导致的位置偏移。初级过滤器、初级光阑和次级光阑为分体设计，同时又可紧配安装装置框架之上，即方便试验，又确保了辐射输出的稳定性。2、光子路径最短，从结构设计上保证了荧光产额最大化。3、屏蔽最大化，充分降低了装置外部散射辐射对Ka荧光纯度的影响。4、使用多个依次排列的光阑，限制了边缘散射光子进入主束，提高了 Ka荧光的纯度。【专利附图】【附图说明】图1为K-荧光X射线参考辐射示意图；图2 (a)和图2 (b)为K-荧光X射线参考辐射原理图；图3为常规荧光发生装置截面图；图4为本专利技术的一体化荧光发生装置截面示意图；图5(a)和图5(b)分别为本专利技术的一体化荧光发生装置使用辐射质F-Cs及无辐射质时脉冲高度谱。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。经过对现有荧光发生装置缺点的分析，研制了新型一体化荧光发生装置，其横截面示意图如图4所示。图4为本专利技术的一体化荧光发生装置截面示意图。根据本专利技术的第一实施方式，本专利技术的一体化荧光发生装置包括装置主体6、初级光阑2、初级过滤器3、辐射体4、辐射体支架5、次级过滤器7以及次级光阑8。X射线由入射束轴线I入射，经初级光阑2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体化荧光发生装置，其包括装置主体、初级光阑、初级过滤器、辐射体、辐射体支架、次级过滤器以及次级光阑，其特征在于：所述装置主体为中空腔体，其第一端的侧壁上设置有用于安装所述初级光阑和所述初级过滤器的射线入射窗口，第二端为射线出射窗口；所述辐射体支架为与所述装置主体的主轴呈45度角并置于所述装置主体的第一端的平板，使得从所述射线入射窗口垂直入射的射线以相对于该平板45度角向所述辐射体入射，出射的射线平行于所述装置主体的主轴方向通过所述射线出射窗口射出；所述次级过滤器和次级光阑依次置于所述装置主体内、所述辐射体出射的射线路径上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏可新，宋明哲，丁亚东，侯金兵，王红玉，高飞，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：