CN210270184U - 一种新型的中子射线探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及中子射线探测器领域，具体涉及一种新型的中子射线探测器，包括碘化锂闪烁体，所述碘化锂闪烁体下端为底端截面小上端截面大的圆台状，所述碘化锂闪烁体底端耦合有硅光电倍增器，所述硅光电倍增器电性连接后端电子学，本实用新型提供了一种体积小，工作电压低，灵敏度高，适合便携式中子测量仪器的使用中子射线探测器。
Description
技术领域
本实用新型涉及中子射线探测器领域，具体涉及一种新型的中子射线探测器。
背景技术
中子射线探测器是用于探测中子射线的传感器，常用于便携式中子剂量仪，个人中子剂量报警仪，固定式中子剂量仪等中子辐射测量设备。当前市场常用的中子射线探测器主要有He-3气体正比计数管，BF3气体正比计数管，锂玻璃和氟化锂和碘化锂闪烁体中子探测器。He-3和BF3气体正比计数管通常体积较大，而且需要高压供电工作。锂玻璃，氟化锂和碘化锂现有技术都是通过耦合光电倍增管用的，光电倍增管体积较大，而且也需要高压供电。有人用PIN型光电二极管耦合锂玻璃，氟化锂和碘化锂做成小体积的中子探测器，但是由于PIN型的光收集面小，而且没有光电倍增管的光电子倍增作用，所以导致中子射线探测灵敏度很低，只适合测量高剂量的中子辐射。
针对上述问题，本实用新型设计了一种新型的中子射线探测器。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型的中子射线探测器。尽最大可能解决上述问题，从而提供了一种体积小，工作电压低，灵敏度高，适合便携式中子测量仪器的使用中子射线探测器。
本实用新型通过以下技术方案予以实现：
一种新型的中子射线探测器，包括碘化锂闪烁体，所述碘化锂闪烁体下端为底端截面小上端截面大的圆台状，所述碘化锂闪烁体底端耦合有硅光电倍增器，所述硅光电倍增器电性连接后端电子学。
优选的，所述碘化锂闪烁体为掺铕碘化锂晶体材质，且6Li核素的含量大于9％。
优选的，所述碘化锂闪烁体下端为向内斜坡倒角状。
优选的，所述碘化锂闪烁体下端面与硅光电倍增器上端面相配合。
优选的，所述碘化锂闪烁体底端通过光耦合剂耦合有硅光电倍增器顶端。
优选的，所述后端电子学为信号显示装置，所述信号显示装置通过导线电性连接硅光电倍增器。
本实用新型的有益效果为：碘化锂采用出光面倒角工艺处理，可以使大体积碘化锂与小面积的硅光电倍增器耦合。硅光电倍增器是一种具有光电倍增特性的半导体光电转换器件，其兼备了光电倍管光电倍增性能和PIN型半导体的小体积低工资电压的特定，进而可以实现小体积，低功耗，高灵敏度的完美结合。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型信号读出电路图；
图3是本实用新型硅光电倍增器内部结构示意图。
图中：1-碘化锂闪烁体，2-出光面，3-硅光电倍增器，4-后端电子学。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1～3，一种新型的中子射线探测器，包括碘化锂闪烁体1，碘化锂闪烁体1下端为底端截面小上端截面大的圆台状，碘化锂闪烁体1底端耦合有硅光电倍增器3，硅光电倍增器3电性连接后端电子学4。
具体的，碘化锂闪烁体1为掺铕碘化锂晶体材质，且6Li核素的含量大于90％，碘化锂闪烁体1下端出光面2为向内斜坡倒角状，碘化锂闪烁体1下端面与硅光电倍增器3上端面相配合，碘化锂闪烁体1底端通过光耦合剂耦合有硅光电倍增器3顶端，后端电子学4为信号显示装置，信号显示装置通过导线电性连接硅光电倍增器3。
本实用新型中，中子射线穿过碘化锂闪烁体1，由于碘化锂闪烁体中原子的轨道电子从入射粒子接受大于其禁带宽度的能量时，便被激发跃迁至导带。然后,再经过一系列物理过程回到基态，根据退激的机制不同而发射出衰落时间很短的荧光(约10纳秒)或是较长的磷光(约1纳秒或更长)，中子射线携带能量并激发碘化锂闪烁体中原子的轨道电子，此时产生的荧光或磷光便会经过出光面2传递到硅光电倍增器3中，由于碘化锂闪烁体1下端为底端截面小上端截面大的圆台状，且碘化锂闪烁体1下端出光面2为向内斜坡倒角状，碘化锂闪烁体1下端面与硅光电倍增器3上端面相配合，碘化锂闪烁体1底端通过光耦合剂耦合有硅光电倍增器3顶端，此时产生的荧光或磷光便会被聚焦且通过硅光电倍增器3将光信号转换成电信号并放大传输出来，通过信号显示装置显示出来即可，硅光电倍增器3最基础的单元是由盖革模式下的APD和串联的淬灭电阻构成，这两者合并构成了一个像素。硅光电倍增管就是有大量的这种像素在二维方向上排列组成的，当硅光电倍增器(MPPC；SiPM)中的一个像素接收到一个入射光子时，就会输出一个幅度一定的脉冲，多个像素如果都接收到入射的光子，那么每一个像素都会输出一个脉冲，这几个脉冲最终会叠加在一起，由一个公共输出端输出。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种新型的中子射线探测器，包括碘化锂闪烁体(1)，其特征在于：所述碘化锂闪烁体(1)下端为底端截面小上端截面大的圆台状，所述碘化锂闪烁体(1)底端耦合有硅光电倍增器(3)，所述硅光电倍增器(3)电性连接后端电子学(4)。
2.根据权利要求1所述的一种新型的中子射线探测器，其特征在于：所述碘化锂闪烁体(1)为掺铕碘化锂晶体材质，且6Li核素的含量大于90％。
3.根据权利要求1所述的一种新型的中子射线探测器，其特征在于：所述碘化锂闪烁体(1)下端出光面(2)为向内斜坡倒角状。
4.根据权利要求1所述的一种新型的中子射线探测器，其特征在于：所述碘化锂闪烁体(1)下端面与硅光电倍增器(3)上端面相配合。
5.根据权利要求1所述的一种新型的中子射线探测器，其特征在于：所述碘化锂闪烁体(1)底端通过光耦合剂耦合有硅光电倍增器(3)顶端。
6.根据权利要求1所述的一种新型的中子射线探测器，其特征在于：所述后端电子学(4)为信号显示装置，所述信号显示装置通过导线电性连接硅光电倍增器(3)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113238275A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-10 | 西北核技术研究所 | 基于富氢钙钛矿闪烁体的微型辐射探测组件、装置及方法 |
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- 2019-06-17 CN CN201920903615.3U patent/CN210270184U/zh not_active Expired - Fee Related
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