技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輻射探測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種組合閃爍晶體結(jié)構(gòu)及基于SiPM的具有該組合閃爍晶體結(jié)構(gòu)的組合閃爍探測(cè)器結(jié)構(gòu)及具有該組合閃爍探測(cè)器結(jié)構(gòu)的輻射探測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)

閃爍探測(cè)器是由閃爍晶體和光電器件組成的輻射探測(cè)器，為核物理研究、輻射測(cè)量、核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備研究提供了器件支持。閃爍晶體首先將x/γ射線轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光子，然后光電器件將可見(jiàn)光子轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，后端對(duì)電脈沖信號(hào)按幅度進(jìn)行分類(lèi)計(jì)數(shù)獲得輻射信息。新型光電器件硅光電倍增管(Silicon Photomultiplier，簡(jiǎn)稱(chēng)SiPM)具有體積小、增益大、無(wú)需高壓等特性，現(xiàn)閃爍探測(cè)器正逐漸使用SiPM替代傳統(tǒng)光電倍增管(Photo-Multiplier Tubes，簡(jiǎn)稱(chēng)PMT)。

現(xiàn)有閃爍探測(cè)器多使用單一種類(lèi)閃爍晶體組成。基于該結(jié)構(gòu)探測(cè)器，可實(shí)現(xiàn)x/γ輻射劑量?jī)x等核測(cè)量?jī)x器，但是，該種單一閃爍晶體結(jié)構(gòu)的閃爍探測(cè)器存在靈敏度和計(jì)數(shù)率線性范圍的矛盾。高靈敏度的探測(cè)器，在強(qiáng)輻射場(chǎng)下會(huì)產(chǎn)生高計(jì)數(shù)率電脈沖信號(hào)，一方會(huì)引起面堆積效應(yīng)引起信息丟失，一方面對(duì)于后端信號(hào)處理模塊的性能提出很高要求，極大的增加了使用難度和成本；SiPM由于雪崩恢復(fù)時(shí)間和像素個(gè)數(shù)限制，其動(dòng)態(tài)范圍有限，很難對(duì)寬范圍光強(qiáng)有線性響應(yīng)。

因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種新型結(jié)構(gòu)的組合閃爍晶體結(jié)構(gòu)及基于SiPM的具有該組合閃爍晶體結(jié)構(gòu)的組合閃爍探測(cè)器結(jié)構(gòu)及具有該組合閃爍探測(cè)器結(jié)構(gòu)的輻射探測(cè)設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的靈敏度和計(jì)數(shù)率線性度矛盾的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種組合閃爍晶體結(jié)構(gòu)及基于SiPM的具有該組合閃爍晶體結(jié)構(gòu)的組合閃爍探測(cè)器結(jié)構(gòu)及具有該組合閃爍探測(cè)器結(jié)構(gòu)的輻射探測(cè)設(shè)備，可利用閃爍晶體參數(shù)差異解決靈敏度和計(jì)數(shù)率線性度矛盾并突破SiPM動(dòng)態(tài)范圍有限的瓶頸。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種組合閃爍晶體，其包括至少一個(gè)A閃爍晶體模塊及一個(gè)B閃爍晶體模塊，所述A閃爍晶體模塊與B閃爍晶體模塊為性能不盡相同的閃爍晶體模塊，所述A閃爍晶體模塊包括至少一個(gè)閃爍晶體A，所述B閃爍晶體模塊包括至少一個(gè)閃爍晶體B，所述閃爍晶體A的靈敏度低于所述閃爍晶體B的靈敏度，所述閃爍晶體A的光輸出高于所述閃爍晶體B的光輸出，所述B閃爍晶體模塊設(shè)有用以接收射線的射線入射面，至少一個(gè)所述A閃爍晶體模塊排布于B閃爍晶體模塊的射線入射面的外側(cè)。

上述的一種組合閃爍晶體，優(yōu)選地，所述B閃爍晶體模塊包括與外部硅光電倍增器件耦合的第一對(duì)接面、與第一對(duì)接面位置相對(duì)的第二對(duì)接面以及連接第一對(duì)接面及第二對(duì)接面的用以接收射線的若干個(gè)側(cè)面，若干所述側(cè)面為所述B閃爍晶體模塊的射線入射面，所述A閃爍晶體模塊包括若干個(gè)，若干所述A閃爍晶體模塊分別排布于B閃爍晶體模塊的每一側(cè)面外圍，且整體上若干所述A閃爍晶體模塊圍繞所有側(cè)面從側(cè)面外圍完全包裹住B閃爍晶體模塊。

上述的一種組合閃爍晶體，優(yōu)選地，該若干個(gè)A閃爍晶體模塊相對(duì)于B閃爍晶體模塊至少在一個(gè)方向上呈對(duì)稱(chēng)排布。

上述的一種組合閃爍晶體，優(yōu)選地，若干所述A閃爍晶體模塊以大于等于射線入射面面積的方式進(jìn)行排布并包裹B閃爍晶體模塊。

上述的一種組合閃爍晶體，優(yōu)選地，所述B閃爍晶體模塊包括與外部硅光電倍增器件耦合的第一對(duì)接面、與第一對(duì)接面位置相對(duì)的第二對(duì)接面以及連接第一對(duì)接面及第二對(duì)接面的用以接收射線的若干個(gè)側(cè)面，若干所述側(cè)面為所述B閃爍晶體模塊的射線入射面，所述A閃爍晶體模塊包括若干個(gè)，若干所述A閃爍晶體模塊分別排布于B閃爍晶體模塊的至少兩個(gè)側(cè)面外圍，且整體上若干所述A閃爍晶體模塊從側(cè)面外圍不完全包裹B閃爍晶體模塊。

上述的一種組合閃爍晶體，優(yōu)選地，該若干個(gè)A閃爍晶體模塊相對(duì)于B閃爍晶體模塊至少在一個(gè)方向上呈對(duì)稱(chēng)排布。

上述的一種組合閃爍晶體，優(yōu)選地，若干所述A閃爍晶體模塊以大于等于射線入射面面積的方式進(jìn)行排布并包裹B閃爍晶體模塊。

上述的一種組合閃爍晶體，優(yōu)選地，所述B閃爍晶體模塊包括與硅光電倍增器件耦合的第一對(duì)接面、與第一對(duì)接面位置相對(duì)的第二對(duì)接面以及連接第一對(duì)接面及第二對(duì)接面的用以接收射線的若干個(gè)側(cè)面，若干所述側(cè)面為所述B閃爍晶體模塊的射線入射面，所述至少一個(gè)A閃爍晶體模塊排布于B閃爍晶體模塊其中一個(gè)側(cè)面的外側(cè)。

上述的一種組合閃爍晶體，優(yōu)選地，所述至少一個(gè)A閃爍晶體模塊排布后與射線入射面對(duì)接的面的面積大于等于射線入射面的面積。