CN104965218A

CN104965218A - 次级光阑

Info

Publication number: CN104965218A
Application number: CN201510388266.2A
Authority: CN
Inventors: 吴金杰; 陈成; 葛双
Original assignee: National Institute of Metrology
Current assignee: National Institute of Metrology
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2015-10-07

Abstract

本发明实施例涉及一种次级光阑,包括：铅筒，呈圆柱形筒状结构；所述铅筒的第一端面上具有辐射束入射孔，第二端面上具有辐射束出射孔；所述辐射束入射孔、所述辐射束出射孔和所述铅筒分别同轴；限束装置，包括一个或多个铅质的圆环，设置于所述铅筒的内壁上；所述铅质的圆环的外径与所述铅筒的内径尺寸相匹配，从而与所述铅筒一体连接；由所述辐射束入射孔射入的辐射束，经由所述一个或多个铅质的圆环进行限束后，呈锥形状由所述辐射束出射孔射出。

Description

次级光阑

技术领域

本发明涉及一种光路调整装置，尤其涉及一种次级光阑。

背景技术

近几十年来，核辐射探测器的发展十分迅猛，标志着核技术的快速进展，这得益于电子技术飞跃发展和核探测技术的不断突破。探测器是进行实验的重要仪器设备，其精度的不断提高才能最大限度的促进核技术的发展。核辐射探测器在低能区(8-100)keV内的响应随能量变化很大，微小的能量差别都可能使仪器仪表出现较大的响应变化。因此，需要建立能量准确已知的低能光子参考辐射，为仪表能量响应的准确测量提供计量保障。

参考辐射场中,参考点剂量当量约定真值的确定对辐射防护用仪器仪表校准有着重要的意义。目前国际上确定该值有两种通用的方法:1)通过剂量当量电离室直接测量得到(包括个人剂量当量电离室和周围剂量当量电离室)；2)通过能谱测量得到某一参考辐射点空气比释动能到剂量当量的转换系数,进而确定该点剂量当量约定真值。与通过电离室直接测量剂量当量方法相比,后者更为基础也更加准确。采用该方法首先需要建立低能荧光X射线参考辐射场,主要包括X射线机、监测电离室以及包括辐射体、过滤器、初级光阑、次级光阑和捕集器在内的荧光器件。

次级光阑的作用是限定荧光辐射束的发射角，如何设计次级光阑的结构控制出射的荧光的形状，并减少来自环境的散射是本发明所重点讨论的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种次级光阑，能够限定荧光辐射束的发射角，使出射的荧光呈锥形状，不仅可以减少来自环境的散射，还可以使出射的荧光束更均匀。

为实现上述目的，本发明提供了一种次级光阑，所述次级光阑包括：

铅筒，呈圆柱形筒状结构；所述铅筒的第一端面上具有辐射束入射孔，第二端面上具有辐射束出射孔；所述辐射束入射孔、所述辐射束出射孔和所述铅筒分别同轴；

限束装置，包括一个或多个铅质的圆环，设置于所述铅筒的内壁上；所述铅质的圆环的外径与所述铅筒的内径尺寸相匹配，从而与所述铅筒一体连接；由所述辐射束入射孔射入的辐射束，经由所述一个或多个铅质的圆环进行限束后，呈锥形状由所述辐射束出射孔射出。

优选的，所述多个圆环等间距设置在所述铅筒的内壁上。

进一步优选的，自所述第一端面向所述第二端面方向设置的多个圆环的内径依次减小。

进一步优选的，所述限束装置为3个圆环，所述3个圆环与所述第二端面之间的垂直距离依次为0.8cm、3.8cm、6.8cm。

进一步优选的，所述圆环的厚度为1cm。

优选的，所述铅筒的外径为2.5cm，内径为2cm，所述铅筒的第一端面与第二端面之间的距离为7.1cm。

优选的，所述铅筒和所述限束装置均由纯度高于99.9％的铅制成。

进一步优选的，所述铅筒和所述限束装置均由纯度为99.99％的铅制成。

本发明实施例提供的次级光阑，能够限定荧光辐射束的发射角，使出射的荧光呈锥形状，不仅可以减少来自环境的散射，还可以使出射的荧光束更均匀。

附图说明

图1为本发明实施例提供的次级光阑的剖面示意图；

图2为本发明实施例提供的次级光阑的正视透视图；

图3为本发明实施例提供的次级光阑自出光方向的侧视图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明提供的次级光阑可以应用于荧光辐射装置中。图1为本发明实施例提供的次级光阑的剖面示意图；图2为本发明实施例提供的次级光阑的正视透视图；图3为本发明实施例提供的次级光阑自出光方向的侧视图。结合图1、图2和图3所示，本发明实施例的次级光阑包括：铅筒1和限束装置2。

铅筒1，呈圆柱形筒状结构；

铅筒1的第一端面11上具有辐射束入射孔13，第二端面12上具有辐射束出射孔14；其中，辐射束入射孔13、辐射束出射孔14和铅筒1分别同轴；

限束装置2，包括一个或多个铅质的圆环，设置于铅筒1的内壁上；所述铅质的圆环的外径与铅筒1的内径尺寸相匹配，从而与铅筒1一体连接；由辐射束入射孔13射入的辐射束，经由一个或多个铅质的圆环进行限束后，呈锥形状由辐射束出射孔14射出。

在图1所示的剖面示意图中可以看出，在本实施例的次级光阑中，限束装置2所包括的铅质的圆环数量为3个，如图所示分别为铅质的圆环21、铅质的圆环22和铅质的圆环23。它们自第一端面11向第二端面12方向，每两个铅质的圆环间间距相等的设置在铅筒1的内壁上，并且，由第一端面11向第二端面12方向，铅质的圆环21、铅质的圆环22和铅质的圆环23的内径依次减小。

为防止荧光激发杂质材料产生特征X射线污染荧光的纯度，铅筒1和限束装置2均由纯度高于99.9％的铅制成。

在一个具体的例子中，次级光阑的各个结构尺寸可以如下：

铅筒1的外径为2.5cm，内径为2cm，铅筒1的第一端面11与第二端面12之间沿轴向的距离为7.1cm。

铅质的圆环23、铅质的圆环22和铅质的圆环21与第二端面12之间沿轴向距离依次为0.8cm、3.8cm、6.8cm。每个圆环的厚度都为1cm。

为保障良好的荧光纯度，铅筒1和限束装置2均由纯度为99.99％的铅制成。

图1中的虚线示出了荧光辐射束的出束角度。由图可知，通过圆环结构的限束装置2对荧光辐射束进行限束，从而限定荧光辐射束的发射角，使出射的荧光呈锥形状。

本发明实施例提供的次级光阑，应用于荧光辐射装置中。荧光辐射装置主要包括：X射线光机、初级过滤、初级光阑，辐射体、次级过滤、次级光阑。

其中，X射线光机，提供初级辐射源激发辐射体，使其产生特征X射线，即荧光。

初级过滤，由纯度高于99.99％的铝片制作，X射线机是以韧致辐射为背景产生光子。它是一个连续的谱，采用初级过滤过滤对产生荧光没有贡献的低能部分光子。

初级光阑，用于保证将X射线光机射线束面积限定在辐射体面积之内，以防止散射对K荧光纯度的干扰。

辐射体，X射线激发不同的材料会产生不同的荧光，为了得到较纯单能荧光，辐射体的材料纯度高于99.99％，防止杂质对荧光的污染。

次级过滤，X射线激发高纯度的辐射体材料会产生包括L、Kα、Kβ一系列特征射线，为了得到较纯单能荧光，次级过滤可以过滤掉L线，使Kβ的贡献忽略不计，从而得到单能Kα射线。

次级光阑，X射线激发辐射体产生的特征射线呈360°立体角散射，次级光阑限制光束呈锥形射出，以得到均匀的参考辐射场。

上面简要的介绍了荧光辐射装置具中各个部分的作用，下面对其工作过程进行简要介绍，从而说明本发明的次级光阑在荧光辐射装置中所起作用。

X射线光机产生的X射线照射辐射体，通过初级过滤过滤掉对产生荧光没有贡献的低能部分X射线，初级光阑将X射线机射线束面积限定在辐射体面积之内，防止X射线照射在装置其他部位而产生散射对荧光纯度影响。辐射体决定产生荧光的能量，其材料的量决定产生荧光的光子数。次级过滤过滤掉L线，使Kβ的贡献忽略不计，次级光阑对辐射源激发辐射体产生的360度立体角散射的荧光进行限束，最终由荧光辐射装置产生一个强度均匀集中、呈锥束的参考辐射场。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种次级光阑，其特征在于，所述次级光阑包括：

2.根据权利要求1所述的次级光阑，其特征在于，所述多个圆环等间距设置在所述铅筒的内壁上。

3.根据权利要求2所述的次级光阑，其特征在于，自所述第一端面向所述第二端面方向设置的多个圆环的内径依次减小。

4.根据权利要求2所述的次级光阑，其特征在于，所述限束装置为3个圆环，所述3个圆环与所述第二端面之间的垂直距离依次为0.8cm、3.8cm、6.8cm。

5.根据权利要求4所述的次级光阑，其特征在于，所述圆环的厚度为1cm。

6.根据权利要求1所述的次级光阑，其特征在于，所述铅筒的外径为2.5cm，内径为2cm，所述铅筒的第一端面与第二端面之间的距离为7.1cm。

7.根据权利要求1所述的次级光阑，其特征在于，所述铅筒和所述限束装置均由纯度高于99.9％的铅制成。

8.根据权利要求7所述的次级光阑，其特征在于，所述铅筒和所述限束装置均由纯度为99.99％的铅制成。