CN110988966A - 基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的方法及系统，所述方法包括：CLYC晶体探测准直中子、γ射线的混合射线束照射被检物体后，透射出的混合射线束，发出可甄别的荧光；位置灵敏光电倍增管采集CLYC晶体发出的可甄别的荧光，将荧光信号转换为电信号并记录荧光位置信息；信号放大单元对所述电信号进行放大和降噪处理；信号甄别单元对所述荧光位置信息进行甄别；数据处理单元对甄别后的电信号进行模数转换和图像处理；显示单元上呈现被检物体的中子照相图片和γ照相图片。该技术方案既能够充分利用两种射线无损检测方法的互补优势，提高无损检测能力，又能够提高效率，消除两种射线在单独开展无损检测时的相互干扰因素。
Description
技术领域
本公开属于射线无损检测技术领域，具体涉及基于CLYC晶体对被检物体进行中子、γ射线复合照相的方法及系统。
背景技术
中子照相与γ射线照相(或X射线照相，二者原理方法相同，只是射线来源与能量不同)是射线无损检测技术的重要组成，是利用中子、γ等射线照射被检物体，根据被检物体内不同结构与材料组成，或者存在缺陷对中子、γ等射线的衰减不同，通过透射射线强度的变化获得被检物体内部信息，在工业、科研等领域应用广泛。其中，γ射线照相基于γ射线穿透被检物体时，同核外电子相互作用，其质量衰减系数随材料原子序数的增加而增加，因此可以用于检测低原子序数材料包裹中的高原子序数材料，如行李箱中的刀具等；中子照相的无损检测重点同γ射线照相互补，是由于中子不带电，能轻易穿透材料的核外电子层，同原子核相互作用，其质量衰减系统和原子序数关系复杂，通常可用于检测重原子序数材料包裹的含氢材料，如子弹中的火药等。
目前，中子照相与γ射线照相均有广泛的应用和研究，尤其是γ射线照相已具备成熟的产品，但都是基于单独的装置分别开展中子或γ射线无损检测，并需要排除其它射线的干扰，无法同时对被检物体进行中子、γ射线复合照相，进而充分利用中子与γ射线的互补效应开展更全面、高效的无损检测。
发明内容
为了解决相关技术中的问题，本发明的目的在于提供一种基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的方法及系统，用于解决现有技术中的空白，能够同时实现被检物体的中子、γ射线无损检测。
本公开实施例提供一种基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的方法。具体地，所述方法包括：
CLYC晶体探测准直中子、γ射线的混合射线束照射被检物体后，透射出的混合射线束，发出可甄别的荧光；
位置灵敏光电倍增管采集CLYC晶体发出的可甄别的荧光，将荧光信号转换为电信号并记录荧光位置信息；
信号放大单元对所述电信号进行放大和降噪处理；
信号甄别单元对所述荧光位置信息进行甄别；
数据处理单元对甄别后的电信号进行模数转换和图像处理；
显示单元上呈现被检物体的中子照相图片和γ照相图片。
可选地，所述信号甄别单元通过脉冲幅度和/或脉冲波形甄别所述荧光位置信息中的中子以及γ射线的信号。
本公开实施例还提供一种基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的系统，包括：CLYC晶体、位置灵敏光电倍增管、信号放大单元、信号甄别单元、数据处理单元、显示单元以及电源单元；
所述CLYC晶体与所述位置灵敏光电倍增管紧密贴合于一体，其中，所述CLYC晶体用于探测准直中子、γ射线的混合射线束照射被检物体后，透射出的混合射线束，发出可甄别的荧光；所述位置灵敏光电倍增管用于采集CLYC晶体发出的可甄别的荧光，将荧光信号转换为电信号并记录荧光位置信息；
所述信号放大单元与所述位置灵敏光电倍增管连接，用于对所述电信号进行放大和降噪处理；
所述信号甄别单元与所述信号放大单元连接，用于对所述荧光位置信息进行甄别；
所述数据处理单元与所述信号甄别单元连接，用于对甄别后的电信号进行模数转换和图像处理；
所述显示单元与所述数据处理单元连接，用于呈现被检物体的中子照相图片和γ照相图片；
所述电源单元与所述位置灵敏光电倍增管、信号放大单元、信号甄别单元、数据处理单元、显示单元连接，为其供电。
本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
上述技术方案解决了现有技术中只能单独开展中子照相与γ照相的限制，能够利用中子、γ射线的混合射线束同时对被检物体进行中子、γ射线复合照相，既能够充分利用两种射线无损检测方法的互补优势，提高无损检测能力，又能够提高效率，消除两种射线在单独开展无损检测时的相互干扰因素。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它标签、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
图1示出根据本公开的实施例的基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的系统的结构示意图；
图2示出根据本公开的实施例的基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的方法的流程图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。
在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
图1示出根据本公开的实施例的基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的系统的结构示意图。
如图1所示，所述基于CLYC晶体(闪烁晶体探测器)的中子、γ射线复合照相的系统，包括：CLYC晶体10、位置灵敏光电倍增管20、信号放大单元30、信号甄别单元40、数据处理单元50、显示单元60以及电源单元70。
所述CLYC晶体10与所述位置灵敏光电倍增管20紧密贴合于一体，其中，所述CLYC晶体10用于探测准直中子、γ射线的混合射线束照射被检物体后，透射出的混合射线束，发出可甄别的荧光；所述位置灵敏光电倍增管20用于采集CLYC晶体发出的可甄别的荧光，将荧光信号转换为电信号并记录荧光位置信息；
所述信号放大单元30与所述位置灵敏光电倍增管20连接，用于对所述电信号进行放大和降噪处理；
所述信号甄别单元40与所述信号放大单元30连接，用于对所述荧光位置信息进行甄别；
所述数据处理单元50与所述信号甄别单元40连接，用于对甄别后的电信号进行模数转换和图像处理；
所述显示单元60与所述数据处理单元50连接，用于呈现被检物体的中子照相图片和γ照相图片；
所述电源单元70与所述位置灵敏光电倍增管20、信号放大单元30、信号甄别单元40、数据处理单元50、显示单元60连接，为其供电。
根据本公开的实施例，准直中子、γ射线的混合射线束由同位素放射源释放，经准直屏蔽。同位素放射源同被检物体的距离可以是被检物体的尺寸10倍以上距离，使得照射在被检物体上射线为近似均匀混合的平行中子、γ射线的混合射线束。
根据本公开的实施例，被检物体与CLYC晶体10尽量靠近，以使穿透过被检物体的准直中子、γ射线的混合射线束同CLYC晶体10反应产生荧光。
根据本公开的实施例，位置灵敏光电倍增管20紧贴CLYC晶体10，并被封装于一体，用于将CLYC晶体10产生的荧光转换为电信号，并记录荧光的位置信息。
根据本公开的实施例，所述信号甄别单元40通过脉冲幅度和/或脉冲波形等方法，甄别所述荧光位置信息中的中子以及γ射线的信号。
根据本公开的实施例，所述数据处理单元50采集记录中子、γ射线信号及其位置信息，形成被检物体的中子照相图片与γ射线照相图片，并在显示单元60上呈现。
本公开的基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的系统解决了现有技术中只能单独开展中子照相与γ照相的限制，能够利用中子、γ射线的混合射线束同时对被检物体进行中子、γ射线复合照相，既能够充分利用两种射线无损检测方法的互补优势，提高无损检测能力，又能够提高效率，消除两种射线在单独开展无损检测时的相互干扰因素。
图2示出根据本公开的实施例的基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的方法的流程图。
如图2所示，所述基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的方法包括步骤S10-S60：
在步骤S10中，CLYC晶体探测准直中子、γ射线的混合射线束照射被检物体后，透射出的混合射线束，发出可甄别的荧光；
在步骤S20中，位置灵敏光电倍增管采集CLYC晶体发出的可甄别的荧光，将荧光信号转换为电信号并记录荧光位置信息；
在步骤S30中，信号放大单元对所述电信号进行放大和降噪处理；
在步骤S40中，信号甄别单元对所述荧光位置信息进行甄别；
在步骤S50中，数据处理单元对甄别后的电信号进行模数转换和图像处理；
在步骤S60中，显示单元上呈现被检物体的中子照相图片和γ照相图片。
根据本公开的实施例，所述信号甄别单元通过脉冲幅度和/或脉冲波形甄别所述荧光位置信息中的中子以及γ射线的信号。
根据本公开的实施例，本公开的原理是，利用准直中子、γ射线的混合射线束照射被检物体，基于CLYC晶体实现对透射中子、γ射线的同时探测发出可甄别的荧光，进一步利用位置灵敏光电倍增管对光信号进行采集转换为电信号并记录荧光位置信息，利用信号放大单元和信号甄别单元对中子、γ射线产生的电信号进行放大与甄别，再通过数据处理单元对甄别后中子、γ射线的电信号进行模数转换和处理，最终在显示单元上呈现被检物体中子照相图片和γ照相图片。
本公开的基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的方法的具体实施细节可以参照系统实施例部分，在此不予赘述。
本公开的基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的方法解决了现有技术中只能单独开展中子照相与γ照相的限制，能够利用中子、γ射线的混合射线束同时对被检物体进行中子、γ射线复合照相，既能够充分利用两种射线无损检测方法的互补优势，提高无损检测能力，又能够提高效率，消除两种射线在单独开展无损检测时的相互干扰因素。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域开发人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (3)
1.一种基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的方法，其特征在于，包括：
CLYC晶体探测准直中子、γ射线的混合射线束照射被检物体后，透射出的混合射线束，发出可甄别的荧光；
位置灵敏光电倍增管采集CLYC晶体发出的可甄别的荧光，将荧光信号转换为电信号并记录荧光位置信息；
信号放大单元对所述电信号进行放大和降噪处理；
信号甄别单元对所述荧光位置信息进行甄别；
数据处理单元对甄别后的电信号进行模数转换和图像处理；
显示单元上呈现被检物体的中子照相图片和γ照相图片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述信号甄别单元通过脉冲幅度和/或脉冲波形甄别所述荧光位置信息中的中子以及γ射线的信号。
3.一种基于CLYC晶体的中子、γ射线复合照相的系统，其特征在于，包括：CLYC晶体、位置灵敏光电倍增管、信号放大单元、信号甄别单元、数据处理单元、显示单元以及电源单元；
所述CLYC晶体与所述位置灵敏光电倍增管紧密贴合于一体，其中，所述CLYC晶体用于探测准直中子、γ射线的混合射线束照射被检物体后，透射出的混合射线束，发出可甄别的荧光；所述位置灵敏光电倍增管用于采集CLYC晶体发出的可甄别的荧光，将荧光信号转换为电信号并记录荧光位置信息；
所述信号放大单元与所述位置灵敏光电倍增管连接，用于对所述电信号进行放大和降噪处理；
所述信号甄别单元与所述信号放大单元连接，用于对所述荧光位置信息进行甄别；
所述数据处理单元与所述信号甄别单元连接，用于对甄别后的电信号进行模数转换和图像处理；
所述显示单元与所述数据处理单元连接，用于呈现被检物体的中子照相图片和γ照相图片；
所述电源单元与所述位置灵敏光电倍增管、信号放大单元、信号甄别单元、数据处理单元、显示单元连接，为其供电。
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