CN113376682A - 靶前高能质子束斑测量方法及系统 - Google Patents
靶前高能质子束斑测量方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113376682A CN113376682A CN202110735866.7A CN202110735866A CN113376682A CN 113376682 A CN113376682 A CN 113376682A CN 202110735866 A CN202110735866 A CN 202110735866A CN 113376682 A CN113376682 A CN 113376682A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target
- target surface
- distribution information
- beam spot
- gamma ray
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 111
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005316 response function Methods 0.000 claims description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- QWUZMTJBRUASOW-UHFFFAOYSA-N cadmium tellanylidenezinc Chemical compound [Zn].[Cd].[Te] QWUZMTJBRUASOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000000516 activation analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
一种靶前高能质子束斑测量方法及系统，包括将能够用于小孔成像的小孔装置设置在伽玛射线探测器和靶站之间，结合小孔成像原理，能够将靶站反角方向上靶面次级伽玛射线的像传输至像素型伽玛射线探测器上，进而可以通过所探测得到的靶面次级伽玛射线的分布信息得到靶面入射质子的束斑分布信息，能够实时的获得入射质子束斑的分布图像。由于该靶前高能质子束斑测量方法及系统可以避开强辐射的靶区，使得本系统适用于高功率散裂中子源和加速器驱动次临界系统等大型装置的靶前高能质子的束斑测量，且打靶的入射质子束流的功率越高，测量效果越好。
Description
技术领域
本发明涉及束流测量领域，具体涉及一种靶前高能质子束斑测量方法及系统。
背景技术
国内外的散裂中子源和加速器驱动次临界系统(accelerator-drivensubcritical system，ADS)均是高能高功率的质子束驱动散裂靶装置。这些大型装置的共同特点是利用高能高功率的质子束流轰击重元素靶，随着散裂反应的发生放出大量的中子。散裂中子源一般质子束流打靶功率从数百千瓦到几兆瓦，ADS设计功率一般超过十个兆瓦量级。从加速器端输出的打靶质子束流的束斑介于均匀和高斯分布之间，具有很大的不确定性。为了降低束斑中心位置的最大功率密度和匹配靶的形状，靶前质子束流传输系统通常还要采取一些束斑均匀化、扩尺寸、改变分布形状等操作，这进一步增加了靶前质子束斑形状和功率密度分布的不确定性。然而靶前质子束斑分布及稳定性对于高功率散裂靶的稳定运行至关重要。如何准确监测或测量靶前质子束斑的二维分布及功率密度，是国际上高功率散裂中子源和ADS系统装置上加速器和靶站系统共同面临的难题。
目前，靶前对质子束流剖面进行直接监测的方法主要采用固定结构的多丝靶法，通过质子束流与测量丝相互作用产生的二次电子信号确定质子位置。目前多丝靶通常放置在距靶前约2米处，其运行稳定性好，可以实时获得靶前质子束的分布情况。但多丝靶材料抗辐有限，且其有使用上限温度，会出现高温下电子发射现象，影响测量和限制质子束流的功率密度。另一方面，多丝靶方法只能实现一维测量，只能分别给出两个方向上的一维积分曲线，不能给出完整的二维分布。
近年来开始探索使用的另一方法是发光涂层的方法，即在靶面涂上一层与质子束相互作用后的发光材料，如含铬的氧化铝材料等。当质子束通过靶面涂层时，与发光材料作用，放出某一波段的荧光，使用镜面将这些光线反射到相机上，实现束斑二维分布的实时监测。目前CSNS和SNS都使用到了这种技术。但在高功率条件下，发光涂层随着工作时间增加，会出现严重的发光降低现象。当前发光涂层远远小于靶的寿命，高功率加速器功率提升需要几年，因此当前的寿命不能满足高功率质子加速器调试和打靶需求。
另一方面，也有使用活化法后期分析活化情况实现对束斑测量的方法，如日本散裂中子源上使用0.3mm后的铝膜放置在靶面上，束流打靶一定时间后，取下进行离线的活化分析，然后根据活化程度间接推出束斑分布及强度。但这种方法只能进行单次测量，不能实时跟踪，且靶一旦强活化后，放置和取出铝膜很困难。
从以上国际当前使用的方法来看都有局限性，且未来如果打靶质子束流功率进一步提高，靶前高功率质子束斑的测量是束测领域面临的一个世界级的难题。
发明内容
本发明提供一种靶前高能质子束斑测量方法及系统，可以实现实时得到质子束斑分布，避免高辐射区域对探测系统的影响，满足高功率质子束斑的测量，寿命长，为解决靶前高功率束流的束斑分布测量提供一种有效的解决方案。
根据第一方面，一种实施例中提供一种靶前高能质子束斑测量系统，包括：
伽玛射线探测器、能够用于小孔成像的小孔装置以及靶站，所述小孔装置用于将所述靶站反角方向上出射的靶面次级伽玛射线的像通过小孔成像的方式，传输至所述伽玛射线探测器上；
所述伽玛射线探测器为像素型伽马射线探测器，能够探测靶面次级伽玛射线的分布信息。
可选的，所述伽玛射线探测器为像素型碲锌镉半导体探测器。
可选的，还包括能够出射质子的质子源以及束流偏转装置，所述束流偏转装置设置所述靶站的靶面前方，所述束流偏转装置用于将入射质子束流的入射方向进行偏转，使入射质子束流能够正向轰击在所述靶站的靶面上。
可选的，所述小孔装置的小孔直径大小可调整。
可选的，所述靶面次级伽玛射线的分布信息包括所述靶面次级伽玛射线的二维分布或功率密度。
根据第二方面，一种实施例中提供一种靶前高能质子束斑测量方法，包括：
上述任一靶前高能质子束斑测量系统，将靶面反角方向上的靶面次级伽玛射线的像通过小孔成像投射在伽玛射线探测器上，在所述伽玛射线探测器上形成探测面伽玛射线；
通过所述伽玛射线探测器确定所述探测面伽玛射线的分布信息；
根据所述探测面伽玛射线的分布信息确定所述靶面次级伽玛射线的分布信息；
通过所述靶面次级伽玛射线的分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息。
可选的，根据所述探测面伽玛射线的分布信息确定所述靶面次级伽玛射线的分布信息，包括：所述探测面伽玛射线的分布信息等价于所述靶面次级伽玛射线的分布信息。
可选的，通过所述靶面次级伽玛射线的分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，包括：
确定点响应函数，所述点响应函数为靶面入射质子与所述靶面次级伽玛射线之间的内部函数关系；
根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息。
可选的，根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，包括：
根据所述靶面次级伽玛射线分布的矩阵元等于所述靶面入射质子的束斑分布信息与所述点响应函数的卷积；
通过反卷积计算，确定所述靶面入射质子的束斑分布信息。
可选的，根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，包括：N＝C·P，其中，N为靶面次级伽玛射线分布的矩阵元，P为所述靶面入射质子的束斑分布信息，C为点响应矩阵；
相应地，
其中，i、j、m和n＝1，2，3…，K；其中，K为大于0的整数。
依据上述实施例的靶前高能质子束斑测量方法及系统，包括将能够用于小孔成像的小孔装置设置在伽玛射线探测器和靶站之间，结合小孔成像原理，能够将靶站反角方向上靶面次级伽玛射线的像传输至伽玛射线探测器上，进而，可以通过所探测得到的靶面次级伽玛射线的分布信息得到靶面入射质子的束斑分布信息。本发明这种利用在靶站的靶面上出射的靶面次级伽玛射线进行入射质子的束斑分布的探测方法，不仅可以实现实时得到质子束斑的分布信息，而且，可以通过调节小孔装置中小孔的孔径和其距靶面的距离可以控制靶面次级伽玛射线的束流强度和成像时间。该靶前高能质子束斑测量方法及系统可以避开强辐射的靶区，适用于散裂中子源和加速器驱动次临界系统等大型装置的靶前高能质子的束斑测量，且打靶的入射质子束流的功率越高，测量效果越好。为未来解决靶前高功率束流的束斑分布测量提供一种有效的解决方案。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的靶前高能质子束斑测量系统结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的靶前高能质子束斑测量方法流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
由背景技术可知，目前对于散裂中子源和加速器驱动次临界系统等大型装置的靶前高能质子束斑测量中，大多无法实时测量，效率低下，且由于靶站前方为强辐射区域，会严重影响探测器使用寿命，且其空间紧凑，不利于探测器的布置，且现有的测量系统的寿命不能满足高功率质子加速器调试和打靶需求。
经过分析研究可知，在高能、高功率的质子束轰击靶站时，质子束会与靶发生相互作用，产生次级粒子，主要的次级粒子中有中子、伽玛射线以及正负电子等，中子与伽玛射线具有无电荷、高通量的特点，经分析可知，伽玛射线的出射起点主要分布在靶面的浅层区域，相比于中子，伽玛射线更易于被探测，因此可以通过选择反角方向上的次级伽玛射线来反应靶前的质子束的束斑分布情况。进一步地，利用小孔成像法在距离靶站较远处对伽玛分布进行成像，然后将靶前高能质子束斑与反角伽玛分布联系起来，可得到靶前高功率质子束斑的分布信息，从而得到质子束斑的二维分布及功率密度等信息。
在本发明实施例中，将能够用于小孔成像的小孔装置设置在伽玛射线探测器和靶站之间，结合小孔成像原理，能够将靶站反角方向上靶面次级伽玛射线的像传输至伽玛射线探测器上，进而，可以通过所探测得到的靶面次级伽玛射线的分布信息得到靶面入射质子的束斑分布信息。本发明这种利用在靶站的靶面上出射的靶面次级伽玛射线进行入射质子的束斑分布的探测方法，不仅可以实现实时得到质子束斑的分布信息，而且，可以通过调节小孔装置中小孔的孔径和其距靶面的距离可以控制靶面次级伽玛射线的束流强度和成像时间。该靶前高能质子束斑测量方法及系统可以避开强辐射的靶区，适用于散裂中子源和加速器驱动次临界系统等大型装置的靶前高能质子的束斑测量，且打靶的入射质子束流的功率越高，测量效果越好。
参考图1，本实施例提供一种靶前高能质子束斑测量系统，包括伽玛射线探测器300、能够用于小孔成像的小孔装置100以及靶站200，所述伽玛射线探测器300、小孔装置100以及靶站200依次设置，质子束轰击靶站200时，质子束会与靶发生相互作用，在靶面上产生次级伽玛射线，即靶面次级伽玛射线，所述小孔装置100可以将所述靶站200反角方向上的靶面次级伽玛射线的像通过小孔成像的方式，将靶面上产生的靶面次级伽玛射线传输至所述伽玛射线探测器上。
所述伽玛射线探测器300为像素型伽马射线探测器，像素型伽马射线探测器能够实现伽玛射线的位置分辨，进而能够探测所述靶面次级伽玛射线的分布信息。所述靶面次级伽玛射线的分布信息可以包括所述次级伽玛射线的二维分布或功率密度。
本实施例中，所述伽玛射线探测器300为像素型(阵列式)碲锌镉半导体探测器，能够对伽玛射线实现更为敏感的探测。
本实施例中，还能够出射质子的质子源400以及束流偏转装置401，所述束流偏转装置401设置所述靶站200的靶面前方，所述束流偏转装置401用于将入射质子束流的入射方向进行偏转，使入射质子束流能够正向轰击在所述靶站200的靶面上。其中，所述小孔装置100距离所述靶面(靶面出射的伽玛束斑)的距离为物距d1，所述小孔装置100距离所述伽玛射线探测器的距离为像距d2，所述小孔装置100的小孔直径、物距d1或者像距d2可以根据质子源400的束流功率、数据统计要求或者图像分辨率要求等因素灵活的进行调整。
本实施例中，所述束流偏转装置401为磁铁，能够使得向所述靶站200发射的入射质子束流的方向改变为垂直轰击在所述靶站200的靶面上。
本实施例基于上述靶前高能质子束斑测量系统，还提供一种靶前高能质子束斑测量方法方法，包括：
步骤1，将靶面反角方向上的靶面次级伽玛射线的像通过小孔成像投射在伽玛射线探测器上。
本实施例中，在靶站的靶面前方布置伽玛射线探测器，在所述伽玛射线探测器与所述靶站之间设置能够用于小孔成像的小孔装置，所述小孔装置能够将从所述靶面反角方向上的靶面次级伽玛射线的像通过小孔成像的方式，传输至所述伽玛射线探测器上，在所述伽玛射线探测器上形成探测面伽玛射线。
步骤2，通过所述伽玛射线探测器确定所述探测面伽玛射线的分布信息。
由于靶站位置是高辐射区域，严重影响探测器使用寿命，且其空间紧凑，不利于探测器的布置。本实施例方法中基于小孔成像原理，将反角的次级伽玛射线经小孔传输到远端，再由阵列式碲锌镉半导体探测器进行记录，这样就可通过碲锌镉半导体探测器直接获得探测面伽玛射线的分布信息。
步骤3，根据所述探测面伽玛射线的分布信息确定所述靶面次级伽玛射线的分布信息。
本实施例中，所述探测面伽玛射线的分布信息等价于所述靶面次级伽玛射线的分布信息，因此，得到探测面伽玛射线的分布信息，即可得到靶面次级伽玛射线的分布信息。
步骤4，通过所述靶面次级伽玛射线的分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息。
找出靶面次级伽玛射线与靶面入射质子之间的内部联系，即可通过所述靶面次级伽玛射线的分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息。
本实施例中，通过所述靶面次级伽玛射线的分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，具体可以是：首先，确定点响应函数，所述点响应函数为靶面入射质子与所述靶面次级伽玛射线之间的内部函数关系。例如，基于蒙特卡洛方法，采用一个理想质子点源轰击靶面(钨靶)，在靶面位置处记录出射的伽玛射线的二维分布，即点相应函数。
然后，根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息。
本实施例中，根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，包括：
根据所述靶面次级伽玛射线分布的矩阵元等于所述靶面入射质子的束斑分布信息与所述点响应函数的卷积，通过反卷积计算，可以确定所述靶面入射质子的束斑分布信息。
本实施例中，点响应函数显示了次级伽玛射线有靶内部到靶面位置的扩散特性，也揭示了入射质子与次级伽玛射线的内在联系，因此，可以通过点响应函数构建靶面次级伽玛射线分布和靶面入射质子的束斑分布的图像算法。因此，通点相应函数构建为：N＝C·P，其中，N为靶面次级伽玛射线分布的矩阵元，P为所述靶面入射质子的束斑分布信息，C为点响应矩阵；
更具体可以是，
其中，i、j、m和n＝1，2，3…，K；其中，K为大于0的整数。通过计算可以得到所述靶面入射质子的束斑分布信息。
本实施例所提供的靶前高能质子束斑测量系统及方法提出以反角方向的次级伽玛射线来反应入射高能质子束斑以及提出以陈列式碲锌镉半导体探测器进行伽玛射线探测的构思不仅使得靶前高能质子束斑测量系统结构简单、造价低且易于布置，并且探测器(碲锌镉半导体探测器)布置在靶站的远端，能够远离高能辐射区，可显著提高整个测量系统的寿命，并且易于维护，适合高功率打靶束流功率的情况。并且，通过此种靶前高能质子束斑测量系统及方法可以实时的获得高质量二维质子束斑分布图像。
本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种靶前高能质子束斑测量系统，其特征在于，包括：
伽玛射线探测器、能够用于小孔成像的小孔装置以及靶站，所述小孔装置用于将所述靶站反角方向上出射的靶面次级伽玛射线的像通过小孔成像的方式，传输至所述伽玛射线探测器上；
所述伽玛射线探测器为像素型伽玛射线探测器，能够探测靶面次级伽玛射线的分布信息。
2.如权利要求1所述的靶前高能质子束斑测量系统，其特征在于，所述伽玛射线探测器为像素型碲锌镉半导体探测器。
3.如权利要求1所述的靶前高能质子束斑测量系统，其特征在于，还包括能够出射质子的质子源以及束流偏转装置，所述束流偏转装置设置所述靶站的靶面前方，所述束流偏转装置用于将入射质子束流的入射方向进行偏转，使入射质子束流能够正向轰击在所述靶站的靶面上。
4.如权利要求1所述的靶前高能质子束斑测量系统，其特征在于，所述小孔装置的小孔直径大小可调整。
5.如权利要求1所述的靶前高能质子束斑测量系统，其特征在于，所述靶面次级伽玛射线的分布信息包括所述靶面次级伽玛射线的二维分布或功率密度。
6.一种靶前高能质子束斑测量方法，其特征在于，包括：
权利要求1-5中任一靶前高能质子束斑测量系统，将靶面反角方向上的靶面次级伽玛射线的像通过小孔成像投射在伽玛射线探测器上，在所述伽玛射线探测器上形成探测面伽玛分布；
通过所述伽玛射线探测器确定所述探测面伽玛射线的分布信息；
根据所述探测面伽玛射线的分布信息确定所述靶面次级伽玛射线的分布信息；
通过所述靶面次级伽玛射线的分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息。
7.如权利要求6所述的靶前高能质子束斑测量方法，其特征在于，根据所述探测面伽玛射线的分布信息确定所述靶面次级伽玛射线的分布信息，包括：所述探测面伽玛射线的分布信息等价于所述靶面次级伽玛射线的分布信息。
8.如权利要求7所述的靶前高能质子束斑测量方法，其特征在于，通过所述靶面次级伽玛射线的分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，包括：
确定点响应函数，所述点响应函数为靶面入射质子与所述靶面次级伽玛射线之间的内部函数关系；
根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息。
9.如权利要求8所述的靶前高能质子束斑测量方法，其特征在于，根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，包括：
根据所述靶面次级伽玛射线分布的矩阵元等于所述靶面入射质子的束斑分布信息与所述点响应函数的卷积；
通过反卷积计算，确定所述靶面入射质子的束斑分布信息。
10.如权利要求8所述的靶前高能质子束斑测量方法，其特征在于，根据所述点响应函数与所述靶面次级伽玛射线分布信息确定靶面入射质子的束斑分布信息，包括：N＝CP，其中，N为靶面次级伽玛射线分布的矩阵元，P为所述靶面入射质子的束斑分布信息，C为点响应矩阵；
相应地，
其中，i、j、m和n＝1，2，3…，K；其中，K为大于0的整数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110735866.7A CN113376682B (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 靶前高能质子束斑测量方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110735866.7A CN113376682B (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 靶前高能质子束斑测量方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113376682A true CN113376682A (zh) | 2021-09-10 |
| CN113376682B CN113376682B (zh) | 2024-07-09 |
Family
ID=77580110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110735866.7A Active CN113376682B (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 靶前高能质子束斑测量方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113376682B (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102621167A (zh) * | 2012-03-19 | 2012-08-01 | 中国科学院物理研究所 | 透射式硬x射线谱仪 |
| CN104597476A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-05-06 | 东莞中子科学中心 | 一种加速器粒子束流截面实时诊断系统 |
| CN107247286A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-10-13 | 北京大学 | 一种快中子能谱测量系统及方法 |
| CN206671574U (zh) * | 2017-04-17 | 2017-11-24 | 山西省肿瘤医院 | 一种核医学成像设备spect/ct的射线探测器 |
| CN109690353A (zh) * | 2016-09-13 | 2019-04-26 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于x射线和核成像的组合成像探测器 |
| CN109782326A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-21 | 中国科学院高能物理研究所 | 一种闪烁体阵列探测器及康普顿散射成像中三维位置分辨的方法 |
| CN109893778A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-06-18 | 南京航空航天大学 | 一种粒子放射治疗射束实时监测方法 |
| CN110018514A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-16 | 东莞中子科学中心 | 一种基于sram的中子能谱探测器及测量中子能谱的反演算法 |
| CN110215619A (zh) * | 2018-03-03 | 2019-09-10 | 彭浩 | 质子智能在线监测系统及方法 |
| CN110988971A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-10 | 中国科学院高能物理研究所 | 一种宽能谱白光中子共振照相探测器及探测方法 |
| CN111399026A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-10 | 北京大学 | 一种质子束靶点和束线中心位置测量装置及其测量方法 |
| US20210121150A1 (en) * | 2018-07-09 | 2021-04-29 | William Beaumont Hospital | On-board charged particle therapy computed tomography system |
-
2021
- 2021-06-30 CN CN202110735866.7A patent/CN113376682B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102621167A (zh) * | 2012-03-19 | 2012-08-01 | 中国科学院物理研究所 | 透射式硬x射线谱仪 |
| CN104597476A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-05-06 | 东莞中子科学中心 | 一种加速器粒子束流截面实时诊断系统 |
| CN109690353A (zh) * | 2016-09-13 | 2019-04-26 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于x射线和核成像的组合成像探测器 |
| CN206671574U (zh) * | 2017-04-17 | 2017-11-24 | 山西省肿瘤医院 | 一种核医学成像设备spect/ct的射线探测器 |
| CN107247286A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-10-13 | 北京大学 | 一种快中子能谱测量系统及方法 |
| CN110215619A (zh) * | 2018-03-03 | 2019-09-10 | 彭浩 | 质子智能在线监测系统及方法 |
| US20210121150A1 (en) * | 2018-07-09 | 2021-04-29 | William Beaumont Hospital | On-board charged particle therapy computed tomography system |
| CN109782326A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-21 | 中国科学院高能物理研究所 | 一种闪烁体阵列探测器及康普顿散射成像中三维位置分辨的方法 |
| CN109893778A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-06-18 | 南京航空航天大学 | 一种粒子放射治疗射束实时监测方法 |
| CN110018514A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-16 | 东莞中子科学中心 | 一种基于sram的中子能谱探测器及测量中子能谱的反演算法 |
| CN110988971A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-10 | 中国科学院高能物理研究所 | 一种宽能谱白光中子共振照相探测器及探测方法 |
| CN111399026A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-10 | 北京大学 | 一种质子束靶点和束线中心位置测量装置及其测量方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 吴岳雷;胡华四;张博平;李林波;陈达;单卿;祝杰;: "射线半影成像与大面积源区中子成像实验系统理论模拟评估", 中国科学(E辑:技术科学), no. 10, pages 1670 - 1677 * |
| 唐靖宇;敬罕涛;夏海鸿;唐洪庆;张闯;周祖英;阮锡超;张奇玮;杨征;: "先进裂变核能的关键核数据测量和CSNS白光中子源", 原子能科学技术, no. 07, 20 July 2013 (2013-07-20), pages 1089 - 1095 * |
| 沙因, 刘平生, 刘国栋, 林汉, 杨兵, 钱林生: "急性白血病全血样品的质子激发X荧、光分析方法学研究", 分析试验室, no. 03, 28 May 1993 (1993-05-28), pages 7 - 11 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113376682B (zh) | 2024-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4864131A (en) | Positron microscopy | |
| Abbott et al. | A single arm spectrometer detector system for high-energy heavy-ion experiments | |
| Akopov et al. | The HERMES dual-radiator ring imaging Cherenkov detector | |
| Ayres et al. | π±p, K±p, pp, and p¯ p elastic scattering from 50 to 175 GeV/c | |
| Henig et al. | Laser-driven shock acceleration of ion beams from spherical mass-limited targets | |
| JPH11160438A (ja) | 粒子の検出及び粒子検出器装置 | |
| CN111487668A (zh) | 一种超强激光驱动多辐射源的同轴测量系统 | |
| CN106768874A (zh) | 一种x射线聚焦光学聚焦性能测量装置 | |
| US20110305312A1 (en) | X-ray source comprising a field emission cathode | |
| US5159195A (en) | Position microscopy | |
| CN111323440A (zh) | 一种x射线衍射诊断系统 | |
| CN113376682B (zh) | 靶前高能质子束斑测量方法及系统 | |
| US5063293A (en) | Positron microscopy | |
| CN218036511U (zh) | 一种x射线光电子能谱仪 | |
| Dobrozemsky et al. | Electron-neutrino angular correlation coefficient a measured from free-neutron decay | |
| Ohshima | Time-of-propagation counter: A new Cherenkov ring imaging detector | |
| CN212275989U (zh) | 一种超强激光驱动多辐射源的同轴测量系统 | |
| CN110703293B (zh) | 一种单个离子实时监测装置及方法 | |
| Akatsu et al. | Cathode image readout in the BELLE central drift chamber | |
| CN206192636U (zh) | 一种x射线聚焦光学聚焦性能测量装置 | |
| CN111443101A (zh) | 一种用于不同晶体x射线衍射效率的直接比对系统 | |
| Scandale | Ua9 status report for 2018 | |
| EP3579664A1 (en) | Method for controlling an x-ray source | |
| Variale | Neutron Imager and Flux Monitor Based on Micro Channel Plates (MCP) in Electrostatic Mirror Configuration | |
| Duclos et al. | A spark chamber experiment on the beta decay of Ξ− hyperons |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |