CN204731420U - 射线探测器 - Google Patents

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王�义
李元景
郭宝鸿
刘超
蒲海
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Tsinghua University
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    • 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
    • G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
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Abstract

本实用新型公开了一种射线探测器，其包括阻性板室、闪烁体及光电阴极。所述阻性板室包括第一电极玻璃，所述光电阴极设于所述第一电极玻璃上。所述闪烁体设于所述阻性板室外部。所述探测器探测射线的灵敏度度高，还具有量子增强功能，而且具有位置分辨力高，价格便宜等特点，可应用于单光子发射断层成像(Single-Photon？Emission？Computed？Tomography，SPECT)和正电子发射断层成像(Positron？Emission？Tomography，PET)等探测器系统中。

Description

射线探测器
技术领域
本实用新型属于辐射探测领域，特别涉及一种射线探测器。
背景技术
在单光子发射断层成像(SPECT)和正电子发射断层成像(PET)等探测器系统中，由于具有闪烁体结构，所述探测器具有探测效率高，对射线灵敏的特点，但其分辨能力低。
阻性板室结构探测器的分辨力力高，但其对射线的灵敏度低。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种射线探测器。
本实用新型较佳实施方式的射线探测器，包括阻性板室、闪烁体及光电阴极，所述阻性板室包括第一电极玻璃，所述光电阴极设于第一电极玻璃上。所述闪烁体设于所述阻性板室外部。
本实用新型较佳实施方式的射线探测器中，由于闪烁体对射线的灵敏度高，探测效率高，而阻性板室结构分辨能力强，将阻性板室和闪烁体结合起来，可实现射线探测器的高灵敏度，高分辨力的功能。该探测器中的光电阴极有光电转换的功能，能将射线信息转换为电子信息，设于阻性板室外部的闪烁体，便于接收从人体内发出的射线，从而提高射线探测器的灵敏度和探测效率。
在某些实施方式中，所述光电阴极设于阻性板室内部，且与所述第一电极玻璃表面接触。
在某些实施方式中，所述闪烁体设置在所述第一电极玻璃上。
在某些实施方式中，所述阻性板室还包括第二电极玻璃及碳膜，所述第二电极玻璃设于所述阻性板室内部，所述第二电极玻璃与所述第一电极玻璃相互平行，所述碳膜设于所述第二电极玻璃远离所述光电阴极的表面上，所述碳膜和所述光电阴极分别加有大于1000V的正负电压，所述第一电极玻璃和所述第二电极玻璃常温下的电阻率大于1012Ω.cm。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型较佳实施方式的射线探测器结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本实用新型提供一种射线探测器，下面结合附图予以说明。
图1为本实用新型较佳实施方式的射线探测器结构示意图。
本实用新型较佳实施方式的射线探测器包括阻性板室10、闪烁体20及光电阴极30，所述阻性板室10包括第一电极玻璃101a，所述光电阴极30设于第一电极玻璃101a上。所述闪烁体20设于所述阻性板室10外部。
本实用新型较佳实施方式的射线探测器中，所述闪烁体20对射线的灵敏度高，探测效率高，且所述闪烁体20受射线激励后能产生可见光。而所述阻性板室10具有分辨能力强，结构简单，价格便宜等特点，将所述阻性板室10和所述闪烁体20结合起来，可实现射线探测器的高灵敏度，高分辨力的功能，并且结构简单，价格便宜，可广泛应用于射线探测领域上，尤其是单光子发射断层成像(SPECT)和正电子发射断层成像(PET)等探测器系统中。所述光电阴极30有光电转换的作用，能够接收所述闪烁体20发出的可见光，并且激发出电子，能将可见光信息转换为电子信息。由于每个电子均从所述光电阴极30发出，因此从所述光电阴极30发出的电子与引起雪崩的电子数目近似相等，所以加入了所述光电阴极30的阻性板室就相当于一个气体的光电倍增器，所述探测器具有很高的光电子增益功能。所述闪烁体20设于所述阻性板室10外部，便于接收从人体内发出的射线，从而提高射线探测器的灵敏度，探测效率。
在某些实施方式中，所述光电阴极30设于所述阻性板室10内部，且与所述第一电极玻璃101a表面接触。
如此设置，所述光电阴极30受激后产生的电子会与所述阻性板室10内的工作气体发生作用，工作气体电离出次级电子。所述光电阴极30与所述第一电极玻璃101a表面接触，当所述光电阴极30加上电压后，相应的所述第一电极玻璃101a也能加上电压，实现阻性板室技术中电极板的加有电压的要求。
在某些实施方式中，所述闪烁体20设置在所述第一电极玻璃101a上。
如此设置，可缩短所述闪烁体20和所述光电阴极30的距离，减少外界对所述闪烁体20发出的可见光的影响，提高所述光电阴极30收集所述闪烁体20发出的可见光的效率，从而进一步提高射线探测器的探测效率，灵敏度和分辨能力。
在某些实施方式中，所述阻性板室10内填充有工作气体，且工作气体的压强为一个大气压。
如此设置，在所述光电阴极30发出的电子作用下，工作气体电离出更多次级电子，形成雪崩，增大次级电子产生的感应电流。
进一步地，所述工作气体可以为氟利昂或氙气等气体，此类气体在电子的作用下能电离出次级电子形成雪崩。
在某些实施方式中，所述阻性板室10还包括第二电极玻璃101b及碳膜102，所述第二电极玻璃101b设于所述阻性板室10内部，所述第二电极玻璃101b与所述第一电极玻璃101a相互平行，所述碳膜102设于所述第二电极玻璃101b远离所述光电阴极30的表面上，所述碳膜102和所述光电阴极30分别加有大于1000V的正负电压，所述第一电极玻璃101a和所述第二电极玻璃101b常温下的电阻率大于1012Ω.cm。
如此设置，可以使所述第一电极玻璃101a和所述第二电极玻璃101b之间形成电场，在电场的作用下，所述光电阴极30发出的电子能获取高能量，使所述阻性板室10内的工作气体电离出次级电子形成雪崩。
在某些实施方式中，所述阻性板室10还包括读出电路板104和电子学电路105，所述读出电路板104和所述电子学电路105依次设于所述碳膜102远离所述光电阴极30表面上。
如此设置，所述读出电路板104能感应出次级电子的形成的电流，感应电流经过所述电子学电路105放大、甄别等数字化处理，就能得到入射射线的能量和强度信息。
在某些实施方式中，所述阻性板室10的外壳为密封盒106，在所述密封盒106和所述第一电极玻璃101a之间设置有密封绝缘块107，这样设置可使得阻性板室10为一个完全密封的腔体，可以防止阻性板室10内的工作气体泄漏，从而影响射线探测器的工作性能。
在所述碳膜102和所述读出电路板104之间设置绝缘膜102，例如Mylar膜，可以避免所述读出电路板104和高压直接接触，防止所述读出电路板104受到破坏。
所述探测器具体工作原理为：所述工作气体被密封在所述阻性板室10中，所述阻性板室10中的所述第一电极玻璃101a和所述第二电极玻璃101b相互平行设置。所述碳膜102和所述光电阴极30上分别加上正负高压，在高压的作用下，所述探测器内的气体空间形成一个较强的电场，气体中的场强可达到104V/cm以上。人在检查身体的时候，从人体组织器官发出的射线打到探测器的所述闪烁体20上，所述闪烁体20受激发出可见光，可见光在所述光电阴极30上打出电子，电子在强电场作用下加速获得足够高的能量，电子会与气体分子作用电离出次级电子。在电场的作用下，电离出的次级电子在气体中形成雪崩，一个电子会产生107-108个次级电子，次级电子向阳极运动过程中会在所述读出电路板104上感应出电流，感应电流被所述电子学电路105放大、甄别等数字化处理，从而得到入射射线的能量和强度信息。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种射线探测器，其特征在于包括阻性板室、闪烁体及光电阴极，所述阻性板室包括第一电极玻璃，所述光电阴极设于所述第一电极玻璃上；所述闪烁体设于所述阻性板室外部。
2.如权利要求1所述的射线探测器，其特征在于，所述光电阴极设于阻性板室内部，且与所述第一电极玻璃表面接触。
3.如权利要求1所述的射线探测器，其特征在于，所述闪烁体设置在所述第一电极玻璃上。
4.如权利要求1所述的射线探测器，其特征在于，所述阻性板室还包括第二电极玻璃及碳膜，所述第二电极玻璃设于所述阻性板室内部，所述第二电极玻璃与所述第一电极玻璃相互平行，所述碳膜设于所述第二电极玻璃远离所述光电阴极的表面上，所述碳膜和所述光电阴极分别加有大于1000V的正负电压，所述第一电极玻璃和所述第二电极玻璃常温下的电阻率大于1012Ω.cm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104793229A (zh) * 2015-04-20 2015-07-22 清华大学 射线探测器
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