CN211263788U - 伽马射线能谱测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种伽马射线能谱测量装置，包括飞行管道，其具有入射口和出射口，内部设有转换体；偏转电磁铁，其位于飞行管道的出射口，用于接收伽马射线辐照转换体后形成的空间电子流；至少一个电子束流探测器，其用于接收经偏转电磁铁偏转作用之后的空间电子流，并将其转换为电信号；示波器，其通过线缆A与电子束流探测器相连，用于接收所述电信号。利用偏转磁场结合信号转换的方式，可以实现伽马射线能谱的快速测量，且具有良好的准确性和可靠性，特别是在引入同步机之后，更适用于脉冲类伽马射线的测量，进一步提高一起运转的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及伽马射线物理性质探测设备领域，具体涉及一种伽马射线能谱测量装置。
背景技术
伽马射线是一种短波长电离辐射，其光子能量通常在数百keV到MeV范围之间，具有很大的光子能量，测量伽马射线的光谱对于掌握光源的属性非常重要。但由于伽马射线穿透能力强，很难通过普通设备或方法将不同能量的伽马射线分离开，快速测得伽马射线的能谱，现有的测量设备也大多存在稳定性或可靠性较差，寿命较短等问题。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种伽马射线能谱测量装置，以便快速测得伽马射线能谱，并提高测量仪器的可靠性和稳定性。
为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：
一种伽马射线能谱测量装置，其关键在于，包括：
飞行管道，其具有入射口和出射口，内部设有转换体；
偏转电磁铁，其位于飞行管道的出射口，用于接收伽马射线辐照转换体后形成的空间电子流；
至少一个电子束流探测器，其用于接收经偏转电磁铁偏转作用之后的空间电子流，并将其转换为电信号；
示波器，其通过线缆A与电子束流探测器相连，用于接收并记录所述电信号。
采用以上结构，通过将入射的伽马射线辐照转换体形成空间电子流，而不同能量伽马射线激发的电子能量不同，再通过磁场偏转的方法将不同能量的电子从空间上分离开来，再通过电子束流探测器对其进行电信号转换，由示波器进行测量记录，即可获得对应的伽马谱的强度，其测量快速可靠，且采用磁场偏转的方法，可避免入射伽马射线与后方仪器设备接触造成损害。
作为优选：还包括同步机，所述同步机通过线缆B和线缆C分别与偏转电磁铁和示波器相连。如果没有同步机，则在测量脉冲伽马射线时，电磁铁需要持续大电流工作，会导致线圈烧毁，系统失灵，而采用以上方案，则可有效防止偏转电磁铁长期通电可能产生发热失效的问题，测量时，脉冲伽马射线入射前，可先通过同步机提前向偏转电磁铁发出工作指令，即电磁铁的供电线路通电，电磁铁开始充电形成偏转强磁场，然后脉冲伽马入射，完成偏转后电信号被示波器测量记录之后，同步机根据示波器工作情况，即可向偏转电磁铁发出断电指令，即有效避免了电磁铁长期通过大电流导致的过热损伤，特别适合脉冲伽马射线的测量。
作为优选：所述飞行管道内在靠近入射口的一端设有滤片。采用以上方案，通过滤片可对入射的伽马射线进行过滤或衰减等，确保强度适中的伽马射线辐照到转换体上。
作为优选：所述飞行管道内在靠近出射口的一端设有限制孔。采用以上方案，通过限制孔可限制特定方向的电子进入偏转电磁铁，满足更高的测量精度要求。
作为优选：所述偏转电磁铁的偏转角度为90°。采用以上方案，这样电子束流探测器与伽马射线入射方向呈90°布置，可有效避免伽马射线直接作用到电子束流探测器上，对其造成损坏，有利于提高设备运转的安全性，并延长设备使用寿命。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
采用本实用新型提供的伽马射线能谱测量装置，利用偏转磁场结合信号转换的方式，可以实现伽马射线能谱的快速测量，且具有良好的准确性和可靠性，特别是在引入同步机之后，更适用于脉冲类伽马射线的测量，进一步提高一起运转的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为同步机工作原理图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
参考图1和图2所示的伽马射线能谱测量装置，其主要包括飞行管道1、偏转电磁铁3、至少一个电子束流探测器4和示波器5，其中飞行管道1呈中空直管状，飞行管道1采用金属材料制成，其两端敞口并分别构成入射口10和出射口11，飞行管道1内设有转换体2，转换体2为晶体或金属结构，当伽马射线辐照转换体2时，通过康普顿效应和电子对效应可使其形成空间电子流，而不同伽马射线激发转换体2所形成的电子能量不同。
偏转电磁铁3具有一定偏转角度，其位于飞行管道1的出射口11处，并具有工电子流穿过的通道，电子束流探测器4主要有光学玻璃和快响应倍增管构成，其中光学玻璃正对偏转电磁铁3的通道末端，这样经转换体2所形成的空间电子流进入偏转电磁铁3的通道之后，受偏转磁场作用，不同能量的电子则从空间上分离出来，最后轰击到光学玻璃上沉积能量发光，并被快响应光电倍增管收集记录。
测量过程中，为保证测量结果的准确性，故将偏转电磁铁3的通道与出射口11处紧密连接，并保证转换体2至光学玻璃之间的电子飞行路径处于真空状态，以防止空间电子流受到环境气流的影响，同时，在偏转电磁铁3的通道末端阵列多个电子束流探测器4，以避免有电子丢失。
电子束流探测器4通过线缆A50与示波器5连接，这样使得光电倍增管可将收集的电子转换为电信号并传递给示波器7，通过示波器7的放大整形等则可快速直观的得到入射伽马射线的能谱。
因为测量过程中，偏转电磁铁3需要大电流，长时间运转，其发热问题突出，存在线圈烧毁，系统失灵的风险，特别是将设备用于脉冲伽马射线的测量时，此种风险更高，大大缩短了仪器设备的使用寿命，故本申请中针对脉冲伽马的测量，还引入了同步机6，如图所示，同步机6通过线缆B60和线缆C61分别与偏转电磁铁3和示波器5相连，通过同步机制实现偏转电磁铁3的工况控制，其中线缆B60、线缆C61以及线缆A50均为同轴线缆。
同步机6与现有大多数同步控制设备一样，其主要由分束模块和延时模块构成，其具有触发信号输入口和同步信号输出口，外部触发信号经触发信号输入口进入其内，并由分束模块形成多束相同的触发信号分别进入若干个延时模块中，根据不同延时模块的延时设定值，在延迟预设时间后分别输出同步信号。
本实施例中，针对脉冲伽马射线的测量时，触发信号可以是手动控制开关，也可以是与伽马发生装置相关的控制设备，即是在伽马发生装置启动之前，即可通过触发信号输入口向其传达触发信号，同步机6根据延迟时间在伽马入射前启动偏转电磁铁3，即使得偏转电磁铁3充电形成强磁场，在电子束流完成偏转进入光电倍增管被记录，并转换成电信号被示波器5记录，再无电信号进入示波器5之后，则可通过同步机6再次向偏转电磁铁3发出指令，断开偏转电磁铁3电流，防止其因长时间通过大电流过热导致损伤，间隔相应时间之后，根据触发信号则再次通过同步机6启动偏转电磁铁3，如此往复，使其与脉冲伽马的脉冲频率适应，同时通过同步机6与偏转电磁铁3的配合，使得偏转电磁铁3不需长期持续通电。
如图1所示，本实施例中飞行管道1内在转换体2的两侧分别设有滤片7和限制孔8，其中滤片7位于入射口10的一端，而限制孔8位于出射口11一端，滤片7主要用于对入射的伽马射线进行过滤调整或衰减等，确保辐照至转换体2上的伽马射线强度适中，当然也可以根据需要，对滤片7进行选择更换，限制孔8由孔板结构构成，其主要是用于挡住方向偏离的电子，限制特定方向的电子通过限制孔8进入偏转电磁铁3的通道内。
此外，为避免电子束流探测器4的受到伽马射线的直接辐照，造成设备损伤等，故优选偏转电磁铁3的偏转角度为90°，这样使得电子束流探测器4的布置方向与伽马射线的入射方向呈90°夹角分布，完全避开伽马射线的入射方向，确保测量设备的安全可靠性。
参考图1和图2所示的伽马射线能谱测量装置，其工作过程如下：针对脉冲伽马的测量，在伽马入射前，通过同步机6提前向偏转电磁铁3发出工作指令，使偏转电磁铁3充电形成强偏转磁场，然后脉冲伽马射线入射，经滤片7的调整之后，强度适中的伽马射线辐照到转换体2上，形成空间电子流，特定方向的电子经过限制孔8之后进入偏转电磁铁3内，受偏转磁场的作用，不同能量的电子发生偏转并进入不同的电子束流探测器4中，并转换为电信号传递给示波器5，通过示波器的整形放大即可得到被测伽马射线的能谱。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种伽马射线能谱测量装置，其特征在于，包括：
飞行管道(1)，其具有入射口(10)和出射口(11)，内部设有转换体(2)；
偏转电磁铁(3)，其位于飞行管道(1)的出射口(11)，用于接收伽马射线辐照转换体(2)后形成的空间电子流；
至少一个电子束流探测器(4)，其用于接收经偏转电磁铁(3)偏转作用之后的空间电子流，并将其转换为电信号；
示波器(5)，其通过线缆A(50)与电子束流探测器(4)相连，用于接收并记录所述电信号。
2.根据权利要求1所述的伽马射线能谱测量装置，其特征在于：还包括同步机(6)，所述同步机(6)通过线缆B(60)和线缆C(61)分别与偏转电磁铁(3)和示波器(5)相连。
3.根据权利要求1所述的伽马射线能谱测量装置，其特征在于：所述飞行管道(1)内在靠近入射口(10)的一端设有滤片(7)。
4.根据权利要求1所述的伽马射线能谱测量装置，其特征在于：所述飞行管道(1)内在靠近出射口(11)的一端设有限制孔(8)。
5.根据权利要求1所述的伽马射线能谱测量装置，其特征在于：所述偏转电磁铁(3)的偏转角度为90°。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201921897423.2U CN211263788U (zh) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | 伽马射线能谱测量装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921897423.2U CN211263788U (zh) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | 伽马射线能谱测量装置 |
Publications (1)
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| CN (1) | CN211263788U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110646831A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-03 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 伽马射线电子谱仪 |
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2019
- 2019-11-06 CN CN201921897423.2U patent/CN211263788U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN110646831A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-03 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 伽马射线电子谱仪 |
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