专利名称：检测不同定向辐射的辐射传感器以及包含该辐射传感器的辐射检测系统的制作方法
检测不同定向辐射的辐射传感器以及包含该辐射传感器的辐射检测系统技术领域
本披露涉及辐射传感器，并且更具体地，被配置以检测不同定向辐射的辐射传感器、以及包含此类辐射传感器的辐射检测系统。
背景技术：
辐射检测系统用于多种应用。例如，闪烁器可以用于医学成像以及用于在油气工业中的测井。对于检测Y射线或中子辐射，闪烁构件可以是有效的。通常，该闪烁构件被包在壳体或套管内，该壳体或套管包括一种允许辐射诱导的闪烁光穿到封装之外的窗口。该光由一种光敏传感器检测，例如光电倍增管。该光电倍增管可以将从该闪烁构件发射的光子转换为电脉冲。这些电脉冲可以由相关联的电子仪器进行处理并且可以被记录成计数， 这些技术被传输至分析设备。
附图
简要说明
通过引用附图可以更好地理解本披露，并且使它的众多特征和优点对本领域的普通技术人员变得清楚。
图I包括图示一个辐射检测系统的示意图。
图2包括图示另一个辐射检测系统的示意图。
图3包括一种设备的截面图的图示，该设备包括辐射传感器以及光敏传感器，该光敏传感器可以与图I的辐射检测系统一起使用。
图4包括一种设备的截面图的图示，该设备包括辐射传感器以及光敏传感器，该光敏传感器可以与图2的辐射检测系统一起使用。
图5包括一种组件的透视图的图示，依照具体实施方案该组件可以作为一种在辐射检测系统内的辐射传感器使用。
图6包括通过使用图5的组件得到的光谱。
在不同的绘图中使用相同的参考符号指示相似或相同的物件。
优选的实施方案的详细说明
提供与这些图结合的下列说明以辅助理解在此所披露的传授内容。下列讨论将集中在这些传授内容的具体的实现方式和实施方案。提供该集中内容以辅助说明这些传授内容并且不应当理解为是对这些传授内容的范围或适用性的限制。
如在此使用的，术语“包括(comprises)”、“包括有(comprising)”、“包含 (includes)”、“包含有(including)”、“有(has)”、“具有(having)”、或其任意其他变体旨在覆盖非排他的包含。例如，一种包括一系列特征的过程、方法、物品、或设备非必然仅限制于那些特征而可以包括其他未明确列出的或对这种过程、方法、物品、或设备而言所固有的特征。另外，除非明确地陈述相反的方面，“或(or)”是指开放性的“或”而不是指封闭性的 “或”。例如，下列任意一种情形满足情况A或B :A是真的(或存在的)并且B是假的(或不存在的)，A是假的(或不存在的)并且B是真的(或存在的)，以及A和B都是真的(或存在的)。CN 102985847 A书明说2/13 页使用“一个”或“一种”(“a”or “an”)是用来描述在此所述的多种元素和组分。这样做仅是为了方便并且给出本发明范围的一种概括性意义。该描述应解读为包括一种或至少一种并且单数还包括复数，或反之亦然，除非它指另外的含义是清楚的。例如，当在此描述一个单数项时，可以使用多于一个的该项来替代该单数项。相似地，在此被描述多于一个的该项处，可以以该单数项进行替代。
除非另外定义，在此使用的所有的技术和科学的术语具有如在本发明所属领域的普通技术人员所理解的相同的意义。这些材料、方法、以及实例仅是说明性的并非旨在限制。对于未在此描述的范围，许多关于具体的材料和处理行为的细节是常规的并且可以在闪烁与辐射检测领域中的参考书和其他来源中发现。
图I展示了一种辐射检测系统100的具体实施方案。辐射检测系统100可以包括连接至光敏传感器105上的福射传感器101。在一个实施方案中，福射检测系统100包括光导管103。虽然彼此分离地展示了辐射传感器101、光导管103、以及光敏传感器105，辐射传感器101以及光敏传感器105可以彼此直接连接或通过光导管103连接。在一个实施方案中，辐射传感器101以及光敏传感器105可以通过使用光学凝胶、粘合剂、装配的结构部件、或其任意组合连接至光导管103。
辐射传感器101可以包括一种容纳在壳体113内的闪烁构件107。闪烁构件107 可以检测中子辐射(例如热中子以及快中子)、Y辐射、其他定向辐射、或其任意组合。在一个实施方案中，闪烁构件107可以包括多种不同的闪烁材料。后面将更详细地在本说明书中描述关于闪烁构件107的构成的细节。在一个实施方案中，如在图I中所展示的，闪烁构件107具有长度L、以及宽度W。在一个具体实施方案中，闪烁构件107具有至少约O. 5米的长度。例如，闪烁构件107具有至少约O. 7米或至少约I. I米的长度。在另一个实例中， 闪烁材料延伸大于2米，例如大于3米，或对应于人、交通工具(例如汽车、卡车、水运工具、 轨道车辆、飞机、其他适合的货车、或其任意组合)的高度的另一种长度。在另一个实施方案中，闪烁构件107可以具有基本上与该长度L垂直的宽度W，其中该宽度至少约O. 01米并且最多等于该长度L。例如，闪烁构件107可以是多边形，该多边形具有至少约O. 01米的宽度。在另一个实例中，闪烁构件107可以基本上是圆柱体并且可以具有一个至少约O. I米的直径(宽度的特殊类型)。
在一个具体实施方案中，辐射传感器101可以由中子调节剂(未在图I中展示)(例如聚乙烯或其他材料)包围，使得当具体的待检测的定向辐射包括快中子时，将快中子转化成热中子。辐射传感器101还可以包括反射器109。在一个实施方案中，壳体113可以包括一种基本上与闪烁构件、环境条件、或其任意组合不发生反应的材料。例如，该壳体材料可以包括不锈钢、塑料、另外适合的材料、或其任意组合。可以将减震构件111安置在壳体 113和反射器109之间。此外，壳体113可以包括输出窗口 115，该输出窗口 115被接在闪烁构件107的一端。输出窗口 115可以包括玻璃或另外的适合于允许由辐射传感器101发射的光子通向光敏传感器105的透明或半透明的材料。光学界面(例如硅橡胶)可以安置在闪烁构件107和输出窗口 115之间。该光学界面可以被极化以校准闪烁构件107与输出窗口 115的反射率。
如展示的，光导管103被安置在光敏传感器105和辐射传感器101之间，并且协助光敏传感器105与福射传感器101之间的光连接。在一个实施方案中，光导管103包括石7英光导管、塑料光导管、或另外的光导管。在另一个实施方案中，光导管103可以包括硅橡胶界面，该娃橡胶界面将福射传感器101的输出窗口 115与光敏传感器105的输入窗口 108 光耦合。在另外的实施方案中，多个光导管被安置在光敏传感器105和辐射传感器101之间。
光敏传感器105可以包括光电二极管、光电倍增管(“PMT”)、硅光电倍增器 (“SiPM”)、雪崩光电二极管(“APD”)、或包括光阴极和电子传感器的混合PMT。光敏传感器 105可以容纳在一种管或壳体内，该管或壳体是由一种能够保护与光敏传感器105相关联的电子装置的材料组成，该材料例如金属、合金、另外的材料、或其任意组合。
光敏传感器105可以包括输入窗口 108,例如可以包括相对于输出窗口 115所描述的任意材料的窗口。输入窗口 108和输出窗口 115可以具有基本上相同的构成或可以具有不同的构成。在一个具体的、说明性的实施方案中，光敏传感器105经输入窗口 108接收来自辐射传感器101的的光。输出窗口 115或输入窗口 108可以具有结合在其中的离散滤光片材料。在另一个实施方案中，滤光片可以是在闪烁构件107与光敏传感器105的光阴极118之间的另一个位置。在一个具体实施方案中，该滤光片材料或离散滤光片可以用于允许某些光但不是所有的光通过。例如，一种蓝滤光片材料或蓝滤光片可以允许蓝光通过， 但阻断另外的光谱光，例如红光。
在一个具体实施方案中，光敏传感器105可以接收由辐射传感器101发射的光，这是作为闪烁构件107接收Y辐射、中子辐射、其他特定辐射、或其任意组合的结果。所发射的光子可以撞击光敏传感器105的光阴极118并且将能量传递至光阴极118的电子。因此， 一些电子作为游离电子从与输入窗口 108相对的光阴极118表面发射。在一个具体实施方案中，光阴极118的表面可以包括正电材料层，该正电材料层可以协助电子从光阴极118的表面发射。
由光阴极118发射的电子被收集在光敏传感器105的正极,并且信号以一个或多个电脉冲的形式经输出110被发送至处理模块120。在一个实例中，电压121 (例如电源电压或另外的电压)被施用于光阴极118。从光阴极118发射的电子可以通过电压121加速， 并且撞击电子传感器119的表面。此外，电压122 (例如反向偏置电压或另外的电压)可以施加于电子传感器119。来自进入电子传感器的电子的能量可以产生电荷载体，这些电荷载体通过反向偏置电压122从电子传感器119被除去，因此创造了一种电脉冲。处理模块120 可以包括脉冲分析器，该脉冲分析器可以分析来自光敏传感器105的电脉冲并且识别该电脉冲所对应的辐射类型。
在一个具体实施方案中，光敏传感器105可以连接至一种包含脉冲分析器的处理模块120。如在图I的实施方案中所展不的，电脉冲或另外的信号从光敏传感器105经输出 110发送至脉冲分析器，该脉冲分析器可以是处于同轴缆线或其他电子传输介质的形式以使电子信号从光敏传感器105传输至该脉冲分析器。该脉冲分析器可以被配置以分析从光敏传感器105接收的脉冲，以确定该脉冲所对应的辐射类型。该脉冲分析器可以经处理模块120连接至辐射计数器182和184，该脉冲分析器当检测到一种类型的辐射时将信号发送至辐射计数器182，并且当检测到另一种类型的辐射时将信号发送至辐射计数器184。在一个具体实施方案中，辐射计数器182是一种中子计数器，并且辐射计数器184是一种Y辐射计数器。在另一个实施方案中，该一种或两种辐射计数器可以被另一个用于不同的定向辐射(例如X-射线、β粒子、等)的计数器替换。
处理模块120可以包括如在本说明书中稍后所述的、被配置以进行多种操作的硬件、固件、或其任意组合。这种硬件和固件的实例包括在一个或多个集成电路、一次性可编程装置、现场可编程序门阵列、专用集成电路、等之内的电路。在阅读本说明书之后，熟练的业内人士将会理解可以使用其他组件。在另一个实施方案中，处理模块120可以包括中央处理器、图形处理单元、另外的适合的处理单元、或其任意组合。在仍另一个实施方案中，处理模块120可以连接至存储装置130，该存储装置130可以是有形的处理器可读介质。存储装置130可以包括硬盘、只读存储器、随机存取存储器、在存储网络内的存储器装置、或类似物。存储装置130可以包括代码。处理模块120可以调用来自存储装置130的代码，其中该代码包括执行这些操作的指令。处理模块120、存储装置130、或两者可以连接至其他在辐射检测系统100之内的设备或可以连接至网络设备(未展示)。
图2展示了辐射检测系统200的另一个实施方案，该辐射检测系统200与辐射检测系统100是相似的，除了辐射检测系统200包括连接至辐射传感器201的两个光敏传感器205和255。在辐射检测系统200之内的许多功能、构成、以及部件配置将相对于辐射检测系统100的对应的部件来描述。
相对于辐射传感器201，它的配置可以被或可以不被修改以允许它连接至光敏传感器205和255。闪烁构件207可以执行闪烁构件107的任意功能。辐射传感器201可以由中子调节剂(未展示在图2中)包围，该中子调节剂执行相对于有关辐射传感器101所述的中子调节剂所述的任意材料的任意功能或将其中任何材料包括在内。反射器209、减震构件 211、以及壳体213可以执行上述相对于对应的反射器109、减震构件111、以及壳体113的任意材料的任意功能并且将其中任何材料包括在内。可以修改反射器209、减震构件211、 以及壳体213的配置以允许光敏传感器205和255连接至辐射传感器201。输出窗口 215 和265可以执行在输出窗口 115内使用的任意材料的任意功能并且将其中任何材料包括在内。光导管203和253可以执行在光导管103内使用的任意材料的任意功能并且将其中任何材料包括在内。与输出窗口 265相比,输出窗口 215可以具有相同或不同的配置或材料， 并且与光导管253相比，光导管203可以具有相同或不同的配置或材料。
光敏传感器205和255可以执行相对于光敏传感器105所述的任意部件的任意功能并将这些部件包括在内。与彼此比较，光敏传感器205和255可以是相同类型或不同类型。光敏传感器205和255的选择在本说明书的后面提出。输入窗口 208和258可以执行在输入窗口 108内使用的任意材料的任意功能并且将其中任何材料包括在内。输出窗口 215或265、输出窗口 208或258、或这种窗口的任意组合可以具有结合在其中的滤光片材料。在另一个实施方案中，一个或多个离散滤光片可以位于闪烁构件207与光敏传感器205 的光阴极218之间并且位于闪烁构件207与光敏传感器255的光阴极268之间。在一个具体实施方案中，辐射检测系统200可以包括不同的过滤材料或离散滤光片，这样使得光敏传感器205接收蓝光以及基本上没有或有显著减少的量的绿光，并且光敏传感器255接收绿光以及基本上没有或有显著减少的量的蓝光。清楚地，如果需要或是所希望的，可以使用其他滤光片组合。光阴极218和268可以执行在光阴极118内使用的任意材料的任意功能并且将其中任何材料包括在内。电子传感器219和269可以执行在电子传感器119内使用的任意材料的任意功能并且将其中任何材料包括在内。
输出210被连接至电子传感器219和处理模块220，并且输出260被连接至电子传感器269和处理模块220。输出210和260可以执行在输出110内使用的任意材料的任意功能并且将其中任何材料包括在内。处理模块220、存储装置230、辐射计数器282、以及辐射计数器284可以执行如相对于对应的处理模块120、存储装置130、辐射计数器182、以及辐射计数器184所述的任意功能并且可以对应地如它们所配置。
闪烁构件107和207可以包括至少两种不同闪烁材料的复合物。在一个具体实施方案中，闪烁构件107和207可以包括交替层的层压板，其中一些层对特定的定向辐射更敏感，并且其他层对不同的定向辐射更敏感。在一个具体实施方案中，一些层对Y辐射更敏感而对中子辐射不太敏感，而其他层对中子辐射更敏感而对Y辐射不太敏感。图3和图4 展示了可以包括闪烁构件107或207的特定的辐射传感器。
图3包括仪器300的截面图的图示，该仪器300包括辐射传感器310以及光敏传感器340，它们可以与图I所展示的的辐射检测系统100 —起使用。辐射传感器310可以包括闪烁构件320，该闪烁构件包括交替的中子敏感层322和Y敏感层324。光敏传感器 340可以连接至层322和324的末端。反射器350可以连接至层322和324的相对的末端并且是沿着闪烁构件320的Y敏感层324最外层的侧面。在展示的实施方案中，中子调节剂360包围闪烁构件320。
中子敏感层322可以被配置以响应于对中子辐射的接收而产生闪烁光。这种由中子敏感层322产生的闪烁光可以包括可见光或其他辐射(例如紫外辐射)。在一个具体实施方案中，中子敏感层322可以包括一种响应于对中子的吸收而产生次级粒子的组分，例如 6Li或kiB(以离子化或非离子化形式)。闪烁材料还可以包括响应于对该次级粒子的接收而产生光的另外的组分，例如ZnS、CaffO4, Y2SiO5, ZnO、ZnCdS、或另外的物质。
中子敏感层322可以包括含有掺杂剂的闪烁材料，该掺杂剂允许在该材料中允许或增强闪烁过程并且可以进一步导致发射光的光谱具有所希望的特性，例如匹配检测器中其他元素的吸收光谱。该掺杂剂可以是如过渡金属、稀土金属、或另外的元素。除非在此另外指出，术语“稀土”氧化物通常指代镧系元素、连同Y和Sc。在一个具体实施方案中，中子敏感层 322 可以包括 ZnS (Ag)，、ZnS (Cu)、ZnS (Ti) ;Y2SiO5 (Ce)、ZnO (Ga)、ZnCdS (Cu)、或 CaF2 (Eu)，其中在括号内的元素是掺杂剂。
该中子敏感层可以在一种聚合物基质内。该聚合物基质可以包括聚乙烯基甲苯 (“PVT”)、聚苯乙烯(“PS”)、聚甲基丙烯酸甲酯(“PMMA”)、或其任何组合。该聚合物基质可以处于浇铸板、纤维的形式，或另外的适合形式。当中子敏感层322处于纤维的形式时，这些纤维可以具有基本上呈矩形的、基本上呈圆形的、或呈另外的形状的横断面。
Y敏感层324可以被配置以响应于对Y辐射的接收而产生闪烁光。这种由Y敏感层324产生的闪烁光可以包括可见光或其他辐射(例如紫外辐射)。这种由Y敏感层324 产生的闪烁光可以是与由中子敏感层322产生的闪烁光相同的或不同的。在一个具体实施方案中，Y敏感层324可以包括一种闪烁材料，该闪烁材料不同于在中子敏感层322内的闪烁材料。
Y敏感层324可以包括一种有机闪烁材料。在一个实施方案中，该有机闪烁材料可以包括一种芳香族化合物。在一个具体实施方案中，该芳香族化合物可以是同芳香族化合物或杂芳香族化合物。在一个更具体的实施方案中，该芳香族化合物包括苯基或吡唑啉芳香族化合物。在另一个具体实施方案中，该有机闪烁材料可以包括1，4-二(5-苯基噁唑-2-基)苯、2，5-二苯基噁唑、对三联苯、萘、1,4-二 [2-甲基苯乙烯基苯](“双-MSB”)、 以及1，I, 4, 4-四苯基-1，3 丁二烯(“TPB”)、另外的适合的有机化合物、或其任意组合。该有机闪烁材料可以混合入一种溶剂中，例如甲苯、I-苯基-I- 二甲苯基乙烷(“PXE”)、直链烷基苯(“LAB”)、或另外的溶剂。在一个实施方案中，有机闪烁材料和溶剂的组合可以混合入并且溶解在该聚合物基质中。
Y敏感层324可以包括一种聚合物基质，该聚合物基质可以包括PVT、PS、PMMA、另外的适合的聚合物、或其任意共聚物。该聚合物基质可以以浇铸板、纤维、或另外的适合形式存在。当Y敏感层324处于纤维的形式时，这些纤维可以具有基本上呈矩形的、基本上呈圆形的、或呈另外的形状的横断面。在一个具体实施方案中，除另外的纤维(例如闪烁纤维)之外可以使用一种波长偏移纤维，并且该波长偏移纤维包括两种具有不同折射率的材料。例如，一种波长偏移纤维可以包括具有丙烯酸材料(例如PMMA)的PS核包层。在另一个具体实施方案中，可以使用另外的包层，例如氟聚合 物。在另一个具体实施方案中，Y敏感层324可以包括浇铸板，例如掺杂的聚合物板，该聚合物板具有一种基本上与Y敏感层 324的闪烁材料的发射光谱匹配的吸收光谱。
y敏感层324可以包括一种或多种突光材料。在一个具体实施方案中，Y敏感层 324可以包括对三联苯或双-MSB作为荧光材料。该荧光可以是绿色的并且具有在约500nm 至约600nm的范围内的发射最大值。在一个具体实施方案中，、敏感层324可以包括在PVT 基质之内的对三联苯、双-MSB、以及苯并咕吨-二羧酸酰亚胺。苯并咕吨-二羧酸酰亚胺被描述于US3741971中，并且以下化学式是用于一个具体的苯并咕吨_ 二羧酸酰亚胺。
如果需要或是所希望的，Y敏感层324可以包括另外的荧光材料。可以定制另外的荧光材料以使从中子辐射产生的闪烁光的波长偏移至一个不同的波长。在一个具体实施方案中，该荧光可以是绿色的并且具有在约500nm至约600nm的范围内的发射最大值。在一个具体实施方案中，Y敏感层324可以包括对三联苯、双-MSB、以及苯并咕吨-二羧酸酰亚胺作为荧光材料。因此，在一个具体实施方案中，在Y敏感层324内，来自Y辐射和中子辐射两者的闪烁光可以偏移至绿光，并且因此来自荧光材料的光可以具有彼此在约IOOnm 之内的发射最大值。在一个具体实施方案中，光敏传感器340可以具有一种量子效率，这种量子效率对绿光比对其他光更高。
在另一个实施方案中，光敏传感器340可以具有一种量子效率,这种的量子效率对另外颜色的光(例如蓝光)而言较高。在该实施方案中，可以对这些荧光材料进行选择，这样闪烁光被偏移至蓝光(在约400nm至约500nm发射最大值)。在阅读了本说明书之后,熟练的业内人士将能够选择荧光以实现将所希望的波长范围的光沿着Y敏感层324传送。
在另一个实施方案中，Y敏感层324可以包括一种无机闪烁材料。在一个具体实施方案中，Y敏感层324可以包括在聚合物基质内的无机闪烁颗粒。该无机闪烁颗粒可以包括碘化钠、氟化钙、碘化铯、铯锂钾冰晶石、溴化镧、氯化镧、碘化镥、锗酸铋(“ BGO ”)、硅酸镥、或另外的适合的化合物。在一个具体实施方案中，这些无机闪烁颗粒可以包括NaI (Tl)、 CaF2(Eu)、PbS、LaBr3(Ce)、BG0、或硅酸钇镥。前述的任意化合物可以包括一种掺杂剂，其中该掺杂剂是任意稀土元素或Tl。该聚合物基质可以包括如相对于在Y敏感层324内的有机闪烁材料所述的聚合物基质材料。
因为光易于传送通过Y敏感层324，可以将闪烁构件320制成相对较大的。与Y 敏感层324相比，可见光不易于沿着中子敏感层322的长度传送。中子和Y敏感层322和 324的协同组合可以允许在中子敏感层322内产生的来自中子辐射的闪烁光进入Y敏感层324并且经Y敏感层324传送至光敏传感器340。在一个实施方案中，Y敏感层324的数目大于中子敏感层322的数目。在一个具体实施方案中，闪烁构件320具有的Y敏感层 324比中子敏感层322多一个。在图3中所展示的实施方案中，闪烁构件320具有五个Y 敏感层324以及四个中子敏感层322。可以使用更多或更少的Y敏感层324和中子敏感层322。例如，该闪烁构件可以包括1、2、3、9、20、或更多个的中子敏感层322或、敏感层 324。
相对而言，Y敏感层324可以比中子敏感层322厚。在一个实施方案中，Y敏感层324可以比中子敏感层322厚至少约2倍，并且在另一个实施方案中，、敏感层324可以比中子敏感层322厚至少约5倍。在一个另外的实施方案中，Y敏感层324可以比中子敏感层322厚至少约25倍或甚至50倍。关于实际厚度，每个Y敏感层324可以是至少约 Imm厚，并且在另一个实施方案中，每个Y敏感层324可以不大于约60mm厚。每个中子敏感层322可以是至少约O. Imm厚，并且在另一个实施方案中，每个中子敏感层322可以是不大于约Imm厚。在一个具体实施方案中，这些中子敏感层可以具有在约O. 2至O. 5mm的范围内的厚度。
—种光稱合材料(未展不)可以安置在直接相邻的每对中子和Y敏感层322和324 之间。该光I禹合材料可以帮助改善在Y敏感层324内的内反射。在一个实施方案中，该光耦合材料的折射率小于用在Y敏感层324中的聚合物基质的折射率。在另一个实施方案中，该光稱合材料的折射率小于约1.49。在一个具体实施方案中，该光稱合材料包括娃橡胶，该硅橡胶具有约1.42的折射率。在另一个实施方案中，该光耦合材料的折射率小于约 1.42。在另一个具体实施方案中，该光稱合材料包括一种氟聚合物。该光稱合材料可以具有不大于约O. 5mm的厚度。
当中子辐射被设备300接收时，闪烁光是在中子敏感层322内产生并且这种闪烁光进入Y敏感层324中。当Y敏感层324包括波长偏移荧光材料时，由于在Y敏感层 324之内的突光材料,该闪烁光被吸收并且偏移至另一个波长，并且该闪烁光作为突光被传送通过Y敏感层324至光敏传感器340。当Y辐射由设备300接收时，闪烁光在Y敏感层324内产生。当Y敏感层324包括波长偏移荧光材料时，该闪烁光响应于在Y敏感层 324之内的荧光材料而偏移至另一个波长，并且作为荧光被传送通过Y敏感层324至光敏传感器340。
光敏传感器340接收光(闪烁光、荧光、或其任意组合)并且将该光转化为一种电脉冲，该电脉冲被发送至处理模块(例如图I中的处理模块120)。在处理模块120内的脉冲分析器可以至少部分地基于到达光敏传感器340的光的衰变时间，来区分对应于中子辐射的电脉冲与对应于Y辐射的电脉冲。在一个实施方案中，如果该衰变时间是相对长的，处理模块120将发送信号至对中子辐射进行计数的辐射计数器182，并且如果该衰变时间是相对短的，处理模块120将发送信号至对Y辐射事件进行计数的辐射计数器184。
在另一个如图4中所展示的实施方案中，设备400包括辐射传感器410，该辐射传感器410被连接至不同的光敏传感器442和444。在一个实施方案中，相对于一种颜色的光(例如橙色光)，光敏传感器442可以具有相对高的量子效率；并且相对于另一种颜色的光(例如绿光)，光敏传感器444可以具有相对高的量子效率。在一个具体实施方案中，滤光片可以被安置在闪烁构件420与光敏传感器442和444中的任一者或两者之间。例如，在闪烁构件420和光敏传感器442之间的滤光片可以将绿光过滤掉而允许橙色光通过，并且在闪烁构件420和光敏传感器444之间的不同的滤光片可以将橙色光过滤掉而允许绿光通过。一种中子调节剂可以包围闪烁构件420但在图4中未展示。
中子敏感层322可以具有任何如前所述的构成和厚度。Y敏感层424可以具有如前相对于Y敏感层324所述的任何构成和厚度。与Y敏感层324相比，Y敏感层424可以具有较少的或不同的荧光材料以利用不同的光敏传感器442和444。例如，如果来自中子敏感层322的闪烁光是橙色的，将不需要用于将这种光转化为绿光的荧光材料。因此，来自中子敏感层322的闪烁光可以沿着Y敏感层424传送并且由光敏传感器442接收。当在闪烁构件420和光敏传感器444之间使用滤光片时，该滤光片可以显著地减少或基本上预防橙色光到达光敏传感器444。Y敏感层424可以包括一种使来自Y福射的闪烁光偏移至绿光的荧光材料，该绿光可以沿着Y敏感层424传送并且由光敏传感器444接收。当在闪烁构件420和光敏传感器442之间使用滤光片时，该滤光片可以显著地减少或基本上预防绿光到达光敏传感器442。
当中子辐射被设备400接收时，闪烁光是在中子敏感层322内产生并且这种闪烁光进入Y敏感层424中。当Y敏感层424包括一种波长偏移荧光材料时，该闪烁光响应于在Y敏感层424之内的荧光材料而偏移至另一个波长，并且作为荧光被传送通过Y敏感层424至光敏传感器442。当Y辐射由设备400接收时，闪烁光在Y敏感层424内产生。 当Y敏感层424包括波长偏移荧光材料时，该闪烁光响应于在Y敏感层424之内的荧光材料而偏移至另一个波长，并且作为荧光被传送通过Y敏感层424至光敏传感器444。
当中子辐射由在闪烁构件420中的中子敏感层322感测时，光敏传感器442接收该光并将该光转化为一种电脉冲，该电脉冲被发送至处理模块(例如在图2中的处理模块 220)。因为处理模块220接收来自光敏传感器442的信号，处理模块220可以确定中子辐射由设备400接收并且将一个信号发送至对中子辐射进行计数的辐射计数器282。当Y辐射由在闪烁构件420中的Y敏感层424感测时，光敏传感器444接收该光并将该光转化为一种电脉冲，该电脉冲被发送至处理模块(例如在图2中的处理模块220)。因为处理模块 220接收来自光敏传感器444的信号，处理模块220可以确定Y辐射由设备400接收并且将一个信号发送至对Y辐射进行计数的辐射计数器284。
在此描述的实施方案可以用于制成辐射传感器，该辐射传感器可以检测多于一种的定向辐射并且可以扩大至大的尺寸。在一个具体实施方案中，对可见光而言Y敏感层可以是相对透明的，并且因此这些Y敏感层的大小可以被与透光性不相关的问题限制。例如，Y敏感层的大小可以被一种聚合物板或闪烁纤维可以被浇注或以其他方式形成的大小所限制。中子敏感层可能不具有在较长距离上足够的透射率。通过允许光从中子敏感层进入Y敏感层，这种源自该中子敏感层的光可以更易于传送至位于与Y敏感层的一端相邻的光敏传感器。如果该中子敏感层不能被制造为如具有Y敏感层的板那么大的单个板，则可以铺设不同的中子敏感层以更接近地匹配具有Y敏感层的板的大小。因此，可以将辐射传感器制造成具有至少约I. Sm (约70英寸)的尺寸。该尺寸可以对应于辐射检测系统的辐射传感部分的活性区的高度或对角线尺寸。
辐射检测系统可以如所需要的或所希望的以不同的安排来配置。例如，如果成本或者由光敏传感器占据的空间是一个问题，单个的光敏传感器可以结合脉冲分析器使用以确定已经检测到了哪种类型的辐射。一种或多种荧光材料可以被包含在Y敏感层之内，这样这些荧光的波长可以更接近于该光敏传感器的最大量子效率。因为闪烁光、以及荧光(如果存在的话)在中子辐射和Y辐射之间具有不同的衰变时间，该脉冲分析器(例如在处理模块之内)可以监测由光敏传感器接收的光的衰变时间以确定是否检测到了 Y辐射或中子辐射。
可以使用响应于不同波长的光的不同的光敏传感器来代替脉冲分析器。因此，不太复杂的硬件或软件可以用于这些光敏传感器的下游，例如一种处理模块。参见图4，对应于检测到的中子辐射的电脉冲将会从光敏传感器442输出，并且对应于检测到的Y辐射的电脉冲将会从光敏传感器444输出。
在可替代的实施方案中，该辐射检测系统可以被配置以检测不同的定向辐射，例如X-射线、β粒子、等。如果这两种不同的定向辐射从单个的光敏传感器产生相似的电脉冲，如在图4中展示的辐射检测系统可以是有用的。在一个具体实例中，不同的定向辐射可以产生在不同波长具有发射最大值的闪烁光或突光。不同的光敏传感器和潜在的滤光片的使用可以允许使特定定向辐射的鉴别更加容易、并且潜在地更快。
实例
在下列实例中将会进一步描述在此所述的这些概念，这些实例并不限制权利要求中所述的本发明的范围。
提供实例以证实辐射检测系统可以用于检测Y辐射和中子辐射并且可以使用脉冲波形分析来在Y辐射和中子辐射之间进行区别。参见图5，辐射传感器包括组件50，该组件具有四个BC-704 牌材料的层54，该层是一种包括6Li和ZnS (Ag)的中子敏感层。每个层54具有在约O. 2mm至约O. 5mm (O. 01至O. 02英寸)的范围内的厚度。组件50进一步具有Y辐射敏感层的五个层52，该Y辐射敏感层包括PVT基质之内的对三联苯、双-MSB、 以及苯并咕吨-二羧酸酰亚胺。每个层52具有IOmm (O. 4英寸)的标称厚度。每个层54 被安置在层52的两个直接相邻的层之间，并且因此该辐射传感器具有BC-704 牌材料与在PVT基质之内的对三联苯、双-MSB、以及苯并咕吨-二羧酸酰亚胺的交替层。组件50具有 64cm (25英寸)的长度(在图5中的尺寸56)以及13cm (5英寸)的宽度(在图5中的尺寸 58)。组件50被包裹在TEFLON -牌材料的层中，接着被包裹在黑纸层中。光敏传感器 (未展示在图5中)包括具有13cm (5英寸)标称直径的ADIT -牌光电倍增管(美国，德克萨斯州，ADIT of Sweetwater)并且被脂膏连接至该福射传感器的一端。来自光电检测器的信号被提供给ORTECui -牌脉冲波形灵敏探测器(Pulse Shape Sensitive Detector) (美国，田纳西州，Advanced Measurement Technology ofOak Ridge,未在图 5 中展不)以产生光谱。
背景光谱(在该辐射传感器附近没有显著的Y辐射源或中子源)在图6中记为“背景”。通道175的左边的计数是背景Y辐射。在该区域中的计数速率是每秒276. 4次数 (cps)0还可看出的是，在通道175和400之间是小量的背景中子辐射，大约0.96cps。
将9.67微居里&_137 ( Y辐射)源放置在离该辐射传感器的中点约15cm处。得到的光谱在图6中记为“ Y ”。在通道175以下的窗口中的计数速率增至3851cps，同时在通道175和400之间的窗口中的计数速率基本上在1.06cpS保持不变。峰的右侧的凸出是异常的并且可能归因于脉冲累积。当该源向后移动至离该辐射传感器50cm时该凸出消失。
除去Cs-137 ( Y辐射)源，并且将在它的调节剂中的AmBe (主要为中子)源定位在离辐射传感器约200cm处。得到的光谱在图6中记为“中子”。
如能在图6在清晰所见的，通过对该光谱的脉冲波形分析Y辐射和中子辐射可以易于彼此区分。在Y和中子峰之间的凹部在通道110出现，但是为了避免Y溢入中子窗口，在通道175保持阈值。对于该实例，Y窗口的计数速率是690. 2cps并且中子窗口的是 132.9cps。因此，该辐射检测系统对于Y辐射和中子辐射是敏感的，并且提供了通过使用独立的计数通道基于脉冲波形在Y辐射和中子辐射之间区别的能力。熟练的业内人士知道脉冲波形的区别可以通过闪烁脉冲的衰变时间和测量电子仪表的特性来确定。
许多不同的方面和实施方案是可行的。这些方面和实施方案的一些在下面被描述。在阅读本发明书之后，熟练的业内人士将理解那些方面和实施方案仅是说明性的并不限制本发明的范围。此外，本领域的普通技术人员将理解包括模拟电路的一些实施方案可以通过使用数字电路实施，并且反之亦然。
在第一方面，福射传感器可以包括含有第一闪烁材料的第一层，该第一闪烁材料响应于对第一定向辐射的接收而产生第一光。该辐射传感器还可以包括含有第二闪烁材料的第二层，该第二闪烁材料响应于对第二定向辐射的接收而产生第二光，其中该第一闪烁材料不同于该第二闪烁材料，并且该第一定向辐射不同于该第二定向辐射。该第一层可以被配置以接收该第二光。
在该第一方面的实施方案中，该第一层被进一步配置以从在该第一层内的该第二光产生第三光。在一个具体实施方案中，该第一层被配置以从该第一光产生第四光。在一个更具体的实施方案中，该第一层被配置以从该第四光产生第五光，其中该第三光和第五光在基本上相同的波长处具有发射最大值。在一个进一步的实施方案中，该相同的波长是在约500nm至约600nm的范围内。在另一个甚至更具体的实施方案中，该第三光在第三波长处具有发射最大值，该第四光在第四波长处具有发射最大值，并且该第三和第四波长彼此是在约IOOnm之内。
在该第一方面的一个具体实施方案中，该第一层进一步包括能够从该第二光产生第三光的第一荧光材料，以及能够从该第一光产生该第四光的第二荧光材料。在一个更具体的实施方案中，该第一荧光材料包括对三联苯、双-MSB、以及苯并咕吨-二羧酸酰亚胺并且该第二荧光材料包括ZnS。
在该第一方面的又另一个实施方案中，该辐射传感器进一步包括另一个第一层， 其中该第二层被安置在这些第一层之间。在另一个实施方案中，该辐射传感器进一步包括其他多个第一层以及至少一个另外的第二层，其中该辐射传感器包含一种第一和第二层交替的层压复合材料。在再另一个实施方案中，该第一层是处于纤维的形式。在一个具体实施方案中，该第一层进一步包括一种聚合物基质，其中该第一闪烁材料是在该聚合物基质之内。在一个进一步的实施方案中，该辐射传感器进一步包括一种在这些第一和第二层之间的光耦合材料，其中该光耦合材料的折射率小于该第一层的折射率。在一个具体实施方案中，该光耦合材料的折射率不大于约I. 49。在一个更具体的实施方案中，该第一层进一步包括聚乙烯甲苯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、或其任意组合，并且该光耦合材料包括硅橡胶或氟聚合物。
在该第一方面的另一个实施方案中，该第一层比该第二层厚。在一个具体实施方案中，该第一层比该第二层厚至少约2倍。在另一个具体实施方案中，该第一层比该第二层厚至少约5倍。在再另一个具体实施方案中，该第一层比该第二层厚至少约25倍或甚至50 倍。在又一个具体实施方案中，该第一层对Y辐射比对中子辐射更敏感，而该第二层对中子辐射比对Y辐射更敏感。
在该第一方面的一个进一步的实施方案中，该第二闪烁材料包含第一化合物以响应于对中子的接收而产生次级粒子，以及第二化合物以响应于对该次级粒子的接收而产生该第二光。在一具体实施方案中，该第一化合物包含6Li或在一个更具体的实施方案中，该第二化合物包括ZnS、CaW04、Y2Si05、Zn0、CaF2、或ZnCdS。在再另一个具体实施方案中， 该第一闪烁材料包括一种有机材料。在一个更具体的实施方案中，该有机材料包括1，4-二 (5-苯基噁唑-2-基)苯、2，5-二苯基噁唑、对三联苯、萘、1,4-双[2-甲基苯乙烯基苯]、 或1，I, 4, 4-四苯基-1，3 丁二烯。在又一个具体实施方案中，该第一闪烁材料包括一种无机材料。在一个更具体的实施方案中，该无机材料包括碘化钠、氟化钙、碘化铯、铯锂钾冰晶石、溴化镧、氯化镧、碘化镥、锗酸铋、或硅酸镥。
在第二方面，一种福射检测系统可以包括福射传感器和第一光敏传感器。该福射传感器可以包括含有第一闪烁材料的第一层，以响应于对第一定向辐射的接收而产生第一光。该辐射传感器可以进一步包括含有第二闪烁材料的第二层，以响应于对第二定向辐射的接收而产生第二种光，其中该第一闪烁材料不同于该第二闪烁材料，并且该第一定向辐射不同于该第二定向福射。该第一层可以被配置以接收并传送该第二光。该第一光敏传感器可以连接至该第一层。
在该第二方面的一个实施方案中，该第一层被配置以接收该第二光。在一个具体实施方案中，该第一层被进一步配置以在该第一层内从该第二光产生第三光。在一个更具体的实施方案中，该第一层被配置以从该第一光产生第四光。在一个甚至更具体的实施方案中，该第一层被配置以从该第四光产生第五光，其中该第三光和第五光在基本上相同的波长处具有发射最大值。在一个进一步的实施方案中，该相同的波长是在约500nm至600nm的范围内。在另一个甚至更具体的实施方案中，该第三光在第三波长处具有发射最大值，该第四光在第四波长处具有发射最大值，并且该第三和第四波长彼此是在约IOOnm之内。
在该第二方面的又一个实施方案中，该第一层进一步包括能够从该第二光产生第三光的第一荧光材料，以及能够从该第一光产生该第四光的第二荧光材料。在一个具体实施方案中，该第一荧光材料包括对三联苯、双-MSB、以及苯并咕吨-二羧酸酰亚胺并且该第二荧光材料包括ZnS。
在该第二方面的一个进一步的实施方案中，该第一层对Y辐射比对中子辐射更敏感，而该第二层对中子辐射比对Y辐射更敏感。在又另一个实施方案中，该辐射检测系统进一步包括连接至该第一层的第二光敏传感器，其中该第二光敏传感器不同于该第一光敏传感器。在一个具体实施方案中，该第一光敏传感器连接至该第一层的第一端，并且该第二光敏传感器在与该第一端相对的第二端连接至该第一层。在又一个实施方案中，该第一光敏传感器是连接至该第一层的仅有的光敏传感器。在一个具体实施方案中，该辐射检测系统进一步包括一种连接至该第一光敏传感器的脉冲分析器。在另一个具体实施方案中， 该辐射检测系统进一步包括反射器，其中该第一光敏传感器被连接至该第一层的第一端， 并且该反射器在与该第一端相对的第二端连接至该第一层。
在该第二方面的另一个实施方案中，该辐射检测系统进一步包括将快中子转化为热中子的中子调节剂。在再另一个实施方案中，该辐射传感器另外的第一和第二层，其中该辐射传感器被配置以包含一种层压板，其中这些第一和第二层彼此交替。在一个具体实施方案中，这些第一层中的每一个是至少约2mm厚。在另一个具体实施方案中，这些第一层中的每一个是不大于约60mm厚。在再另一个具体实施方案中，这些第二层中的每一个是至少约O. Imm厚。在又一个具体实施方案中，这些第二层中的每一个是不大于约I. Omm厚。在一个进一步的具体实施方案中，这些第一层中的每一个具有在约5mm至约15mm的范围内的厚度，并且这些第二层中的每一个具有在约O. Imm至约I. Omm的范围内的厚度。在再一个进一步的具体实施方案中，该辐射传感器具有n+1个第一层和η个第二层，其中η至少是I。 在一个更具体的实施方案中，该辐射传感器具有5个第一层和4个第二层，并且具有交替的第一层-第二层的配置。在另一个实施方案中，该辐射传感器包括多个离散的单元，其中每个离散的单元包括在两个第一层之间的一个第二层。在又一个进一步的具体实施方案中， 该辐射检测系统进一步包括光耦合材料，其中该光耦合材料被安置在每一对直接相邻的第一和第二层之间。
在第三方面，检测辐射的方法可以包括在一种环境中提供辐射检测系统的辐射传感器，其中该福射传感器包括第一福射敏感层和第二福射敏感层，并且该第一福射敏感层被适配以传送从该第二辐射敏感层接收的闪烁光。该方法进一步包括确定该环境是否含有大量的该第一辐射、该第二辐射、或该第一和第二辐射两种。
在该第三方面的一个实施方案中，该方法进一步包括当该辐射传感器处于该环境中时基于收集的数据产生一种光谱。在一个具体实施方案中，对该环境是否含有大量的该第一辐射、该第二辐射、或该第一和第二辐射两者的确定包括根据该光谱进行脉冲波形分析。在另一个实施方案中，在一个交替的第一辐射敏感层-第二辐射敏感层配置中，该辐射传感器具有n+1个第一辐射敏感层以及η个第二辐射敏感层，其中η至少是I。在再另一个实施方案中，该辐射传感器包括多个离散的单元，其中每个离散的单元包括被安置在两个第一辐射敏感层之间的一个第二辐射敏感层。在又一个实施方案中，该第一辐射包括Y辐射，并且该第二福射包括中子福射。
在该第三方面的一个进一步的实施方案中，该第一辐射敏感层当暴露至第一辐射时具有第一脉冲时间，该第二辐射敏感层当暴露至第二辐射时具有第二脉冲时间，并且该第二脉冲时间比该第一脉冲时间长至少两倍。在一个具体实施方案中，该第二脉冲时间比该第一脉冲时间长至少三、五、或十倍。
应注意,不是所有的在整个说明或实例中上述的活动都是必需的,特定活动的一部分可以不是必需的，并且除了描述的那些还可以进行一种或多种另外的活动。再者，列出活动的次序不是它们被执行的必然次序。
在一个具体实施方案中，一种方法可能是以一系列顺序的行为进行描述的。在不偏离本传授内容的范围的情况下，这些行为的顺序以及执行这些行为的群体可以改变，除非明确地有相反的陈述。行为可以被添加、删除、或改变。而且，可以重复一种特定的行为。 另外，在披露为平行执行的方法内的行为可以在特定情况中串行地执行，并且在披露为串行执行的方法内的其他行为可以在特定情况中平行地执行。
在以上已经相对于具体实施方案描述了益处、其他优点、以及问题解决方案。但是，这些益处、优点、问题解决方案、以及可以导致任意益处、优点、或解决方案出现或变得更显著的任意一种或多种特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键性的、必需的、或必要的特征。
在此说明的这些实施方案的说明以及图示旨在提供一个对这些不同实施方案的结构的总体理解。该说明和图示不是旨在起这样的作用穷尽并综合地说明使用在此所述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征。分离的实施方案也可以组合在单个的实施方案中提供，并且相反，为简洁起见在一个单个的实施方案的背景中描述的不同的特征也可以分离地或以任意子组合提供。另外，对以范围陈述的值的引用包括在那个范围内的各个和每个值。仅在阅读了本说明书之后，许多其他实施方案对熟练的业内人士来说就是清楚的。可以使用并且从本披露中衍生其他实施方案，这样可以不偏离本披露的范围而做出结构取代、逻辑取代、或另外的改变。因此，本披露应被认为是说明性的、而非限制性的。
权利要求
1.一种福射传感器,包括 包含第一闪烁材料的第一层，该第一闪烁材料响应于对第一定向辐射的接收而产生第一光；以及 包含第二闪烁材料的第二层，该第二闪烁材料响应于对第二定向辐射的接收而产生第二种光，其中该第一闪烁材料不同于该第二闪烁材料，并且该第一定向福射不同于该第二定向辐射， 其中该第一层被配置以接收并传送该第二光。
2.—种福射检测系统，包括 一种福射传感器，该福射传感器包括 包含第一闪烁材料的第一层，该第一闪烁材料响应于对第一定向辐射的接收而产生第一光；以及 包含第二闪烁材料的第二层，该第二闪烁材料响应于对第二定向辐射的接收而产生第二种光，其中该第一闪烁材料不同于该第二闪烁材料，并且该第一定向福射不同于该第二定向辐射， 其中该第一层被配置以接收并传送该第二光；以及 与该第一层连接的第一光敏传感器。
3.根据权利要求I或2所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中该第一层被进一步配置以从在该第一层内的第二光来产生第三光。
4.根据权利要求3所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中该第一层被配置以从该第一光产生第四光。
5.根据权利要求4所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中该第一层被配置以从该第四光产生第五光，其中该第三光和第五光在基本上相同的波长处具有发射最大值。
6.根据权利要求5所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中 该第三光在第三波长具有一个发射最大值； 该第四光在第四波长具有一个发射最大值；并且 该第三和第四波长彼此是在约IOOnm以内。
7.根据权利要求5所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中该相同的波长是在约500nm至约600nm的范围之内。
8.根据权利要求5所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中该第一层进一步包括 第一突光物质，该第一突光物质能够从该第二光产生该第三光；以及 第二突光物质，该第二突光物质能够从该第一光产生该第四光。
9.根据权利要求8所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中第一荧光物质包括对三联苯、双-MSB、以及一种苯并咕吨-二羧酸酰亚胺。
10.根据权利要求8所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中该第二荧光材料包括ZnS。
11.根据权利要求I所述的辐射传感器，进一步包括另一个第一层，其中该第二层被安置在这些第一层之间。
12.根据权利要求I或2所述的辐射传感器或辐射检测系统，进一步包括其他多个第一层以及至少一个另外的第二层，其中该辐射传感器包含一种第一和第二层交替的层压复合材料。
13.根据权利要求12所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中这些第一层中的每一个为至少约2mm厚。
14.根据权利要求12所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中这些第一层中的每一个为不大于约60mm厚。
15.根据权利要求12所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中这些第二层中的每一个为至少约0. Imm厚。
16.根据权利要求12所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中这些第二层中的每一个为不大于约I. Omm厚。
17.根据权利要求12所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中 该第一层中的每一个具有在约5mm至约60mm的范围内的厚度；并且 这些第二层中的每一个具有在约0. Imm至约I. Omm的范围内的厚度。
18.根据权利要求12所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中该辐射传感器具有n+1个第一层以及n个第二层，其中n至少是I。
19.根据权利要求18所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中该辐射传感器具有5个第一层以及4个第二层，并且具有第一层-第二层交替的配置。
20.根据权利要求18所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中该辐射传感器包括多个离散的单元，其中每个离散的单元包含被安置在两个第一层之间的一个第二层。
21.根据权利要求12所述的辐射传感器或辐射检测系统，进一步包括一种光耦合材料，其中该光耦合材料被安置在每一对直接相邻的第一和第二层之间。
22.根据权利要求I或2所述的辐射传感器或辐射检测系统，其中 该第一层对Y辐射比对中子辐射更加敏感；并且 该第二层对中子辐射比对Y辐射更加敏感。
23.根据权利要求I所述的辐射传感器，其中该第一层是处于闪烁纤维的形式。
24.根据权利要求23所述的辐射传感器，其中该第一层进一步包括聚合物基质，其中该第一闪烁材料是在该聚合物基质之内。
25.根据权利要求I所述的辐射传感器，进一步包括一种在这些第一和第二层之间的光耦合材料，其中该光耦合材料的折射率小于该第一层的折射率。
26..根据权利要求25所述的辐射传感器，其中该光耦合材料的折射率不大于约I. 49。
27.根据权利要求25所述的辐射传感器，其中 该第一层进一步包括聚乙烯基甲苯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、或其任意组合；并且 该光稱合材料包括一种娃橡胶或一种氟聚合物。
28.根据权利要求I所述的辐射传感器，其中该第一层比该第二层厚。
29.根据权利要求28所述的辐射传感器，其中该第一层比该第二层厚至少大约2倍。
30.根据权利要求28所述的辐射传感器，其中该第一层比该第二层厚至少大约5倍。
31.根据权利要求28所述的辐射传感器，其中该第一层比该第二层厚至少大约25倍。
32.根据权利要求28所述的辐射传感器，其中该第一层比该第二层厚至少大约50倍。
33.根据权利要求I所述的辐射传感器，其中该第二闪烁材料包括第一化合物，该第一化合物响应于对该中子的接收而产生次级粒子；以及 第二化合物，该第二化合物响应于对次级粒子的接收而产生该第二光。
34.根据权利要求33所述的辐射传感器，其中该第一化合物包括6Li或
35.根据权利要求33所述的辐射传感器，其中该第二化合物包括ZnS、CaffO4,Y2SiO5,Z nO、CaF2、或 ZnCdS。
36.根据权利要求33所述的辐射传感器，其中该第一闪烁材料包括有机材料。
37.根据权利要求36所述的辐射传感器，其中该有机材料包括1，4-二(5-苯基噁唑-2-基)苯、2，5-二苯基噁唑、对三联苯、萘、1,4-二 [2-甲基苯乙烯基苯]、或1，1,4, 4-四苯基-1，3 丁二烯。
38.根据权利要求33所述的辐射传感器，其中该第一闪烁材料包括无机材料。
39.根据权利要求38所述的辐射传感器，其中该无机材料包括碘化钠、氟化钙、碘化铯、铯锂钾冰晶石、溴化镧、氯化镧、碘化镥、锗酸铋、或硅酸镥。
40.根据权利要求2所述的辐射检测系统，进一步包括连接至该第一层的第二光敏传感器，其中该第二光敏传感器不同于该第一光敏传感器。
41.根据权利要求40所述的辐射检测系统，其中 该第一光敏传感器连接至该第一层的第一端；并且 该第二光敏传感器在与该第一端相对的第二端连接至该第一层。
42.根据权利要求2所述的辐射检测系统，其中该第一光敏传感器是唯一一种连接至该第一层的光敏传感器。
43.根据权利要求42所述的辐射检测系统，进一步包括连接至该第一光敏传感器的脉冲分析器。
44.根据权利要求42所述的辐射检测系统，进一步包括反射器，其中该第一光敏传感器连接至该第一层的第一端，并且该反射器在与该第一端相对的第二端连接至该第一层。
45.根据权利要求2所述的辐射检测系统，进一步包括将快中子转化为热中子的中子调节剂。
46.一种检测辐射的方法，包括 在环境中提供福射检测系统的福射传感器，其中该福射传感器包括弟一福射敏感层和第二辐射敏感层，并且该第一辐射敏感层被适配以传送从该第二辐射敏感层接收的闪烁光; 确定该环境是否含有大量的该第一辐射、该第二辐射、或该第一和第二辐射两者。
47.根据权利要求46所述的方法，进一步包括当该辐射传感器在该环境中时基于收集的 数据产生一种光谱，其中确定该环境是否含有大量的该第一辐射、该第二辐射、或该第一和第二辐射两者包括对该光谱的脉冲波形进行分析。
48.根据权利要求46所述的方法，其中在交替的第一辐射敏感层-第二辐射敏感层配置中，该辐射传感器具有n+1个第一辐射敏感层以及n个第二辐射敏感层，其中n至少是I。
49.根据权利要求46所述的方法，其中该辐射传感器包括多个离散的单元，其中每个离散的单元包括被安置在两个第一辐射敏感层之间的一个第二辐射敏感层。
50.根据权利要求46所述的方法，其中该第一辐射包括Y辐射，并且该第二辐射包括中子辐射。
51.根据权利要求46所述的方法，其中 该第一辐射敏感层当暴露于第一辐射时具有第一脉冲时间； 该第二辐射敏感层当暴露于第二辐射时具有第二脉冲时间；并且 该第二脉冲时间比该第一脉冲时间长至少两倍。
52.根据权利要求51所述的方法，其中该第二脉冲时间比该第一脉冲时间长至少三倍。
53.根据权利要求51所述的方法，其中该第二脉冲时间比该第一脉冲时间长至少五倍。
54.根据权利要求51所述的方法，其中该第二脉冲时间比该第一脉冲时间长至少十倍。
全文摘要
一种辐射传感器可以包括第一层和第二层。该第一层可以包含第一闪烁材料，以响应于对第一定向辐射的接收而产生第一光，并且该第二层可以包含第二闪烁材料，以响应于对第二定向辐射的接收而产生第二光。该第一闪烁材料可以不同于该第二闪烁材料，并且该第一定向辐射可以不同于该第二定向辐射。该第一层可以被配置以接收并传送该第二光。在一个实施方案中，该辐射传感器可以成为一种辐射检测系统的一部分，该辐射检测系统包括光敏传感器，该光敏传感器可以响应于该第一和第二光而产生电脉冲。一种检测辐射的方法可以包括使用该辐射检测系统通过脉冲波形的差别来区别不同的辐射。
文档编号G01T1/20GK102985847SQ201180034104
公开日2013年3月20日 申请日期2011年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者M·R·库斯尼 申请人:圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司