境本底中挑选出来。因测量到的χ/γ光子能量单一，从其信号幅度的大小可以判断出符合晶体探测器的性能，从而调整符合晶体探测器的参数维持χ/γ光子信号幅度的稳定，即可实现符合晶体探测器增益的自动控制。同时利用测量到X/γ光子的能量信息，可以对符合晶体探测器的能量线性以及能量分辨进行刻度。
[0030]本发明通过将241Am放射源溶液滴入塑料闪烁体圆桶的底部，再将塑料闪烁体圆柱插入圆桶中，从而将241Am放射源镶嵌到了塑料闪烁体的内部，实现了 241Am的α粒子的4 π立体角探测。在塑料闪烁体圆桶与塑料闪烁圆柱的连接处使用环氧树脂层进行密封，从而将241Am放射源密封在了塑料闪烁体的内部，避免241Am从塑料闪烁体圆柱与塑料闪烁体圆桶间的缝隙中泄露的可能。
[0031]另外，塑料闪烁体外具有特氟龙Telfon涂层8。
[0032]在塑料闪烁体的外表面涂抹反射涂层，例如漫反射涂层，从而收集由241Am的α粒子所产生的闪烁荧光，在出光面使用一个光电读出器件如ΡΜΤ即可将闪烁荧光转换成电信号，从而实现241Am的α粒子探测。为了获得最佳的光收集效率，对塑料闪烁体圆桶的结构进行了优化设计，在出光面增加了锥体结构。
[0033]本方案结构简单，放射源的制作容易，在常温下即可完成镶嵌源的制作，同时实现了 α粒子的4π立体角探测，有效的增加了 α粒子的探测效率。使用环氧树脂进行放射源的密封，方案简单可靠。采用带锥体结构的塑料闪烁体圆桶，获得了最佳的光收集效果。本方案制作的放射源可用于空间Χ/γ射线探测、高能物理实验以及核医学等领域，用于实现晶体探测器的增益自动控制以及对能量线性和能量分辨进行刻度。特别是在环境本底较高，无有效屏蔽措施的环境中，使用本方案的镶嵌源可以有效的排除环境本底，从而降低了对环境本底的屏蔽要求。
[0034]现有的241Am镶嵌源制作工艺在很难同时满足在获得接近4 π的探测立体角的同时，还能满足制作工艺简单的需求。而本发明采用将放射源溶液滴入闪烁体圆桶的底部，并使用闪烁体圆柱进行密封的方式，实现了 alpha粒子的4 π粒子角探测，同时制作工艺简单可靠。
[0035]例如，对本发明的镶嵌源的光收集效果进行检测。将制作完成的镶嵌源的出光面通过光学耦合胶BC634A与光电读出器件MPPC耦合在一起，使用电荷灵敏放大器以及成形放大器读出MPPC的信号，将经过成形后的MPPC的信号输入到多道MCA8000A中，读出MPPC测量到的脉冲幅度谱。可以估计到镶嵌源的实际光收集效率在50%左右。
[0036]MPPC的增益较高时，直接导致了前端电子学的输出信号饱和，因而使得α信号峰的宽度进一步变窄，此时输出的信号的幅度较为固定，非常适合用作符合测试的触发信号或者门信号。并且α信号峰与噪声间的平谷进一步的展宽，使得α信号峰位道址计数与峰谷峰位道址计数之比进一步增大，使得241Am镶嵌源成为用作闪烁晶体探测器增益自动控制的理想放射源。
[0037]在对241Am镶嵌源的另一个最重要性能指标进行了测量。在轨标定探测器测量241Am镶嵌源的α粒子，与此同时由Nal探测器测量241Am发生α衰变时退激发射的γ射线。将在轨标定探测器的α信号经过单道后将产生的电平信号输入到延迟器进行延迟，经过延迟器的门信号输入多道分析仪MCA8000A的门电路中。将Nal的γ信号输入谱仪放大器放大并反相后输入到多道MCA8000A中测量γ能谱。
[0038]由实测的γ能谱以及符合的γ能谱，计算得到的241Am镶嵌源的探测效率可以达到99.9%，远高于印度空间科学卫星Astrosat上的241Am镶嵌源95%的探测效率，同时也优于意大利的B印poSAX卫星上的241 Am镶嵌源的98%的探测效率。
[0039]综上由实验的测试结果可以发现本方案制作的241Am镶嵌源的光收集效率可以达到50%以上，同时对α的探测效率可以达到99.9%的水平。
[0040]本发明用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置，具有如下效果:
[0041]l、241Am镶嵌源的制作过程简单，容易实现。
[0042]2、241Am光收集效率得以优化，光收集效率可以达到50%的水平，有效的提升了信噪比，减小了作为增益自动控制时的误触发。
[0043]3、实现了 241Am镶嵌源α粒子的4 π立体角探测，并将α粒子的探测效率提升到了 99.9%的水平。
[0044]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置，其特征在于，所述装置包括: 塑料闪烁体圆桶，在所述塑料闪烁体圆桶底部附着有241Am放射源； 塑料闪烁体圆柱，插接在所述塑料闪烁体圆桶中，并抵顶所述241Am放射源，从而形成塑料闪烁体；所述塑料闪烁体外侧具有反射涂层； 环氧树脂层，封接在所述塑料闪烁体圆柱顶部，用于将所述241Am放射源密封在所述塑料闪烁体内； 所述241Am放射源发生α衰变，产生α粒子，α粒子能量沉积在所述塑料闪烁体中导致所述塑料闪烁体产生荧光，通过所述反射涂层将所述荧光收集。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述241Am放射源具体通过将241Am放射源溶液滴入所述塑料闪烁体圆桶的底部，使用红外灯照射所述241Am溶液使得溶剂蒸发掉，将241Am氧化从而附着在塑料闪烁体圆桶的底部形成所述241Am放射源。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射涂层为BC620反射涂层。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环氧树脂层的材质为EJ500环氧树脂。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述塑料闪烁体圆桶下部为锥体结构。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述塑料闪烁体外具有特氟龙Telfon涂层。
【专利摘要】本发明涉及一种用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置。包括：塑料闪烁体圆桶，在所述塑料闪烁体圆桶底部附着有241Am放射源；塑料闪烁体圆柱，插接在所述塑料闪烁体圆桶中，并抵顶所述241Am放射源，从而形成塑料闪烁体；所述塑料闪烁体外侧具有反射涂层；环氧树脂层，封接在所述塑料闪烁体圆柱顶部，用于将所述241Am放射源密封在所述塑料闪烁体内。本发明用于闪烁晶体探测器增益自动控制的镶嵌源装置，241Am镶嵌源的制作过程简单，容易实现；光收集效率高，有效的提升了信噪比，并将α粒子的探测效率进行了极大的提升。
【IPC分类】G01T1/203
【公开号】CN105353400
【申请号】CN201510780786
【发明人】梁珺成, 李正伟, 刘聪展, 阎博, 刘皓然
【申请人】中国计量科学研究院, 中国科学院高能物理研究所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月13日