一种基于铅玻璃毛细管伽玛射线聚束系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于铅玻璃毛细管伽玛射线聚束系统，属于核技术及应用技术领域。

背景技术：

伽玛射线在工业探伤、医学诊断和治疗、材料分析、安检等领域具有广泛的应用，为了开发应用于上述领域的基于伽玛射线的高效设备，如何得到高功率密度伽玛射线束至关重要。高功率的伽玛射线源可以提供高功率密度伽玛射线束，但这种高功率伽玛射线源设备庞大、造价昂贵、运行费高，且不便于携带和推广。所以为了开发便于携带的和推广的伽玛射线高效设备，如何利用便于携带的低功率伽玛射线源得到高功率密度伽玛射线束倍受大家关注，这也是人们为什么一直关注如下问题的原因：如何将低功率伽玛射线源发出射线进行会聚得到高功率密度伽玛射线束。

因为伽玛射线不带电，所以现有的电磁聚焦技术不适用于伽玛射线束聚焦。玻璃毛细管被普遍用于会聚X射线，已经很成熟，参见专利号：ZL200910119850.2、实用新型名称“用于大气颗粒单颗粒分析的微束X射线荧光设备”的专利，该专利中具体公开了采用玻璃毛细管会聚X射线技术手段。本实用新型将采用玻璃毛细管聚束技术会聚伽玛射线，从而可以利用低功率伽玛射线源得到高功率密度伽玛射线束。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于铅玻璃毛细管伽玛射线聚束系统，利用该系统可以从低功率伽玛源的获得高功率密度伽玛射线束。该组合系统小巧灵便，便具有很好的实用性。

本实用新型的目的通过如下方案实现：

一种基于铅玻璃毛细管伽玛射线聚束系统，主要包括伽玛射线源和毛细管伽玛射线聚束系统；

伽玛射线源，用于发出发散的伽玛射线；

毛细管伽玛射线聚束系统，用于会聚所述伽玛射线；

所述毛细管伽玛射线聚束系统是由多根铅玻璃复合毛细管构成，复合毛细管的轮廓为六角形，多根复合毛细管的排列方式是：多根复合毛细管以中间复合毛细管为中心轴，沿垂直于中心轴的方向上对称排列；越靠近中心轴的复合毛细管的曲率越小；每根复合毛细管由多根紧密排列的单毛细管构成，单毛细管的轮廓为圆形。

进一步地，本实用新型每根单毛细管的内径范围为10-60微米。

本实用新型所述伽玛射线源为放射线伽玛射线源或者其它便携式伽玛射线源。

有益效果

第一，该实用新型提供的聚束系统能够提高低功率伽玛射线源的利用率，达到高功率伽玛射线源的效果。

第二，该实用新型提供的伽玛射线聚束系统和低功率伽玛射线源的组合系统小巧轻便，便于携带，从而有力于推广伽玛射线技术。

附图说明

图1为本实用新型毛细管聚束伽玛射线系统的结构示意图；

图2为本实用新型毛细管伽玛聚束系统的示意图；

图3为图2中毛细管伽玛射线聚束系统沿垂直于管中心线的剖面图；

图4为本实用新型毛细管伽玛射线聚束系统会聚伽玛射线的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

在开发和应用研究玻璃毛细管会聚X射线的基础上发现，可以利用铅玻璃毛细管会聚伽玛射线；本实用新型利用铅玻璃毛细管聚束系统会聚伽玛射线，得到具有高功率密度的会聚伽玛射线束。

如图1所示，本实用新型一种基于铅玻璃毛细管伽玛射线聚束系统，包括伽玛射线源1和毛细管伽玛射线聚束系统3；其中伽玛射线源1发出的发散伽玛射线束2被毛细管伽玛射线聚束系统3收集会聚成聚束伽玛射线束4。

如图2所示，图2为毛细管伽玛射线聚束系统3的主体结构。本实用新型毛细管伽玛射线聚束系统采用复合管拉丝机通过多次复合拉制而成，毛细管伽玛射线聚束系统3的中心轴线5；其中，D_in是毛细管伽玛射线聚束系统3的入口直径，其范围为1-50厘米，D_out是毛细管伽玛射线聚束系统3的出口直径，其范围为0.5-20厘米，L是毛细管伽玛射线聚束系统3的长度，其范围为10-50厘米。

如图3所示，图3为毛细管伽玛射线聚束系统3沿垂直于其中心轴线的横截面，毛细管伽玛射线聚束系统是由多根铅玻璃复合毛细管构成，其横截面的整体轮廓是圆形；复合毛细管A的轮廓为六角形，多根复合毛细管的排列方式是：多根复合毛细管以中间复合毛细管为中心轴，沿垂直于中心轴的方向上对称排列；中心轴上的复合毛细管的曲率接近为零，越靠近中心轴的复合毛细管的曲率越小，最外层的复合毛细管的曲率最大；每根复合毛细管由多根紧密排列的单毛细管构成，单毛细管B的轮廓为圆形，每根单毛细管的内径范围为10-60微米。

本实用新型不同位置处的聚束系统的横截面的直径不同。在一个具体的横截平面上，所有复合管的横截面相同，所有单毛细管的横截面相同。不同的横截平面上每根复合管和单管的横截面积分别不同。

如图4所示，图4是毛细管伽玛射线聚束系统3会聚伽玛射线的示意图。f是毛细管伽玛射线聚束系统3的入口焦距，其范围为2-30厘米，l是毛细管伽玛射线聚束系统的工作区半径，其范围为1-300厘米。玻璃毛细管伽玛射线聚束系统的参量有：工作区伽玛射线束的横截面直径，其范围为0.001-300毫米，工作区功率密度增益，其范围为100-10000。

本实用新型伽玛射线从毛细管聚束系统的入口端进入到该聚束系统，通过毛细管壁的全发射作用，从聚束系统的出口端出来，在上述传输过程中，玻璃管壁改变了伽玛射线光子的传播方向，从而实现了对伽玛射线光子的会聚。该类伽玛射线聚束系统的优点是，它制作工艺简单，小巧灵便，造价低廉，便于携带和推广。

下面给出玻璃单毛细管的实例：

毛细管伽玛射线聚束系统入口端和出口端的直径分别为3和1厘米，长度为40厘米，入口焦距为7厘米，工作区半径分别为100厘米，工作区伽玛射线束的直径约为1厘米，对应的功率密度增益为6000。毛细管伽玛射线聚束系统沿垂直于其中心轴线的横截面的整体轮廓是圆形，复合毛细管A的轮廓为六角形，单毛细管B的轮廓为圆形，在最大横截面处每根单毛细管的内径为10微米。

伽玛射线源为放射线伽玛射线源。