一種閃爍晶體探測器增益的校正方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及儀器校正領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種閃爍晶體探測器增益的校正方法和裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于觀察和記錄粒子的探測器可分為閃爍晶體探測器、半導體探測器W及其它的 探測器。其中閃爍晶體探測器應用較為廣泛。
[0003] 閃爍晶體探測器由閃爍晶體、光電轉(zhuǎn)換器件如光電倍增管和相應的電子儀器=部 分組成。其工作過程為：核福射與閃爍晶體的相互作用會使閃爍晶體電離、激發(fā)而發(fā)射巧 光。利用光導和反射器組成的光收集器將光子投射到和閃爍晶體相連的光電轉(zhuǎn)換器件如光 電倍增管的光陰極上，擊出光電子，光電子在光電轉(zhuǎn)換器件如光電倍增管內(nèi)被倍增、加速， 在陽極上形成電流脈沖輸出，電流脈沖的高度與射線的能量成正比，電流脈沖的個數(shù)即計 數(shù)率與福射源入射晶體的光子數(shù)目成正比，即與福射的活度成正比。
[0004] 在閃爍晶體探測器后端獲取電流脈沖信號的準確性受到光電轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換效率 的影響。由于光電轉(zhuǎn)換器件及晶體的一致性不可能完全一致，因此，晶體接收固定能量的射 線時，不同光電轉(zhuǎn)換器后端不可能得到相同能量的電流脈沖信號。所W，需要對閃爍晶體探 測器進行增益的校正。 陽〇化]現(xiàn)有的閃爍晶體探測器增益的校正方法，其算法復雜，導致探測器增益的校正工 作較為復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種算法簡單易行的閃爍晶體探測器增益的校正方法和 裝置。
[0007] 為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
[0008] 一種閃爍晶體探測器增益的校正方法，校正過程采用的放射源能夠放射出至少兩 種不同能量的放射線，該放射源的本底能譜具有至少兩個能區(qū)，所述方法包括：
[0009] 采集閃爍晶體探測器后端的電信號；
[0010] 分別統(tǒng)計來自固定位置晶體的所述至少兩個能區(qū)的電信號的實際計數(shù)率；
[0011] 根據(jù)所述至少兩個能區(qū)的電信號的實際計數(shù)率，調(diào)整閃爍晶體探測器的增益。
[0012] 一種閃爍晶體探測器增益的校正裝置，校正過程采用的放射源能夠放射出至少兩 種不同能量的放射線，該放射源的本底能譜具有至少兩個能區(qū)，所述裝置包括：
[0013] 采集單元，用于采集閃爍晶體探測器后端的電信號；
[0014] 統(tǒng)計單元，用于分別統(tǒng)計來自固定位置晶體的所述至少兩個能區(qū)的電信號的實際 計數(shù)率；
[0015] 調(diào)整單元，用于根據(jù)所述至少兩個能區(qū)的電信號的實際計數(shù)率，調(diào)整閃爍晶體探 測器的增益。
[0016] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0017] 通過W上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的閃爍晶體探測器增益的校正方法，采用至 少兩個能區(qū)的電信號的計數(shù)率對閃爍晶體探測器的增益進行校正。該校正方法只需統(tǒng)計所 述至少兩個能區(qū)的電信號的實際計數(shù)率，因此該校正方法的算法簡單易行。
[0018] 進一步地，本發(fā)明實施例提供的閃爍晶體探測器增益的校正方法容易實現(xiàn)上位機 可控自動校正或者手動校正功能。
【附圖說明】
[0019] 為了清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將描述本發(fā)明的【具體實施方式】時用到的 附圖作一簡要說明。顯而易見地，運些附圖僅是本發(fā)明的部分實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不 付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W獲得其它附圖。
[0020] 圖1是閃爍晶體閃爍晶體探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2(1)是"6Lu元素的衰變綱圖；
[0022] 圖2似是"6Lu元素的衰變各能級所對應的能量示意圖；
[0023] 圖3是實際測量的LYS0晶體的i?Lu的本底能譜示意圖；
[0024] 圖4是LYS0晶體的能區(qū)與單道區(qū)間的示意圖；
[0025] 圖5是本發(fā)明實施例一提供的閃爍晶體探測器增益的校正方法流程示意圖； 陽0%] 圖6是圖5中步驟S504的具體實現(xiàn)方式流程示意圖；
[0027] 圖7是基于重屯、法設(shè)計的閃爍晶體探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖8是泛源福射的晶體陣列的二維位置散點圖；
[0029] 圖9是本發(fā)明實施例二提供的閃爍晶體探測器增益的校正方法流程示意圖；
[0030] 圖10是圖9中步驟S904的具體實現(xiàn)方式流程示意圖；
[0031] 圖11是本發(fā)明實施例二提供的多重單道比值示意圖；
[0032] 圖12是本發(fā)明實施例提供的用于執(zhí)行閃爍晶體探測器增益的校正方法的控制設(shè) 備結(jié)構(gòu)不意圖；
[0033] 圖13是本發(fā)明實施例=提供的閃爍晶體探測器增益的校正裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和效果更加清楚、完整，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具 體實施方式進行描述。
[00對圖1為閃爍晶體探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。其包括：閃爍晶體、光電轉(zhuǎn)換器件如光電倍 增管和相應的電子儀器。其中，閃爍晶體是探測器的最關(guān)鍵的部件，也是決定探測器質(zhì)量檔 次的最主要因素。閃爍晶體的材料、體積、形狀等對探測器的影響性能很大，對于某一種材 料的閃爍晶體總有一種最佳的體積或形狀使得探測器的空間分辨率達到最優(yōu)。
[0036] 本發(fā)明提供了一種算法簡單易行的閃爍晶體探測器增益的校正方法。該校正方法 采用來自至少兩個能區(qū)的電信號的計數(shù)率進行校正。所W，本發(fā)明的校正方法采用的放射 源能夠放射出至少兩種不同能量的放射線，該放射源的本底能譜具有至少兩個能區(qū)。
[0037] 需要說明的是，該放射源可W為外置放射源。此外，當閃爍晶體探測器內(nèi)的閃爍晶 體為特定閃爍晶體，該特定閃爍晶體具有長壽命本底放射性，其能夠放射出至少兩種不同 能量的放射線，在該特定閃爍晶體的本底能譜上具有至少兩個能區(qū)時，本發(fā)明實施例提供 的校正方法采用的放射源還可W為該特定閃爍晶體。
[0038] 在本發(fā)明實施例中，所述長壽命是指在閃爍晶體探測器的可使用時間內(nèi)，特定閃 爍晶體具有穩(wěn)定的本底放射性。
[0039] 由于該特定閃爍晶體的本底放射性，所W閃爍晶體探測器增益的校正工作可W直 接采用該特定閃爍晶體作為放射源，用于代替校正通常采用的外置放射源。而且，由于采用 閃爍晶體探測器自身結(jié)構(gòu)的特定閃爍晶體進行校正，所W，閃爍晶體探測器無需對校正需 求而做特殊設(shè)計。此外，利用閃爍晶體探測器自身結(jié)構(gòu)中的特定閃爍晶體，還可W節(jié)省模體 系統(tǒng)。 W40]當采用閃爍晶體探測器內(nèi)部的特定閃爍晶體作為放射源時，本發(fā)明實施例提供的 閃爍晶體探測器增益的校正方法應該基于尺寸均勻的特定閃爍晶體，即使特定閃爍晶體的 形狀不規(guī)則，但是其體積應該已知且固定。
[0041] 此外，本發(fā)明實施例提供的閃爍晶體探測器增益的校正方法不受閃爍晶體探測器 的光電轉(zhuǎn)換器件種類的限制，該校正方法可W適用于PMT，還可W適用于SiPM。
[0042] 作為本發(fā)明的一個具體實施例，該特定閃爍晶體可W為娃酸錠錯閃爍晶體即LYS0 晶體。娃酸錠錯閃爍晶體具有高光輸出、快發(fā)光衰減、有效原子序數(shù)多、密度大等優(yōu)點，并且 物化性質(zhì)穩(wěn)定、不潮解、對T射線探測效率高，被認為是綜合性能最好的無機閃爍晶體材 料，是代替化I燈1)、BG0的S陽CT和陽T用理想閃爍晶體。
[0043] LYS0晶體存在天然放射性本底，在晶體生長過程中，作為合成元素的"6Lu元素的 放射性無法剔除，故不可避免地引進本底的影響，但是該本底活度能量等性能穩(wěn)定，半衰期 約為3. 8*1〇1°年，相對于產(chǎn)品周期而言可視為固定不變參數(shù)，相關(guān)衰變能量及活度穩(wěn)定性 優(yōu)秀。
[0044] "6lu元素存在自身天然本底放射性，其放射性表現(xiàn)為P衰變并伴有相應的丫衰 變，其衰變綱圖如圖2(1)所示，i?Lu元素其衰變各能級鎖對應的能量示意圖如圖2(2)所 示。從圖2(2)中可W看出，其發(fā)生P衰變的能量為420keV，伴隨發(fā)生丫衰變的能量分辨 為30化6￥、2021?5￥、881?5￥。實際測量的1^￥50晶體的" 6山的本底能譜如圖3所示。從圖3 中可W看出，"6Lu元素本底衰變的四個能量峰位階梯式分布，存在一定的遞增關(guān)系，且比例 恒定，因此，可W利用此規(guī)律進行閃爍晶體探測器的校正工作。而且，由于在閃爍晶體探測 器校正過程中的電信號攜帶有放射能量信息，為了克服" 6Lu元素本底能量分辨率差的缺 陷，可W采用"6Lu元素本底能量對應不同能區(qū)的計數(shù)率進行校正。本發(fā)明實施例就是基于