一种新型环状吸收体康普顿相机

1.本发明涉及相机成像技术领域，尤其涉及一种新型环状吸收体康普顿相机。


背景技术：

2.康普顿相机是一种γ射线成像技术，它依据康普顿散射原理来判断入射γ射线的方向，具有电子准直的成像特点。康普顿相机成像技术在许多领域都有重要应用。常见的双层面结构康普顿相机，如图1所示，散射体探测器1和吸收体探测器2均包含8
×
8的cerium-doped gadolinium aluminum gallium garnet(gagg(ce))闪烁晶体作为散射体探测单元11和吸收体探测单元21。其中，散射体探测单元11尺寸为1
×1×
0.5立方厘米，吸收体探测单元21尺寸为1
×1×
1立方厘米。
3.但其吸收体探测单元21的放置没有考虑γ射线在散射体探测器1发生康普顿散射后在吸收体探测器2所在平面上发生反应的概率位置分布，而是被简单的设置为与散射体探测器1类似的结构，使得一些更易与吸收体探测器2发生反应的散射光子未被探测，降低康普顿相机的符合探测效率。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新型环状吸收体康普顿相机，以解决在现有机构的康普顿相机无法探测易与吸收体探测器发生反应的散射光子，导致相机符合探测效率降低的问题。
5.为了解决上述技术问题，根据本发明一方面，提供了一种新型环状吸收体康普顿相机，包括：相对设置的散射体探测器和吸收体探测器；
6.其中，所述散射体探测器包括多个散射体探测单元，多个所述散射体探测单元组成矩形阵列；
7.所述吸收体探测器包括多个吸收体探测单元，多个所述吸收体探测单元组成环状阵列。
8.在一些实施方式中，所述吸收体探测器的投影覆盖面积大于所述散射体探测器的投影覆盖面积。
9.在一些实施方式中，多个所述吸收体探测单元组成多个环状子阵列，多个所述环状子阵列依次套设组成所述环状阵列。
10.在一些实施方式中，所述环状子阵列的数量为两个。
11.在一些实施方式中，所述散射体探测单元的数量与所述吸收体探测单元的数量相同。
12.在一些实施方式中，所述吸收体探测单元的体积大于所述散射体探测单元的体积。
13.在一些实施方式中，所述吸收体探测单元的体积为1立方厘米，所述散射体探测单元的体积为0.5立方厘米。
14.在一些实施方式中，所述散射体探测单元和所述吸收体探测单元为闪烁晶体。
15.本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明的新型环状吸收体康普顿相机可以达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
16.本发明通过将康普顿相机的吸收体探测器设置为环状阵列结构，在探究能量较低的辐射源时，能够在不损失空间分辨率的情况下，大幅提高康普顿相机的符合探测效率。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
18.图1为现有技术的康普顿相机的结构示意图；
19.图2为本发明一实施例的新型环状吸收体康普顿相机的结构示意图；
20.图3为康普顿相机的工作原理示意图。
21.【符号说明】
22.1、散射体探测器
23.11、散射体探测单元
24.2、吸收体探测器
25.22、吸收体探测单元
26.3、待测γ源
具体实施方式
27.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种新型环状吸收体康普顿相机的具体实施方式及其功效，详细说明如后。
28.如图2和图3所示，双层面结构康普顿相机由两个位置灵敏的γ探测器阵列组成，靠近待测γ源3的探测器称为散射体探测器1，另一层探测器称为吸收体探测器2。
29.如图3所示，一次有效的符合探测如下：能量为e
γ
的光子入射到散射体探测器1上并与散射体探测器1发生康普顿散射，位置灵敏的散射体探测器1记录下康普顿散射位置与沉积能量es，散射光子逃出散射体探测器1、入射到吸收体探测器2上并与之发生相互作用，位置灵敏的吸收体探测器2记录下作用位置和沉积能量ea。由能量守恒定律和动量守恒定律得到散射角ω：
[0030][0031]
其中，mec2＝511kev。可确定放射源位于一个顶点为轴线方向为且半顶角为ω的圆锥面上。将多次有效的符合探测进行反投影，得到放射源的分布情况。
[0032]
本发明提出了一种新型环状吸收体康普顿相机，如图2所示，该新型环状吸收体康普顿相机包括：相对设置的散射体探测器1和吸收体探测器2。
[0033]
其中，散射体探测器1包括多个散射体探测单元11，多个散射体探测单元11组成矩形阵列。吸收体探测器2包括多个吸收体探测单元21，多个吸收体探测单元21组成环状阵列。
[0034]
在该实施例中，散射体探测单元11和吸收体探测单元21均为闪烁晶体(cerium-doped gadolinium aluminum gallium garnet，(gagg(ce)))。
[0035]
本发明的新型环状吸收体康普顿相机通过将吸收体探测器2设置为环状阵列结构，将吸收体探测器2的吸收体探测单元21摆放在了更高的吸收体探测器2所在平面的反应概率更高的位置分布ρ(x,y)上，以使得本发明的康普顿相机在探究能量较低的辐射源时，在不损失空间分辨率的情况下，能够有效地提高康普顿相机的符合探测效率。
[0036]
在一实施例中，吸收体探测器2的投影覆盖面积大于散射体探测器1的投影覆盖面积。
[0037]
具体地，本发明将原有的矩形阵列结构的吸收体探测器2调整为环状阵列结构的吸收体探测器2，在其所使用的吸收体探测单元21的数量不变的情况下，增加了吸收体探测器2的投影覆盖面积，进而使得吸收体探测器2具备更大的覆盖面积。
[0038]
在一实施例中，如图2所示，吸收体探测器2的多个吸收体探测单元21组成多个环状子阵列，该多个环状子阵列依次套设组成环状阵列。
[0039]
优选地，环状子阵列的数量为两个。当然，根据使用需求不同，环状子阵列的数量也不相同，本发明并不以环状子阵列的数量为限。
[0040]
在一实施例中，散射体探测单元11的数量与吸收体探测单元21的数量相同。
[0041]
在一具体实施例中，散射体探测单元11与吸收体探测单元21的数量均为64个。64个散射体探测单元11组成8
×
8的矩形阵列。当吸收体探测器2为两个环状子阵列结构时，内侧的环状子阵列的吸收体探测单元21的数量为30个，外侧的环状子阵列的吸收体探测单元21的数量为34个。
[0042]
当然，上述仅仅是本发明的一个具体实施例，本发明并不以上述所记载的散射体探测单元11与吸收体探测单元21的数量为限。
[0043]
在一实施例中，吸收体探测单元21的体积大于散射体探测单元11的体积。
[0044]
具体地，吸收体探测单元21的体积为1立方厘米，即吸收体探测单元21的体积为1
×1×
1立方厘米。散射体探测单元11的体积为0.5立方厘米，即散射体探测单元11的体积为1
×1×
0.5立方厘米。
[0045]
当然，上述吸收体探测单元21与散射体探测单元11的体积仅为具体实施例，本发明并不以此为限。
[0046]
本发明通过将康普顿相机的吸收体探测器设置为环状阵列结构，在探究能量较低的辐射源时，能够在不损失空间分辨率的情况下，大幅提高康普顿相机的符合探测效率。
[0047]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。