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原文传递一种波形采样正电子寿命谱的装置及方法

专利名称：	一种波形采样正电子寿命谱的装置及方法
摘要：	本发明公开了一种波形采样正电子寿命谱的装置及方法，伽马事件模块输出给光电转换模块，数据采集模块与光电转换模块通信连接，寿命计算模块与数据采集模块通信连接；伽马事件模块产生正电子并吸收正电子湮灭后产生的伽马光子，将其转化为可见光光子；光电转换模块将可见光光子转化成光电子，并进行倍增输出光电流信号；数据采集模块把模拟脉冲信号数字化，提取其信息并封装成数据包；寿命计算模块把数据包的信息进行重排，重建正电子的寿命分布。本发明通过采用分立模块化的数据采集系统对信号进行高速采样，提高了系统对湮灭事件的探测效率和对正电子寿命的分辨能力，且能有效增加系统调试及维护的便利性和灵活性。
专利类型：	发明专利
申请人：	南昌大学
发明人：	邓贞宙;邓玉姗;宋贤林;牛明;牛广达;李永绣
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
申请号：	CN201911316545.2
公开号：	CN111024743A
代理机构：	南昌金轩知识产权代理有限公司
代理人：	钟隆辉
分类号：	G01N23/227;G01T1/15;G01T1/172;G;G01;G01N;G01T;G01N23;G01T1;G01N23/227;G01T1/15;G01T1/172
申请人地址：	330000 江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号
主权项：	1.一种波形采样正电子寿命谱的装置，其特征在于：包括有伽马事件模块(100)、光电转换模块(200)、数据采集模块(300)和寿命计算模块(400)，所述伽马事件模块(100)输出给光电转换模块(200)，所述数据采集模块(300)与光电转换模块(200)通信连接，所述寿命计算模块(400)与数据采集模块(300)通信连接；所述伽马事件模块(100)产生正电子并吸收正电子湮灭后产生的伽马光子，将其转化为可见光光子，所述伽马事件模块(100)包括有射源模块(110)、机械模块(120)、源膜模块(130)、闪烁体模块(140)和封装层模块(150)；所述光电转换模块(200)将可见光光子转化成光电子，并进行倍增输出光电流信号，所述光电转换模块(200)包括有高压电源模块(210)、PMT模块(220)、读出电路模块(230)和接口模块(240)；所述数据采集模块(300)把模拟脉冲信号数字化，提取其信息并封装成数据包，所述数据采集模块(300)包括有全局时钟模块(310)、放大模块(320)、ADC模块(330)、TDC模块(340)、温度传感模块(350)、打包模块(360)和光纤传输模块(370)；所述寿命计算模块(400)把数据包的信息进行重排，重建正电子的寿命分布，所述寿命计算模块(400)包括有存储模块(410)、数据重排模块(420)、能量信息模块(430)、时间模块(440)和信息重建模块(450)。 2.根据权利要求1所述的一种波形采样正电子寿命谱的装置，其特征在于：所述封装层模块(150)将输运到晶体边缘的光子反射到晶体内部，并阻止其他方向环境中的光子进入晶体，所述封装层模块(150)包括反射层模块(151)、隔光层模块(152)。 3.根据权利要求1所述的一种波形采样正电子寿命谱的装置，其特征在于：所述PMT模块(220)将可见光光子转化成光电子并对光电子进行倍增，包括Dynode模块(221)和Anode模块(222)。 4.根据权利要求1所述的一种波形采样正电子寿命谱的装置，其特征在于：所述封装层模块(150)采用的材料为Teflon和铝箔，封装的形状为杯状。 5.根据权利要求1所述的一种波形采样正电子寿命谱的装置，其特征在于：所述PMT模块(220)的上升时间小于5ns，渡越时间散差小于600ps。 6.根据权利要求1所述的一种波形采样正电子寿命谱的装置，其特征在于：所述放大模块(320)的信号带宽大于350MHz；所述温度传感模块(350)的温度分辨能力小于0.5℃。 7.根据权利要求1所述的一种波形采样正电子寿命谱的装置，其特征在于：所述光纤传输模块(370)的速率在千兆以上，且具备屏蔽噪声的能力；所述存储模块(410)采用先进后出的快速存取模式。 8.一种波形采样正电子寿命谱的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：射源产生正电子，在待测材料及其周围遇电子后湮灭，产生伽马光子对，闪烁体吸收伽马光子对并将其转化成可见光光子；步骤2：可见光光子射入PMT后被光阴极转化成光电子，光电子在电场中聚焦倍增形成光电流，经读出电路后形成脉冲信号；步骤3：全局时钟发送同步信号，同时温度传感器实时记录温度，脉冲信号放大后输入高速AD转化成数字信号，提取每个脉冲的能量和时间信息，与其他信息一起封装成数据包；步骤4：对数据包的信息进行符合处理，对重排后的能量信息和时间信息进行重建，得到正电子寿命分布。 9.根据权利要求8所述的一种波形采样正电子寿命谱的方法，其特征在于：所述步骤1中的闪烁体既可以是切割好的单晶，也可是单晶组装成的阵列。 10.根据权利要求8所述的一种波形采样正电子寿命谱的方法，其特征在于：所述步骤2中的PMT的响应波段为300nm～650nm；所述步骤2中的PMT采用负高压供电；所述步骤2中的读出电路采用均分压器。
所属类别：	发明专利