專利名稱：用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種空間天文探測儀器，具體涉及一種用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，該儀器能夠應用于空間環(huán)境下進行伽瑪射線的探測。
背景技術：
在許多空間天文探測儀器、高能粒子探測儀器中，主要適用閃爍晶體探測器，其主要組成部分是閃爍晶體及其信號讀出設備。高能入射粒子進入閃爍體時，入射粒子損失部分能量或全部能量，使閃爍體發(fā)出一定波長的光，最后被讀出記錄下來。作為閃爍晶體探測器，最主要的性能指標為探測效率。探測效率是粒子在閃爍體內產生可測量的脈沖信號數(shù)與入射粒子數(shù)之比。目前的空間環(huán)境下應用的閃爍晶體主要為 NaI、CsI、BG0等，采用這些晶體的探測器其探測性能基本處于137Cs 89Tl3%@66IeV。采用溴化鑭晶體作為閃爍材料，由于其本身的性質，可以提高相應的探測器探測效率。但是現(xiàn)有技術的溴化鑭晶體探測器只能在地面觀測儀器中使用。原因是溴化鑭晶體警惕比重大，尤其易碎、易潮解，這些特性一直制約著其作為閃爍晶體使用到空間探測器中去，限制了空間探測儀器效率的提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，該技術方案能夠克服現(xiàn)有技術溴化鑭晶體探測器只能在地面觀測儀器中使用的不足，其采用的封裝方式、內部填充方式能夠很好的解決溴化鑭晶體易碎、易潮解的特性。通過本發(fā)明研制的伽瑪射線探測器，其探測效率能夠達到137Cs 4%@66IeV，并且能夠在空間環(huán)境下正常工作， 工作性能穩(wěn)定。完成上述發(fā)明任務的方案是一種用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，設有閃爍晶體及其信號讀出設備；該閃爍晶體外部設有封裝外殼，封裝外殼的出光面裝有玻璃，其特征在于，所述的閃爍晶體采用溴化鑭晶體；在該溴化鑭晶體與其封裝外殼之間填充有填充材料，該填充材料的組分為彈性硅光耦合劑、氧化鎂、氧化鈦，彈性硅光耦合劑氧化鎂氧化鈦的重量比為4飛:1。本申請推薦的優(yōu)化組分比例為5 5 :1。所述填充材料的厚度為3mnT5mm，最佳值為4mm。采用本發(fā)明的上述結構，能夠很好的解決溴化鑭晶體易碎、易潮解的特性，并且在結構上的特殊設計，能夠使探測器在發(fā)射、轉軌以及空間觀測過程中能夠避免發(fā)生損壞。在上圖中，出光面處用于耦合信號讀出設備PMT光電倍增管；出光面與晶體之間采用無鉀玻璃進行封裝。填充材料的配比可以適當調整，從而改善其性能。填充材料可以起到四個作用
1、起到增強光發(fā)射作用，提高探測器效率；
2、防震，保護光電倍增管的玻殼不會被震裂；
3、起絕緣的作用；4、保證外殼與晶體的耦合間隙。晶體外殼采用殼形結構圓柱狀硬鋁合金設計，結合中間的填充材料，能夠有效減少力學沖擊等隊內部探測晶體的影響。本發(fā)明的溴化鑭晶體探測器，能夠克服現(xiàn)有技術溴化鑭晶體探測器只能在地面觀測儀器中使用的不足，其采用的封裝方式、內部填充方式能夠很好的解決溴化鑭晶體易碎、 易潮解的特性。通過本發(fā)明研制的伽瑪射線探測器，其探測效率能夠達到137Cs 4%i662KeV, 并且能夠在空間環(huán)境下正常工作，工作性能穩(wěn)定。該溴化鑭晶體探測器搭載相應的衛(wèi)星或其他空間飛行器，進入空間環(huán)境下，應用于空間伽瑪射線探測以及其他粒子探測。


圖1為本發(fā)明結構示意圖。
具體實施例方式實施例1，用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，參照圖1設有閃爍晶體 1及其信號讀出設備；閃爍晶體采用溴化鑭晶體。閃爍晶體1外部設有封裝外殼2，封裝外殼2的出光面4裝有無鉀玻璃5。在溴化鑭晶體1與其封裝外殼2之間填充有填充材料3， 該填充材料的組分為彈性硅光耦合劑、氧化鎂、氧化鈦，彈性硅光耦合劑氧化鎂氧化鈦的重量比為5:5:1。所述填充材料的厚度為4mm。實施例2，與實施例1基本相同，但彈性硅光耦合劑、氧化鎂、氧化鈦，彈性硅光耦合劑氧化鎂氧化鈦的重量比為4 6 :1。所述填充材料的厚度為3mm。實施例3，與實施例1基本相同，但彈性硅光耦合劑、氧化鎂、氧化鈦，彈性硅光耦合劑氧化鎂氧化鈦的重量比為6 4 :1。所述填充材料的厚度為5mm。實施例4，與實施例1基本相同，但彈性硅光耦合劑、氧化鎂、氧化鈦，彈性硅光耦合劑氧化鎂氧化鈦的重量比為4 4 :1。實施例5，與實施例1基本相同，但彈性硅光耦合劑、氧化鎂、氧化鈦，彈性硅光耦合劑氧化鎂氧化鈦的重量比為6 6 :1。
權利要求
1.一種用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，設有閃爍晶體及其信號讀出設備；該閃爍晶體外部設有封裝外殼，封裝外殼的出光面裝有玻璃，其特征在于，所述的閃爍晶體采用溴化鑭晶體；在該溴化鑭晶體與其封裝外殼之間填充有填充材料，該填充材料的組分為彈性硅光耦合劑、氧化鎂、氧化鈦，彈性硅光耦合劑氧化鎂氧化鈦的重量比為 4 6 :4 6 :1。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，其特征在于，所述填充材料中彈性硅光耦合劑氧化鎂氧化鈦的重量比為5 5 :1。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，其特征在于，所述填充材料的厚度為3mnT5mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，其特征在于，所述填充材料的厚度為4mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，其特征在于，所述出光面裝有的玻璃采用無鉀玻璃。
6.根據(jù)權利要求廣5之一所述的用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，其特征在于，所述封裝外殼采用殼形結構圓柱狀硬鋁合金設計。
全文摘要
用于外太空伽瑪射線探測的溴化鑭晶體探測器，設有閃爍晶體及其信號讀出設備；閃爍晶體外部設有封裝外殼，封裝外殼的出光面裝有玻璃，特征是閃爍晶體采用溴化鑭晶體；在溴化鑭晶體與其封裝外殼之間填充有填充材料，填充材料組成彈性硅光耦合劑氧化鎂氧化鈦的重量比為4~64~61。填充材料厚度為3mm~4mm。本發(fā)明能夠克服現(xiàn)有技術溴化鑭晶體探測器只能在地面觀測儀器中使用的不足，其采用的封裝方式、內部填充方式能夠很好的解決溴化鑭晶體易碎、易潮解的特性。通過本發(fā)明研制的伽瑪射線探測器，其探測效率能夠達到137Cs4%@662KeV，并且能夠在空間環(huán)境下正常工作，工作性能穩(wěn)定。
文檔編號G01T1/202GK102540237SQ20111042733
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2011年12月19日
發(fā)明者宮一忠, 常進, 王楠森, 胡一鳴, 蔡明生, 馬濤 申請人:中國科學院紫金山天文臺