用于高速软X射线相机的Y₂SiO₅:Ce荧光粉涂层测试

摘要

高速软X射线成像诊断系统（HSXR），又叫高速软X射线相机，具有成像速度快且耐辐射的优点，在托卡马克诊断装置中占有一席之地，但其尚不具备粒子鉴别能力、成像反演精度有待提高、标定难.为此，我们搭建了一套测试装置对其目前使用的核心部件P47荧光屏（Y₂SiO₅:Ce）进行了测量，以找到余辉处理办法和标定方案，提高其能量分辨率和探测效率.以放射源为入射源，考虑空气衰减和面源立体角修正得到入射粒子强度，再除以净计数率得到探测效率.使用P47和更高光产额的P43荧光屏（Gd₂O₂S:Tb）以及两款不同参数的PMT得到的结果作为对比.结果表明，余辉较强，处理数据时需扣除其贡献；X射线能量越低、P47涂层越厚，探测效率越高；提高光产额、光耦合效率以及PMT增益可以提高系统的能量分辨率.最后我们给出了HSXR的升级方向和标定方案，希望推动HSXR成为最主要的软X射线诊断装置.

关键词

高速软X射线相机 / Y₂SiO₅:Ce荧光粉涂层 / 能量分辨率 / 探测效率 / 余辉

基金资助

国家磁约束核聚变能发展研究专项（2022YFE03040002）