一维X射线位置灵敏探测器研发及其低能能谱测量应用

"本文主要介绍了X射线位置灵敏探测器的研制及其在能谱测量中的应用。" 在X射线测量技术领域，探测器的性能对于精确测量至关重要。传统的探测器如NaI(Tl)，Si(Li)和Ge(Li)虽然广泛使用，但它们在能量分辨率和低能X射线测量上存在局限性，能量分辨本领通常大于100eV，并且受窗口材料吸收和康普顿散射影响，对低能X射线的检测效率较低。为了解决这些问题，研究人员开发了一种一维X射线位置灵敏探测器，其位置分辨本领优于1毫米，显著提高了位置识别能力。 这种新型探测器的结构包括阳极（由金镀的钨丝构成）和阴极（印制板微带延迟线）。入射窗采用镀铝聚丙烯薄膜，厚度约为1微米，兼具窗口和阴极双重功能。当X射线穿过入射窗并电离延迟线内部的气体时，产生的电离信号会沿着微带延迟线向两端传播。由于信号传播的时间差与电离事件发生的位置成正比，因此可以通过测量这两个端口输出信号的时间差来确定X射线的精确位置。 延迟线是这种探测器的核心组件，其性能直接影响位置分辨率。为了提高位置分辨能力，延迟线单位长度的延迟时间需要增大，同时信号衰减应尽可能小以保持信号波形的完整性。研究人员选择了分布式印制板微带延迟线，这种设计的优势在于结构简洁、定位精度高且成本适中。延迟线的材料选择、厚度以及微带线路的几何形状和尺寸都会影响其性能。具体到本文所述的探测器，选用的是玻璃丝环氧树脂敷铜板材料，其厚度为0.2毫米，微带线路的宽度和间距分别为0.25毫米和0.2毫米。 将这种高分辨率的位置灵敏探测器与衍射晶体结合，构建了一套低能X射线能谱测量系统。对于57Co放射源发出的6.4keV X射线，该系统的能量分辨本领达到了48eV，显著优于传统探测器。这一成果在X射线能量和位置测量方面都具有显著优势，为X射线分析和应用提供了更为精确的工具，尤其适用于需要高精度位置和能量信息的科学研究和工业应用。 这项研究展示了X射线位置灵敏探测器在提高低能X射线测量性能方面的巨大潜力，不仅提升了位置分辨率，还优化了能量分辨率，对于X射线物理学和相关领域的研究具有重要意义。通过持续的技术创新和优化，未来这种探测器有望在更广泛的科学和工程应用中发挥重要作用。