基于GAGG:Ce晶体耦合SiPM的位置灵敏探测器的设计与评估

为满足当前γ相机对高分辨率、低成本、小型化探测器的需求,提出了采用硅光电倍增管（SiPM）耦合GAGG:Ce晶体阵列的方式代替传统的位置灵敏型光电倍增管（PSPMT）耦合晶体阵列的方式以构成新型γ相机探测器,并设计了均匀电荷分配电路（SCDC）和阻抗电桥电路作为探测器的读出电路,同时设计了前沿定时电路作为数据采集触发电路。实验结果表明：当温度为25 ℃、探测器供电电压为28.5 V时,该探测器在511 keV射线的激发下,散点图的峰谷比高达3.84,对511 keV和662 keV射线的平均能量分辨率分别为10.63%和9.71%,具有较好的分辨性能。     

基于wxWidgets的闪烁晶体阵列探测器数据获取软件设计

介绍了一种用于闪烁晶体阵列探测器读出电子学的数据获取与分析读出软件。软件基于wx Widgets平台开发,采用了模块化设计,上位机通过USB总线与电子学硬件部分通信。软件系统包括命令行接口模块、数据采集模块、参数测量模块、时间和幅度校准模块以及实时显示模块。将软件应用于闪烁晶体阵列探测器系统的调试与测试,结果表明:软件可方便地应用于其它探测器前端电子学的读出系统中,具有广泛的应用前景。     

光子晶体制备方法对同步辐射闪烁体探测器成像分辨率的影响

探测效率和空间分辨率是成像探测器的重要性能。采用光子晶体,可提高闪烁体的光提取效率和增加光输出,进而提高基于闪烁体的同步辐射X射线成像探测器的探测效率并缩短成像时间。探究光子晶体对于成像探测器分辨率的影响具有重要应用意义。在闪烁体上添加三种典型的光子晶体,在上海光源BL13W1线站进行探测器有无光子晶体的成像实验,对比分辨率靶成像效果以及衬度比的量化结果,得到影响分辨率的因素。结果表明,均匀有序、三角构型的光子晶体具有最佳的成像效果,对于光子晶体在成像探测器领域的应用研究具有指导意义。     

用于正电子发射断层成像的闪烁晶体

正电子发射断层成像要求闪烁晶体材料具有高光输出、短衰减时间和强阻止本领,且价格低廉。本文综述了闪烁晶体材料最新的发展状况和其特征对正电子发射断层成像系统的性能影响。     

新型雪崩光电二极管和CsI（Tl）晶体组成的闪烁探测器

本文介绍Ｓ５３４５型雪崩光电二极管用于ＣｓＩ（Ｔｌ）晶体光信号的读出，测量了γ射线的能谱，对应于＾２２Ｎａ的１．２７ＭｅＶ的入射能量，得到６．８％的能量分辨率。并对能量分辨率与光耦合面积及晶体尺寸、成形时间、偏压的关系等进行了测量。将雪崩光电二极管和ＣｓＩ（Ｔｌ）晶体组成一种新型的闪烁探测器的实验研究这在国内尚属首次。     

γ射线闪烁体探测器响应函数模型研究

建立了一种可用于γ射线能谱分析的CsI(Tl)闪烁体探测器响应函数(DRF)模型,并对0.05~1.5 MeVγ射线能谱进行了拟合。描述γ射线能谱特征的每个函数均是基于对射线作用机制的分析,采用权重最小二乘法实现了22 Na、60 Co、137 Cs、238Pu实验能谱的拟合,并同时得到了函数中与射线能量相关的非线性参数。最后利用该DRF模型对CsI(Tl)探测器测量152 Eu源的γ射线能谱进行了拟合,结果表明,此DRF模型可较好地应用于γ射线能谱的分析。     

俘获探测器转换系数刻度方法研究

本文介绍了一种用于裂变率测量的俘获探测器,研究了俘获探测器转换系数刻度方法。结果表明,特征γ射线刻度方法不受冷却时间的影响,有利于保证转换系数的适用性。在贫化铀装置内两个不同位置用裂变室对两个俘获探测器进行了刻度,两个俘获探测器的转换系数在4%的误差范围内一致。     

18—27MeV中子能区的有机闪烁体探测器的效率刻度

通过对Ｔ（ｄ，ｎ）＾４Ｈｅ反应的中子角分布测量，刻度了Ｄｉ晶体的探测效率，能量范围为１８－２７ＭｅＶ。     

新型溴化镧闪烁晶体探测器研制

采用优选的封装材料及优化的工艺,将Φ1.5"×1.5"的LBC闪烁晶体与R6231-100光电倍增管直接耦合,并整体封装在铝合金外壳中,制成新型溴化镧闪烁晶体探测器。该探测器的能量分辨率为2.8%(~(137)Cs),在500 keV~1400 keV范围内能量响应的非线性为0.96%,脉冲幅度随探头方向的变化量为0.2%,在-30至+40℃范围内脉冲幅度输出的温度系数为-0.65%/℃。探测器除了来自于~(138)La的0.077cm~(-3).s~(-1)本底辐射外,还有来源于~(227)Ac及其子体的0.99cc~(-1).s~(-1)本底辐射。     

平板探测器CT系统调校及参数获取方法

为了解决平板探测器CT系统存在结构偏差、参数偏离设计值,影响重建质量的难题,提出了一种基于简单模型和少量DR投影的平板探测器CT系统调校和参数获取方法。该方法采用一个正交金属细丝模型,通过设计一系列的投影,依据投影图像对系统结构进行调整并进行简单计算,即可完成偏差校正及参数获取。计算和实验表明,通过该方法得到的系统参数误差小于0.5%,满足使用要求,重建图像质量很高。     

ST401闪烁探测器γ能量响应的实验研究

对脉冲γ射线束测量中常用的一种由塑料闪烁体ST401组成的电流型闪烁探测器的γ能量响应进行了实验研究。利用反应堆、加速器等多种手段产生一系列准单能的γ射线,实验标定了包括¹³⁷Cs、⁶⁰Co在内的13个能量点,得到了ST401闪烁体相对灵敏度随入射γ射线能量的变化曲线。实验值与理论计算结果进行了比较,二者在不确定度范围内基本一致。     

改进型闪烁体探测器信号处理电路设计

介绍了闪烁体信号处理电路的原理和设计方法,针对高剂量辐射场下常规闪烁体信号处理电路中存在信号过载判断不准确的问题做了相关实验及数据探讨,并设计了一种改进型的闪烁体过载信号判断电路。利用Na I(Tl)晶体(φ50 mm×40 mm)作为探测器在中国辐射防护研究院放射性剂量站进行了测试,实验结果显示:灵敏度1500 cps/μSv/h,响应时间3 s,对137Cs测量不确定度≤±10%,且在超过量程范围后能迅速准确的发出过载报警信号。     

高密度塑料闪烁体探测器的数据获取系统设计

由中国科学院近代物理研究所承担的塑料闪烁体探测器研究项目,其目标是开展空间粒子探测、重构入射电子轨迹、区分电子和光子、鉴别重离子。为配合该探测器测试工作,设计了一套完备的数据获取电路(DAQ)与上位机软件。DAQ接收4块前端电子学(FEE)板的数据,可完成360路电子学通道的数据读出;接收上位机的控制命令并分发给各FEE;接收探测器的击中信息并产生触发信号;接收FEE的遥测数据并传给上位机。该DAQ与上位机通过USB总线和RS232总线实现实时通信。上位机软件基于LabWindows/CVI软件平台开发,实现对FEE电子学系统的控制、数据读取与保存,以及FEE系统运行状态参数信息的实时显示。该数据获取系统电路结构紧凑、功能完善,上位机软件具有良好的人机交互界面。经现场实际运行,DAQ与上位机软件满足设计要求,目前已成功应用于塑料闪烁体探测器读出电子学测试系统。     

基于KNN改进算法的闪烁体探测器故障诊断

为研究核探测器的可靠性,本文提出了一种基于K近邻（KNN）算法的闪烁体探测器故障诊断方法。首先通过提取不同工况下的核脉冲信号的下降沿时间、信号幅值及能谱信号的能峰位置和低道址计数等特征参数,建立故障核信号统计特征信息库。通过修正权重因子,改变邻点距离计算方式等方法改进KNN算法建立闪烁体探测器故障诊断模型,并搭建故障数据采集验证系统,提取探测器输出信号的特征信息放入到模型中进行诊断实验。实验结果表明,该方法不仅能实现对探测器故障类别的智能诊断,而且能对不同故障的严重程度做出良好的判别。     

基于核探测器信号波形特征的故障诊断研究

核探测器是一种特殊的随机信号转换器,发生故障时,采用传统的人工方法很难及时有效地对故障进行诊断。本文提出了一种针对闪烁体探测器信号波形特征的在线智能故障检测与分类方法,通过分析闪烁体探测器不同故障时的输出信号变化特征,建立了相应的故障模型。使用小波包算法与支持向量机理论分解并提取特征向量,即可判断故障类型。以ST401闪烁体探测器为例,进行了模拟仿真实验。实验结果表明,基于信号波形特征的数字化方法能快速有效地对闪烁体探测器进行故障自动诊断。