NaI(TI)闪烁晶体探测器稳峰装置的研制与应用

摘要

本文以137Cs的662KeVγ能谱为例，对NaI(TI)闪烁晶体探测器因温度变化引起的光电峰漂移问题进行了研究。本文采用H.Dewaard提出的将光电峰近似看成高斯分布曲线的方法，即曲线的对称轴所对应的道址就是光电峰的参考峰位，在参考峰左右两侧各选一道址，将光电峰分成两部分。利用两部分内的计数差值来判断光电峰的漂移情况，并通过改变光电倍增管增益的方法实现稳峰。
　　 根据理论模型设计了以单片机为核心的稳峰电路，同时采用探测器与稳峰装置的一体化设计，确保信号的采集和处理处于同一温度场中，使处理信号直接反应现场情况。电子元件均采用低功耗、低温度系数的元件。通过实验建立了漂移量△N与单片机输出数字控制信号B之间的数学函数并以此函数为依据编写了自动控制程序。
　　 实验表明，该装置能正确的判断峰漂方向和控制光电倍增管的电压。在-10℃-50℃范围内137Cs峰漂误差为±3道。该装置体积小、成本低，非常适合工业在线检测和野外测量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1选题背景

1.2稳峰电路的发展及应用

1.2.1国内的发展及应用

1.2.2国外的发展及应用

1.3研究的主要内容

第2章核探测的相关理论

2.1 γ射线与物质的相互作用

2.2闪烁体的发展和应用

2.2.1闪烁体的分类

2.2.2闪烁体的选择

2.3 NaI(T1)闪烁晶体探测器

2.3.1 NaI(T1)晶体

2.3.2光电倍增管的结构和特性

2.4 NaI(T1)闪烁晶体探测器脉冲输出

2.5 γ能谱

2.5.1能谱

2.5.2峰漂

第3章 稳峰电路设计

3.1稳峰电路的设计思想

3.2模拟电路设计

3.2.1射极电路设计

3.2.2线性放大器的设计

3.2.3脉冲甄别器的设计

3.3基于单片机的数字电路设计

3.3.1分频电路

3.3.2整形电路

3.3.3计数电路

3.3.4 D-A转换电路

3.3.5显示电路

3.4 PCB设计的考虑

第4章实验与结果分析

4.1确定标准谱

4.1.1寻峰

4.1.2寻窗

4.2判断峰漂

4.3高压调整实验

4.4数字控制高压实验

4.5稳峰实验

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文