低噪音高灵敏度γ辐射探测器研制

摘要

随着电子学理论和传感器技术的迅速发展，核电子探测技术也日益发展。在现代生活中，随着人民生活水平的不断提高，对自身的安全问题也提到一个前所未有的高度。辐射污染已经成为一个新的话题，对居民住宅区、厂区等公共地方的辐射检测势在必行。 本文主要研究了用于核辐射检测的闪烁探测器的前置放大电路的设计与调试，针对γ射线与物质相互作用的特点，采用闪烁(CsI)和硅PIN光电二极管耦合的方式，设计了电流、电压型前置放大电路、分立元件、阻抗变换前置放大电路四种方案，最终选用电流灵敏型前置放大电路，经过元器件选择、制板、焊接安装，制作成探头，并进行实地测试。 根据γ射线的能量特征和探测特点，要求探测器灵敏度高、噪声低、分辨率高。论文重点分析了探测系统的噪声问题，尤其对调试过程中遇到的具体的噪声和干扰予以分析、解决，并经过对放大电路、元器件、屏蔽措施等的不断改善，最终取得了较为理想的结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题的目的和意义

1.2国内外核辐射测量现状

1.3本文的研究目标

1.4论文内容安排

第二章辐射检测的基础理论

2.1各种射线的基本特征

2.2核辐射与物质的相互作用

2.2.1重带电粒子与物质的相互作用

2.2.2β粒子与物质的相互作用

2.2.3 γ射线与物质的相互作用

2.3核辐射检测的基本原理

2.3.1核辐射检测的原理

2.3.2核辐射对人体的危害

2.4本章小结

第三章方案论证

3.1总体方案设计

3.2放大系统方案

3.3本章小结

第四章核辐射传感器及前置放大电路的设计

4.1核辐射传感器

4.1.1 闪烁体

4.1.2 PIN光电二极管

4.2探头的制作

4.2.1探头制作方法

4.2.2闪烁体和PIN光电二极管的封装

4.3前置放大器

4.3.1前置放大器的作用

4.3.2前置放大器的分类

4.4一般前置放大器

4.4.1电荷灵敏前置放大器

4.4.2电压灵敏前置放大器

4.4.3电流灵敏前置放大器

4.5前置放大电路的设计方案

4.5.1放大器件的选择

4.5.2电压灵敏前置放大电路

4.5.3电流灵敏前置放大电路

4.5.4阻抗变换前置放大电路

4.5.5分立元件前置放大电路

4.6电路的印刷制板

4.7本章小结

第五章探测系统的噪声分析

5.1噪声的分类

5.2放大系统内部的噪声

5.2.1电阻的热噪声

5.2.2 PN结的散粒噪声

5.2.3爆裂噪声

5.2.4场效应管的噪声分析

5.3干扰及其抑制

5.4本章小结

第六章系统调试

6.1调试仪器及调试步骤

6.1.1调试所用仪器

6.1.2调试步骤

6.2系统的调试

6.3本章小结

第七章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢