本文關(guān)鍵詞：高性能寬范圍γ能譜儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：γ能譜儀作為一種探測(cè)γ射線能量的測(cè)量?jī)x器,對(duì)探測(cè)到的γ射線能量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后得到能譜,通過(guò)對(duì)γ能譜的分析,可實(shí)現(xiàn)對(duì)放射性核素的識(shí)別,用以區(qū)分放射性物質(zhì)內(nèi)的不同核素及含量,以此可以鑒別不同物質(zhì)。常見(jiàn)的γ能譜儀一般由γ探測(cè)器、低通整形電路、低速ADC采樣模塊、數(shù)據(jù)處理及傳輸模塊組成。這樣的γ能譜儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以獲取較為準(zhǔn)確的閃爍脈沖能量,但系統(tǒng)的脈沖通過(guò)率較低,并且具有一定測(cè)量范圍,在一般的具有寬能量范圍測(cè)量性能的γ能譜儀中往往無(wú)法在能譜的低能量區(qū)域獲取較好的能量分辨率。本文設(shè)計(jì)的高性能寬范圍γ能譜儀基于MVT采樣方法設(shè)計(jì),不僅具有較高的脈沖通過(guò)率而且實(shí)現(xiàn)了高性能寬范圍能譜測(cè)量�；贛VT方法獲取閃爍脈沖能量,并基于MVT方法創(chuàng)新性地提出了能量校正方法優(yōu)化系統(tǒng)能量計(jì)算精度,并將其運(yùn)用于本文設(shè)計(jì)的γ能譜儀系統(tǒng)中,對(duì)能譜儀性能有了明顯提升。系統(tǒng)由探測(cè)器、閃爍脈沖采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以及上位機(jī)客戶端構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)了放射性核素的能譜獲取。γ探測(cè)器將γ射線轉(zhuǎn)換成閃爍脈沖電信號(hào),通過(guò)閃爍脈沖采集模塊對(duì)閃爍脈沖反相整形并進(jìn)行基于MVT方法的數(shù)字化采樣后完成由模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程,數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)以FPGA芯片為核心構(gòu)建的數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行計(jì)算得到完整閃爍脈沖的MVT采樣信息,通過(guò)FPGA芯片發(fā)送指令控制W5100網(wǎng)絡(luò)模塊將數(shù)據(jù)傳送至PC客戶端,客戶端完成閃爍脈沖擬合、脈沖能量計(jì)算以及能量校正,并繪制出γ能譜。該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)完成后,進(jìn)行整機(jī)包裝,并實(shí)測(cè)出放射性元素137Cs的能譜,獲得了8.74%的能量分辨率。另外,使用該γ能譜儀對(duì)鐳、釷、鉀等放射性物質(zhì)進(jìn)行了實(shí)測(cè),成功區(qū)分各放射性元素的同位素,能量測(cè)量范圍30 KeV~3 MeV。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH842

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