《探测系统》PPT课件

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1、§9.1粒子探测系统§9.2粒子探测器的输出回路§9.3计数测量§9.4能量测量第九章粒子探测系统9/7/20211中国科大汪晓莲§9.1粒子探测系统一、脉冲计数系统主要用于放射性计数、强度和剂量的测量，加速器和反应堆的粒子通量的测量等等。9/7/20212中国科大汪晓莲一、脉冲计数系统1）探测器各种电子学计数器，常用的有：G-M计数器、正比计数器、闪烁计数器、金硅面垒半导体探测器。2）前置级阻抗匹配：由射极跟随器完成。射极跟随器输入阻抗大，输出阻抗小，起阻抗转换阻抗匹配作用。预放大：有的探测器输出信号很小，如电离室、半导体探测

2、器。前置放大器进行预放大，M＝10－20。9/7/20213中国科大汪晓莲3）放大器放大倍数10－10000可调闪烁计数器和G-M计数器：10－100倍半导体探测器：1000倍电离室：10000倍4）甄别器幅度甄别器：让超过一定幅度的脉冲通过，有输出，去除幅度小的噪声本底和一些幅度小的不想要的粒子。脉冲形状甄别器：利用不同粒子在探测器中产生的脉冲幅度相同，但是脉冲形状不同来甄别。如粒子质量大，脉冲上升时间慢，粒子质量小，脉冲上升时间快，利用脉冲形状不同来选择所要的粒子。又如，利用、中子脉冲形状不同，在强本底下探测中子。9

3、/7/20214中国科大汪晓莲5）定标器预置时间，记录一定时间内的脉冲数目。6）高低压电源探测器高压供电和电子学仪器低压供电要求：（1）最高（和最低）电压及其正负特性特性；（2）电源可供的最大电流；（3）对温度和电网电压变化引起的长时间漂移的调整率；（4）消除电网频率波动或其它低频噪声的滤波的程度。9/7/20215中国科大汪晓莲二、脉冲幅度分析系统1）探测器：探测器的输出脉冲幅度正比于入射粒子在探测器中损失的能量，如电离室、正比计数器、多丝正比室、半导体探测器、闪烁计数器等。9/7/20216中国科大汪晓莲2）脉冲幅度谱积分谱

4、：定义幅度超过某个阈值的计数。连续改变阈值，测量不同阈值时幅度超过该阈值的脉冲计数所得到的分布谱线。微分谱：定义幅度位于某一范围A0到A0＋A的计数。连续改变阈值A0，道宽A不变，所得到的分布谱线。微分谱直接显示入射粒子的各种能量。对于单一能量的入射带电粒子只有一个峰。测量方法：用单道测量微分谱，一次只能测一道的计数；用多道测量，一次同时测量所有道的计数。对仪器要求：前置级、放大器、幅度分析器的线性好，高压电源稳定以保证整个脉冲幅度分析系统工作稳定。I：微分谱II：积分谱III9/7/20217中国科大汪晓莲单道脉冲幅度分析

5、器上阈：VU下阈：VL道宽：H=VU-VL用途：选择一定幅度范围内的信号9/7/20218中国科大汪晓莲三、符合测量系统为了确定几个事件的同时性或它们在时间上的关系，需要符合测量系统。符合法就是利用符合电路来甄选符合事件的方法。符合分辨时间：是符合系统的一个重要参量，它确定了两个事件能被区分开的最小时间间隔。两个事件的时间间隔必须小于，就认为是同时事件。符合：两个或两个以上同时发生的事件称作符合事件，用两个或两个以上探测器记录下来送到符合电路便有一个符合脉冲输出。例如一个原子核级联衰变时接连放射和射线，则和便是一对符

6、合事件。这一对和如果分别进入两个探测器，将两探测器输出的脉冲送到符合电路时便可输出一个符合脉冲。9/7/20219中国科大汪晓莲符合测量第一道脉冲第二道脉冲符合输出脉冲符合脉冲示意图真符合和偶然符合1）真符合：两个或两个以上在时间上有内在联系的事件所产生的符合。2）偶然符合：无时间相关性事件间的符合。<<t9/7/202110中国科大汪晓莲偶然符合计数率设第一道的平均计数率n1第二道的平均计数率n2则在t0时刻，第一道的一个脉冲可能与从t0-到t0+时间内进入第二道的脉冲发生偶然符合。其平均符合率为2n2，则第

7、一道n1个计数的偶然符合计数率为测量偶然符合计数率便可以确定符合装置的分辨时间。例如：则可得=1s第一道脉冲第二道脉冲t0-T0+2发生符合的脉冲间隔9/7/202111中国科大汪晓莲反符合：与符合相反，反符合是利用反符合电路来消除符合事件的脉冲。输入两个同时事件，反符合电路没有输出。可应用于消除同时发生的无关事件，如减少本底、减少噪声等。12ee‘1探测器I探测器IIe‘2分析道脉冲反符合道脉冲反符合输出9/7/202112中国科大汪晓莲瞬时符合谱和偶然符合谱探测器2探测器1时间检出时间检出固定延迟开始停止

8、TACMCA放射性同位素r1r2存在偶然符合9/7/202113中国科大汪晓莲延迟符合：有些相关事件不同时发生，而是继第一事件发生之后，经过一段固定时间延迟才发生第二事件。主要用于进行核与粒子的寿命测量和其他具有时间间隔的事件的测量。快慢符合：除了考虑事件的时间