發(fā)布時間：2021-07-14 13:31

　　在軍備控制檢查、反核材料走私和核應急探測等非接觸式放射性材料的探測應用中,核輻射信號的靈敏檢測及核素識別是放射性材料探測的關鍵。由于環(huán)境本底輻射和屏蔽體的影響,探測器檢測到的放射性脈沖時間序列信號極其微弱,典型的時域波形和頻譜分析方法很難實現(xiàn)微弱核脈沖幅度和發(fā)生時刻信息的提取;同時,受到探測器能量分辨率的影響以及環(huán)境本底噪聲和康普頓散射事件干擾,采集得到的信號信噪比低,不能用于準確計算放射性材料的脈沖幅度譜（Pulse Height Spectrum, PHS）,進而使得放射性材料的檢測及識別率極低。因此,研究如何實現(xiàn)復雜背景噪聲中微弱核信號的提取與核素識別具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。本文針對微弱核脈沖信號難以檢測以及復雜檢測情境下γ能譜畸變問題,以提高強噪聲背景下信號檢測能力為切入點,研究核輻射信號的稀疏重構和核素識別方法,使之滿足放射性材料微弱信號提取與核素識別的需求。本文的主要工作包括如下幾個方面:（1）研究核輻射探測過程中,由檢測環(huán)境以及康普頓散射事件干擾產(chǎn)生噪聲的統(tǒng)計模型:沖擊噪聲、散粒噪聲、瑞利噪聲或高斯噪聲等,通過對噪聲發(fā)生機理的研究以及噪聲對核輻射信號的影響關系的分析... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

論文結構安排

在外電路上形成感應電流：??ｉ（ｔ）?＝?Ｑ（ｔ）／Ａｔ。??由此，可以將氣體探測器等效為產(chǎn)生／（〇信號的電流源，其等效電路如圖２．４??（ｂ）所示，在內(nèi)阻比外負載大得多時，圖２．４?（ｂ）可進一步簡化為圖２．４?（ｃ）。??另外，由于離子在電離室的入射位置不同，電子－離子對產(chǎn)生的位置也不同，所得??到的輸出電流的大小也不盡相同，因此不能使用電流大小度量入射粒子的能??量。但是，發(fā)生電離后產(chǎn)生的電荷量相同，所以可在探測器輸出端接電容負載，??將輸出電流通過電容器積分，即可在電容Ｃ■上得到電壓信號叫（〇：??ｖ０｛ｔ）?＝?Ｑ／Ｃ?＝?１／Ｃ?［?ｉ（ｔ）ｄｔ??Ｊ〇??當ｆ足夠大時，可以收集所有感應電流，則有＝?Ｑ?＝?ｗ?？?ｅ?，?ｐＱ（ｔ）達到恒??定值：??ｖｏ（０?＝?Ｎｍｅ／ｃ?＝?ＦｍＡｍＥｍｅ／ｗｍＣ?＝?Ｋ?？?Ｅ，??其中

但由于輻射會對半導體造成損傷，長期大量的輻照會導致半導體晶格缺陷，??從而使得半導體探測器的漏電流增大，性能降低。??半導體探測器俗稱固體電離室，其工作原理與氣體的情況類似，圖２．５?（ａ）??為平面Ｇｅ?（Ｌｉ）探測器原理示意圖。當能量為五的粒子入射到平面Ｇｅ?（Ｌｉ）探??測器耗盡層時，探測器內(nèi)產(chǎn)生電子－空穴對，并在外加電場的作用下，分別向Ｎ??極與Ｐ極做漂移運動，在外電路上產(chǎn)生電流辦），其等效電路如圖２．５?（ｂ）所示。??固體電離室?＾??＼丄??放射源＼?＼?Ｔ??????＋??（ａ）?（ｂ）??圖２．?５半導體探測器等效電路??當入射粒子的位置不同時，產(chǎn)生電子－離子對的地點也不同，辦）的形狀會隨??之發(fā)生變化，所以不能用電流測量入射粒子的能量，和前面討論的氣體探測器情??況類似，可由輸出電容來積分得到電壓信號??Ｖ０（ｔ）?＝?Ｑ／Ｃ?＝?１／Ｃ?［?ｉ（ｔ）?ｄ（ｔ）?＝?Ｎ－ｅ／Ｃ?＝?Ｅ－ｅ／ｗ－Ｃ?＝?ｋ＇－Ｅ??即可用電壓信號測量入射粒子的能量［９３］。??（３）閃爍體探測器??閃爍體探測器的結構如圖２．６所示，當射線作用于閃爍晶體時產(chǎn)生熒光光子，??通過光電倍增管對其進行光電轉(zhuǎn)化和倍增后輸出電脈沖信號。??放射源?閃爍體、??＼?＼?光電倍增管??偏壓電路???＋?ｖｚ???圖２．６閃爍體探測器結構及等效電路??１９??

【參考文獻】：
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本文編號：3284239