關(guān)聯(lián)粒子成像技術(shù)（API）是進行爆炸物檢測和有源核查的重要手段,而關(guān)聯(lián)α粒子探測器的空間分辨和時間分辨直接決定成像系統(tǒng)的空間分辨能力。本文依托中國原子能科學(xué)研究院核數(shù)據(jù)重點實驗室移動中子發(fā)生器,結(jié)合具有快時間響應(yīng)的ZnO:Ga與最新的位置靈敏光電倍增管（PSPMT）H13700,設(shè)計可用于API的關(guān)聯(lián)α粒子探測器系統(tǒng)。通過SCDC-TCOG將256路信號簡化為4路信號,利用數(shù)字化儀對信號進行采集分析。通過離線實驗對關(guān)聯(lián)粒子探測器的時間性能和空間分辨性能進行了測試。利用刀口法測得空間分辨好于1 mm,并通過狹縫法和柵條法進行了驗證。通過測量²⁵²Cf裂變碎片和瞬發(fā)伽馬符合測量獲得系統(tǒng)時間分辨好于1 ns,達到了應(yīng)用需求。 

【文章來源】：原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

關(guān)聯(lián)α粒子探測器系統(tǒng)設(shè)計示意圖

位置靈敏光電倍增管H13700[7]是適用于進行高分辨模塊化的成像探測器,光感面積為49 mm×49 mm,具有256個分立陽極,組成16×16的探測像素陣列,每個探測像素為3 mm×3 mm。對256路信號進行單獨讀出采集的系統(tǒng)龐大且昂貴,常用的方法是利用離散位置讀出電路(DPC網(wǎng)絡(luò))或均衡電荷分配電路(SCDC網(wǎng)絡(luò))進行簡化[8]。DPC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單,將256路信號直接簡化為4路,對后端信號采集與處理較易,但有較明顯的邊界壓縮效應(yīng),不利于大面積探測。SCDC網(wǎng)絡(luò)是將陽極收集來的電荷信號均衡分配到X和Y兩個方向上,每個方向16路信號。結(jié)合局域重心法(TCOG)可將32路信號進一步簡化為X+、X-和Y+、Y- 4路信號,再經(jīng)過式(1)、(2)算法進行位置重建。通過散點圖響應(yīng)圖像[8]結(jié)果對比(圖2)可看出,SCDC-TCOG邊界壓縮效應(yīng)大為降低,可獲得較好的空間分辨和成像性能。X= X + -X - X + +X - ?????? ??? (1) Y= Y + -Y - Y + +Y - ?????? ??? (2)

對設(shè)計的SCDC讀出電路的X和Y方向進行單獨測試。用脈沖發(fā)生器作為信號源,依次輸入每個通道,監(jiān)測每路通道對應(yīng)的位置線性度,測試結(jié)果如圖3所示。從圖3可看出,X軸和Y軸通道計算出來的相對位置和通道數(shù)具有非常好的位置線性度。其中X軸讀出的最大偏差為通道讀出間距的7.14%,平均偏差為1.46%。Y軸讀出的最大偏差為通道讀出間距的5.44%,平均偏差為0.99%。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]多陽極位置靈敏光電倍增管位置讀出電路的設(shè)計實現(xiàn)[J]. 趙翠蘭,漆玉金,施亮,金慶,代秋聲.  原子核物理評論. 2010(01)



本文編號：3286440