本文關(guān)鍵詞：基于SiPM與塑料閃爍體的核輻射探測(cè)器研制

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【摘要】：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展,資源的消耗速度日益加快,對(duì)能源的需求日益增加,隨之造成的環(huán)境問(wèn)題已成為全社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。核能作為一種新的清潔能源,可緩解能源和環(huán)境壓力,在十三五規(guī)劃中提到要加快發(fā)展核電等清潔能源,預(yù)計(jì)到2030年核電的裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到1.2-1.5億千瓦。由于核能具有放射性,因此核與輻射安全問(wèn)題被公眾廣泛關(guān)注。另外,在十三五期間,將推進(jìn)載人飛船、空間站、月球和火星探測(cè)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航等重大工程建設(shè)�？臻g環(huán)境輻射對(duì)航天活動(dòng)也非常重要,空間輻射可以引起航天器內(nèi)部電路元件的損壞,以及對(duì)宇航員的身體造成損傷,而且現(xiàn)在天文物理學(xué)的很多研究都依靠于對(duì)空間輻射的測(cè)量。所以不管是核能、航天活動(dòng)、天文物理學(xué),還是其它與核物理相關(guān)科學(xué)研究都依賴于輻射探測(cè)技術(shù)的發(fā)展,因此大力發(fā)展核輻射探測(cè)有它的物理意義和應(yīng)用意義。本文的課題來(lái)源于深空中子探測(cè)項(xiàng)目,項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)出小體積,低功耗的多路中子探測(cè)器,本文是整個(gè)項(xiàng)目的一部分,文中設(shè)計(jì)的探測(cè)器暫不對(duì)中子進(jìn)行測(cè)量,主要是對(duì)γ射線的驗(yàn)證性測(cè)量。本文中使用硅光電倍增管(SiPM)代替?zhèn)鹘y(tǒng)PMT作為光電探測(cè)器件,基于新型的SiPM和塑料閃爍體設(shè)計(jì)小型的多路核輻射探測(cè)器。本文的主要研究工作:1.探測(cè)器硬件研制,包括探測(cè)器探頭的研制和電路設(shè)計(jì)。其中探頭研制工作包括:光反射層的包覆、SiPM的焊接、SiPM與閃爍體之間的耦合;電路設(shè)計(jì)工作包括:SiPM電壓偏置電路、前置信號(hào)放大電路、以及信號(hào)成形電路的設(shè)計(jì)。最終設(shè)計(jì)出了四路探測(cè)器,探測(cè)器的功能正常,且體積小、信號(hào)幅度大、噪聲水平較低。2.搭建探測(cè)器測(cè)量系統(tǒng),主要是基于波形數(shù)字化轉(zhuǎn)換器DT5751和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)搭建信號(hào)探測(cè)及能譜測(cè)量系統(tǒng)。并使用測(cè)量系統(tǒng)對(duì)探測(cè)器的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量分析,參數(shù)包括:功耗、信號(hào)幅度和信噪比、探測(cè)效率、以及能譜分辨率。通過(guò)綜合的測(cè)量,發(fā)現(xiàn)探測(cè)器的功耗低,對(duì)γ的探測(cè)效率高,線性度好,滿足項(xiàng)目要求。
【關(guān)鍵詞】：核輻射探測(cè)器 SiPM 塑料閃爍體 開關(guān)電源 符合測(cè)量 能譜
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL81
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)13-14
• 第2章 SiPM及閃爍體核輻射探測(cè)器基本原理14-20
• 2.1 SiPM基本原理14-16
• 2.1.1 SiPM結(jié)構(gòu)14
• 2.1.2 蓋革計(jì)數(shù)模式下的雪崩放大14-16
• 2.2 塑料閃爍體16-18
• 2.2.1 有機(jī)閃爍體發(fā)光原理16-17
• 2.2.2 閃爍體主要特性參數(shù)17-18
• 2.3 閃爍體探測(cè)器18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 探測(cè)器研制20-41
• 3.1 探測(cè)器探頭研制20-23
• 3.1.1 SiPM20-21
• 3.1.2 ST401塑料閃爍體21
• 3.1.3 SiPM和閃爍體的組裝21-23
• 3.2 探測(cè)器電路設(shè)計(jì)23-40
• 3.2.1 電源電路24-34
• 3.2.2 信號(hào)電路34-39
• 3.2.3 PCB設(shè)計(jì)與制作39-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第4章 探測(cè)器系統(tǒng)搭建及測(cè)量41-55
• 4.1 電路功耗測(cè)量41
• 4.2 信號(hào)波形及信噪比41-42
• 4.3 波形數(shù)字化探測(cè)系統(tǒng)42-44
• 4.4 探測(cè)器探測(cè)效率44-47
• 4.5 能譜測(cè)量47-54
• 4.5.1 γ 射線與閃爍體作用原理47-49
• 4.5.2 兩端符合測(cè)量49-51
• 4.5.3 能譜繪制及分析51-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第5章 總結(jié)與展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 致謝60-61
• 附錄 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 洪躍;各種尺寸塑料閃爍體的制備及各種因素對(duì)性能的影響[J];原子能科學(xué)技術(shù);1966年03期

2 衛(wèi)民;空氣等效塑料閃爍體的試制[J];原子能科學(xué)技術(shù);1966年03期

3 傅偉安,華保滋;對(duì)三聯(lián)苯閃爍體的制備[J];原子能科學(xué)技術(shù);1966年03期

4 傅偉安,華保滋;閃爍體，

本文編號(hào)：764114