一种基于LaBr3（Ce）探测器的便携式核素识别仪的研究

论文摘要

手持式核素识别仪（Radioisotope Identification Device,RID）是一种基于多道谱仪的多功能便携式核监测设备,可用于放射性核素的检测、剂量率监测、放射源定位以及核能谱采集与核素识别。其工作原理是根据所测放射性核素的特征γ射线能谱,分析识别出对应核素。它能为危机管理提供核材料探查和鉴别手段,为后果管理提供放射性污染核素组成的测量与分析手段。近几年国外新型探测器技术的发展及应用,推动了中高等能量分辨率能谱测量技术的发展。而国内能谱仪技术却多年来一直没有显著提高。谱仪探测器仍然以NaI（Tl）为主,国产新型探测器能谱仪领域仍属于空白。在应用需求推动下,目前市场上出现了LaBr3（Ce）新型闪烁探测器并且已经实现国产化。由于其晶体光产额高,能量分辨率好,空间分辨能力强,衰减时间短,非线性响应小,基本性能皆好于NaI（TI）,使得研制高性能便携RID成为可能。本文研究开发的基于LaBr3（Ce）探测器的手持式核素识别仪由LaBr3（Ce）探头加主机构成。探头包括LaBr3（Ce）闪烁体、光电倍增管及其供压电路、前置电路、屏蔽罩。主机包括电源电路、主放电路、多道脉冲幅度分析器（MCA）和屏显电路。并过对仪器的部分参数指标进行了测试,同时分析也谱仪测试暴露出的一些不足并提出改进的意见。总体上看,仪器具有相对于传统NaI（TI）谱仪的优势,如更好的能量分辨率,很好的能量线及较低的谱漂等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题依据和研究意义
• 1.1.1 国内外核与辐射事态
• 1.1.2 核与辐射防护研究与对策
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国外现状
• 1.2.2 国内现状
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 理论基础
• 2.1 射线与物质的相互作用
• 2.1.1 α射线与物质相互作用
• 2.1.2 β射线与物质相互作用
• 2.1.3 γ射线与物质相互作用
• 2.2 核素识别仪简介
• 2.2.1 核素识别仪工作原理及分类
• 2.2.2 核素识别仪的谱线分析技术
• 本章小结
• 3（CE）晶体简介'>第3章 LABR₃（CE）晶体简介
• 3（CE）晶体的基本性质'>3.1 LABR₃（CE）晶体的基本性质
• 3（CE）晶体的参数指标分析'>3.2 LABR₃（CE）晶体的参数指标分析
• 本章小结
• 第4章 仪器系统设计
• 4.1 电源电路
• 4.1.1 DC-DC 电路
• 4.1.2 高压模块
• 4.2 前置电路
• 4.2.1 光电倍增管
• 4.2.2 前置放大器
• 4.3 主放大器
• 4.3.1 极零相消电路
• 4.3.2 线性放大电路
• 4.3.3 RC 积分滤波电路
• 4.3.4 基线恢复电路
• 4.4 多道脉冲幅度分析电路
• 本章小结
• 第5章 指标测试
• 5.1 能量分辨率测试
• 5.2 能量线性的测试
• 5.3 谱峰漂移稳定性测试
• 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果