口袋式伽马能谱仪研制

• 作者: 李钰龙 王忠海 高泰 陈琦 赵倩儒 董春辉 周荣 杨朝文
• 来源期刊: 四川大学学报（自然科学版）
• 关键词: 伽马能谱仪 GAGG SiPM ARM
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 物理学|Physics
• 页码范围: 105-110
• 页数: 6页
• 分类号: TL817+.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.034001

摘要

便携式伽马能谱仪在野外探矿、环境辐射监测和科学实验等领域被广泛应用.为了进一步缩小便携式能谱仪的体积,提高其能谱性能,从而扩展其应用领域,本文基于最新的闪烁晶体材料、半导体光电转换器件和高性能微处理器,开展了新一代便携式伽马能谱仪研究.在探测器设计方面,采用GAGG:Ce晶体耦合SiPM阵列成功设计并制作了高效率、高能量分辨率的紧凑型能谱探头;在数据采集电路方面,采用高性能ARM处理器及其自带ADC外设替代FPGA+ADC的传统电路架构,并设计专用的信号处理ARM程序,实现了在线能谱测量,并极大的减小了电路尺寸和系统功耗.综上所述,本文基于GAGG:Ce晶体耦合SiPM并搭配ARM处理器,成功研制了一款低成本、小体积、低功耗、高性能的口袋式能谱测量仪.整个能谱仪的体积仅为80 m×40 mm×40 mm,重量为200 g;经过实验测试,能谱仪的工作功率为481 mW,能自带电池工作26小时;能谱响应线性拟合优度为0.996,能量分辨率为5.2％(@662 keV).