產(chǎn)品介紹

目前現(xiàn)有的反康普頓高純鍺譜儀主要采用模擬電路實(shí)現(xiàn)多路反符合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)康普頓散射本底的抑制。由于模擬電路復(fù)雜度高，調(diào)試不易，且溫度穩(wěn)定性與靈活性不足，在長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)延遲符合條件發(fā)生變化導(dǎo)致反康普頓效果變差，嚴(yán)重時(shí)甚至不能正常工作。FPG3101型低本底數(shù)字式反康普頓高純鍺γ譜儀采用數(shù)字化設(shè)計(jì)，采用了粒子數(shù)據(jù)采集模式實(shí)現(xiàn)符合與反符合功能，將高純鍺主探測(cè)器、環(huán)形符合探測(cè)器及塞子符合探測(cè)器測(cè)量得到的每個(gè)射線事例信息（到達(dá)時(shí)間、能量、探測(cè)器ID等）以數(shù)據(jù)包流方式發(fā)送到計(jì)算機(jī)端（時(shí)間戳列表模式既list-mode），上位機(jī)端根據(jù)預(yù)設(shè)的配置參數(shù)對(duì)不同探測(cè)器的事例數(shù)據(jù)包進(jìn)行組合處理實(shí)現(xiàn)符合反符合等處理，并自動(dòng)繪制出符合分辨曲線，從而確定符合分辨窗口t值，實(shí)時(shí)得到原始高純鍺能譜、反康后高純鍺能譜、反符合能譜、符合分辨曲線等。系統(tǒng)采用了200MHz同步時(shí)鐘為每個(gè)事例數(shù)據(jù)包打上時(shí)間戳，保證有5 ns的時(shí)間同步精度，可滿足高純鍺g譜儀的反康普頓要求。采用了對(duì)稱零面積梯形成形方式替代傳統(tǒng)梯形成形在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了快、慢成形雙通道，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的低頻噪聲抑制與基線估計(jì)效果。針對(duì)大體積高純鍺探測(cè)器開(kāi)發(fā)了上升時(shí)間修正等算法，可有效提高系統(tǒng)能量分辨率。采用SQLite快速數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)所有探測(cè)器的事例數(shù)據(jù)包，可實(shí)現(xiàn)一次測(cè)量、多次重復(fù)使用的效果，避免了參數(shù)調(diào)整帶來(lái)的重復(fù)測(cè)量時(shí)間浪費(fèi)，體現(xiàn)了list-mode數(shù)字化測(cè)量設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)測(cè)試，本系統(tǒng)的康普頓減弱因子（康普頓邊處）達(dá)9.8，反康后峰康比可達(dá)1158:1，⁶⁰Co的1332.5 keV峰能量半高寬為1.70 keV（60%相對(duì)探測(cè)效率），反康前系統(tǒng)積分本底為1.674s^-1，反康后積分本底降為0.483s^-1，針對(duì)¹³⁷Cs的最小可探測(cè)活度(Minimum Detectable Activity, MDA)反康前為20.5 mBq，反康后降低至11.3 mBq。系統(tǒng)框圖如下所示：