Si-PIN探测器灵敏体积最优厚度的MC模拟

Si-PIN探测器灵敏材料厚度影响探测时间、探测结果可靠性及设备价格。从能量响应谱的比对研究证实EGS4模拟适用于Si-PIN探测器能量色散X荧光仪的设计分析。通过不同入射X射线对不同厚度灵敏体积的Si-PIN探测器的能量响应模拟研究发现:探测器灵敏体积最优厚度随待测X射线的能量增加而变厚,厚度与特征峰计数或峰总比的饱和厚度相等。     

Si-PIN型X射线探测器灵敏度的MC模拟

在能量色散X荧光仪设计过程中,探测器的尺寸、系统几何结构和目标元素等都涉及到探测器灵敏度的问题。论文从玻尔兹曼方程及电子输运Spencer-Lewis方程入手推导探测器灵敏度的理论计算公式,基于MCNP5模拟平台研究Si-PIN型探测器灵敏度变化规律。研究发现:Si-PIN型探测器灵敏度随探测器灵敏材料厚度的增加呈指数增长;随入射射线能量增加,其规律与探测效率曲线相同;当探测器与样品间的距离小于100 mm时,距离对探测器灵敏度的影响可以忽略。     

用于高分辨率Si-PIN探测器的低噪声电荷灵敏前置放大器的设计

介绍了一种用于高分辨率Si-PIN探测器的低噪声晶体管反馈电荷灵敏前置放大器的设计。在场效应管制冷到-20℃,成形时间为6μs条件下,前放的零电容电子学噪声(对Si探测器)为150 eV。与平面工艺技术制备的厚度500μm,灵敏面积5 mm2的Si-PIN探测器配用,采用小型温差电制器制冷至-20℃,对5.9 keV X射线的能量分辨率(FWHM)最好可以达到195 eV。     

多通道Si-PIN探测器漏电流测量系统的设计和实现

中能望远镜是硬X射线望远镜卫星三大载荷之一,其探测器采用的是大面积Si-PIN探测器阵列。探测器的漏电流是影响X射线谱仪能量分辨率的一个关键因素。中能望远镜项目组在研发Si-PIN探测器的常温筛选环节中,将探测器漏电流作为一项重要考核指标。为了对探测器漏电流实现高精度、快速的测量,研制了多通道Si-PIN探测器漏电流测量系统。测量结果表明,使用该系统得到的漏电流结果精度较高,可直接应用到项目研制中去。     

Si-PIN核辐射半导体探测器性能测量研究

为解决金硅面垒半导体探测器存在的漏电流较大、表面不可擦拭、受环境影响严重、使用稳定性较差等缺点,开展性能更优异的Si-PIN核辐射探测器研究具有十分重要的意义,可推动α、n、裂变碎片能谱测量等技术进步。论文介绍了离子注入与平面工艺相结合制作Si-PIN探测器的方法,对灵敏面积为20 mm×20 mm的Si-PIN探测器主要开展了I-V、C-V电学特性参数测量研究,开展了Si-PIN探测器对226Ra源α粒子的能量分辨率、能量线性响应研究工作。当反向偏压为2 043 pF时,探测器全耗尽时的漏电流为40nA、结电容为43pF,对α粒子的最佳能量分辨率为0.68%,探测器线性响应良好。     

偏置电压对Si-PIN探测器的性能影响

偏置电压对Si-PIN型半导体探测器将产生两方面的影响.偏置电压越高,结电容越小;另一方面,偏置电压越大,探测器的漏电流就越大.而探测器的结电容,漏电流是影响谱仪系统能量分辨率的最重要的因素.结合一些实验结果,从两个方面来讨论偏置电压对于由Si-PIN探测器构成的X射线谱仪能量分辨率的影响,以及探测器偏置电压的合理选取原则.     

平面工艺Si-PIN低能X射线探测器研制

叙述了用平面工艺技术制备Si-PIN低能X射线探测器的工艺方法.为了减小探测器的漏电流,采用了表面钝化和保护环技术.文章给出了厚度500μm,灵敏面积分别为5 mm2、10mm2的不同探测器在室温下漏电流测量结果以及5mm2的探测器在室温及温差电致冷条件下对55Fe5.9keV X射线的能谱响应测量结果.     

一种新型半导体探测器的应用

介绍了一种测量X射线的Si-PIN电制冷半导体探测器,以及它在X射线谱分析中的应用。由于该探测器采用了电制冷方法,从而摆脱了传统的Si(Li)探测器在使用和保存时必须定期向其添加液氮的麻烦。     

裂变靶探测系统中子灵敏度的理论计算

采用文献提供的裂变碎片在Si-PIN探测器中的平均能量沉积公式及修正系数,构建了狭缝外延式高灵敏裂变中子探测系统中子灵敏度的理论计算模型,通过Fortran程序进行了相关的理论模拟与数值计算.并与实测的中子灵敏度进行了比较.     

便携式现场X荧光仪的几个关键问题探讨

围绕构成现场X荧光仪的几个重要部分激发源、探测器以及微机化方案等进行探讨,采用管激发X射线作为激发源,Si-PIN作为特征X射线探测器,基于ARM嵌入式系统实现微机化.     

用于X射线探测的CVD金刚石薄膜探测器

研制了用于X射线测量的化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器.该探测器灵敏区直径为15 mm、厚度300 μm,其暗电流在800 V偏压下小于50 pA,且暗电流-电压曲线线性较好.就CVD金刚石探测器对不同能量X射线的响应及脉冲X射线时间响应进行了理论和实验研究.结果表明:该探测器对6～22 keV X射线具有10-4～10-2A·W-1的灵敏度,假设电荷收集效率为39%时,灵敏度的理论值与实验测量值符合较好,探测器的RC时间常数约为1.5 ns;对亚纳秒脉冲X射线的响应上升时间为2～3 ns.     

X射线正比计数管的使用

X射线正比计数管是一种气体型的X射线探测器件,它工作在气体放电正比区,有气体放大现象,因而信噪比高。和闪烁探测器相比,能量分辨率好,允许在较高计数率下工作,对低能X射线有较高的探测效率。因此,X射线正比计数管是探测低能X射线和γ射线的能量和强度的良好探测器。     

硅(锂)X射线探测器

介绍了10～80mm~2的硅(锂)X射线探测器研制工艺,并讨论了工艺过程和测量中的一些问题;给出了探测器的指标,这些指标大都达到和接近国外同类产品水平。硅(锂)X射线探测器是一种低能X射线探测器,它具有能量分辨率高、线性好,对低能区X射线探测效率高等特点,在核物理、医学、地矿、环保等领域有着广泛的应用。它也是扫描电镜,X射线荧光分析等能谱分析的核心部件。     

硅(锂)X射线探测器

介绍了10～80mm’的硅(锂)X射线探测器研制工艺,并讨论了工艺过程和测量中的一些问题;给出了探测器的指标,这些指标大都达到和接近国外同类产品水平。硅(理)X射线探测器是一种低能X射线探测器,它具有能量分辨率高、线性好,对低能区X射线探测效率高等特点,在核物理、医学、地矿、环保等领域有着广泛的应用。它也是扫描电镜X射线荧光分析等能谱分析的核心部件。     

高阻NTD硅低能β,γ和X射线探测器

本文叙述了高阻NTD硅低能β,γ和X射线探测器的制备工艺和性能,探测器的灵敏面积为15mm~2,厚2.3mm。在77K温度下用脉冲光反馈前置放大器对最大端点能量为18.6keV的氚β,~(241)Am 59.5keV的低能γ和X射线的能谱及~(55)Fe 5.9keV的X射线进行了测量。对~(55)Fe 5.9keV的X射线能量分辨率为190eV,并可在室温下存放。     

一种可测低能γ和X射线的高纯n型硅探测器

采用蒸发金、钯和离子注入硼作势垒接触,低温扩散锂制备欧姆接触的方法,制成性能良好的低能γ和X射线高纯硅探测器。介绍其制作方法和性能。探测器有效面积为14.5mm~2,厚度3.3mm。在液氮温度下对~(55)Fe 5.9kev X射线的最佳能量分辨率为162eV,对~(241)Am59.5keV低能γ射线的最佳能量分辨率为373eV。同时对三种不同制作方法所得的高纯硅探测器和Si(Li)X射线探测器进行了对比。     

Si-PIN探测器中子直照灵敏度研究

介绍了利用K600中子发生器进行Si-PIN探测器灵敏度标定的实验方法,并在实验中测出了Si-PIN探测器对14MeV中子的直照灵敏度。同时,利用MCNP模拟程序对Si-PIN探测器不同能量的中子直照灵敏度进行了理论计算,实验灵敏度处理结果和理论计算值较为一致。     

闪烁薄膜探测器X/γ射线能量响应研究

为准确评估闪烁薄膜探测器(OSFD)在脉冲裂变中子参数测量中γ射线对测量结果的影响,利用Geant4程序对闪烁薄膜探测器的X（或γ）射线响应进行模拟,结合半经验电子发光效率曲线,获得探测器能量响应理论曲线,利用662 keV和1.25 MeV的单能γ射线源,以及窄谱剂量标准的48~208 keV准单能X射线能点对探测器响应进行刻度。本研究结果为闪烁薄膜探测器结构的改进,以及探测器在宽能谱脉冲X射线场测量中的应用提供了重要依据。     

硅PIN光敏二极管探测X、γ射线的性能及应用

介绍了硅PIN光敏二极管和电荷灵敏前放组成的X射线探测器和配合CsI(Tl)晶体构成的γ射线探测器的性能和测量结果,同时研究了光敏二极管探测器能量分辨率的温度特性。测量X射线时,在-10℃下对241Am的59.5keV射线的能量分辨率为4.8%;用PIN光敏二极管配合10mm×10mm×10mm的CsI(Tl)晶体测量γ射线时,在20℃下对137Cs0.662MeVγ射线的能量分辨率为9.9%,60Co的1.332MeVγ射线的能量分辨率为6.4%,-10℃下的能量分辨率分别为8.7%和6.3%。     

基于CdZnTe探测器的低噪声小尺寸电荷灵敏前置放大器的设计

通过分析CdZnTe半导体射线探测器的性能,并考虑到电荷灵敏放大器的噪声特性,设计了用于便携式探测器中的低噪声小尺寸电荷灵敏放大器.在常温下,3mm×7mm×3mm的CdZnTe探测器与小尺寸电荷灵敏前置放大器探测系统对于241Am d的59.5keVγ射线的能量分辨率为4.38%.