X射线光谱中突变核脉冲处理技术的研究
发布时间：2020-12-13 12:08
X射线光谱测量是核辐射、X荧光以及核技术应用相关领域中重要的信息获取手段之一,20世纪90年代,随着制作工艺和核电子学的不断发展,探测器的能量分辨率不断提高。进入21世纪后,核电子学系统从模拟电路逐渐向数字化方向发展,各种常用探测器的能量分辨率不断向其固有能量分辨率靠近,核脉冲信号处理的应用领域不断拓宽,但在其高速发展的同时,也遇到了技术瓶颈。半导体探测器因其能量分辨率高被广泛采用,例如HPGe探测器、高性能硅漂移探测器（FAST-SDD）,但半导体探测器所采用的开关复位型前置放大器频繁复位导致了突变脉冲的产生,这些突变脉冲如果不进行甄别或者修复将会在最终得到的谱图中以全能峰前面的伪峰形式存在,影响谱分析。倘若伪峰刚好叠加在一个微量元素的特征峰上还会影响微量元素特征峰的识别和含量的计算。本文的所有研究内容都是围绕前置放大电路（前放）产生的突变脉冲以及突变脉冲造成的伪峰来展开。为了得到更精确的谱图、更可靠的计数率,本课题创新性提出两项核脉冲处理技术。这两项技术的实现以脉冲形状甄别、数字脉冲成形和脉冲堆积为研究基础,并通过实验得到验证。主要内容如下:1、针对半导体探测器中开关复位型前置放大...
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
X射线光谱测量装置机械结构图
图2-4 KYW2000A型X光管靶材选择时，通常需要考虑以下几个因素。将会在阳极产生大量的热量，因此靶材必须测量过程中减少干扰，靶材元素产生的特征量；最后，根据李鑫伟（2014）15-19在研究率和X射线的强度这一结论，在选择靶材时元素，因此本课题选用Ag靶作为X光管的阳压、管流中，管压的平方以及管流都与X射线的强度影响X射线的强度，对其特征X射线的能量强度也会影响其能量。在测量中，用X光管到激发某原子能级的最小电位时，样品才能续升高，样本产生的特征谱的强度也会继续择适当的管压和管流对优化测量结果、提高有重要意义。
的Si-PIN探测器，峰背比是从 5.9keV 到 1keV 的计数率。图2-5 探测器能量分辨率对比图AMPTEK公司的XR-100SDD系列主要由新型高性能X射线硅漂移探测器、前置放大器和致冷系统组成。采用热电致冷技术保持硅漂移探头的低温工作环境，而在两级热电致冷器上亦安装了输入场效应管（FET）和新型温度反馈控制电路，这样探头组件的温度保持在-55℃左右，并通过组件上的温度传感器显示实时温度。探头采用TO-8封装，并利用不透光和不透气（真空封装适用）的薄铍（Be）窗以实现封装后的软X射线探测。XR-100SDD系列产品无需采用昂贵的低温致冷系统即可获得非常优越的性能，它标志着X射线探测器生产技术上的一个非常大的突破。图2-6描述的是一个FAST-SDD的原型结构图以及实物图。在结构图中，探测器、输入场效应管和一些其他元件安装在热电致冷器上，一个镍盖（如图所示）焊接到TO–8封装的探头上
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字快成形算法用于慢衰减闪烁体的高计数率能谱读出[J]. 曾国强,杨剑,欧阳晓平,喻明福,胡天宇,唐伟,葛良全. 原子能科学技术. 2017(09)
[2]硅探测器的数字化脉冲形状甄别[J]. 李朋杰,李智焕,陈志强,吴鸿毅,田正阳,蒋伟,李晶,冯骏,臧宏亮,刘强,牛晨阳,杨彪,陶龙春,张允,孙晓慧,王翔,刘洋,李奇特,楼建玲,李湘庆,华辉,江栋兴,叶沿林. 原子核物理评论. 2017(02)
[3]数字高斯脉冲成形算法仿真研究[J]. 洪旭,倪师军,周建斌,马英杰,刘易,周伟. 核技术. 2016(11)
[4]数字化铀浓度在线分析测量系统设计[J]. 洪旭,周建斌,赵祥,郝宽,姜国杜,马精德,陈强,龚焱平,闫黎明. 核电子学与探测技术. 2016(10)
[5]脉冲辐射场中子探测器死时间效应研究[J]. 郭思明,王庆斌,马忠剑. 核电子学与探测技术. 2016(02)
[6]梯形成形算法中成形参数与成形脉冲波形关系研究[J]. 洪旭,倪师军,周建斌,喻杰,马英杰,刘易. 核电子学与探测技术. 2016(02)
[7]基于实时数字脉冲处理技术的核谱仪研究[J]. 周建斌,胡云川,洪旭,陈铁光,陈宝,岳爱忠,何绪新. 原子能科学技术. 2015(12)
[8]New methods to remove baseline drift in trapezoidal pulse shaping[J]. 洪旭,马英杰,周建斌,陈铁光,胡云川,万新峰,杜鑫. Nuclear Science and Techniques. 2015(05)
[9]台式能量色散X射线荧光光谱直接检测大米中的Cd[J]. 廖学亮,沈学静,刘明博,陈永彦,韩鹏程,屈华阳,胡学强. 食品科学. 2014(24)
[10]基于随机抽样的核脉冲信号发生器的研究[J]. 谭承君,曾国强,熊川雲,葛良全,罗群,刘玺尧. 原子能科学技术. 2014(S1)
博士论文
[1]EDXRF法检测大米中痕量重金属元素的关键技术研究[D]. 张丽娇.成都理工大学 2017
[2]智能高放射性仿核信号发生器系统的研究[D]. 余国刚.成都理工大学 2017
[3]基于数字高斯成形技术的X荧光谱仪的研制[D]. 周伟.成都理工大学 2011
[4]低原子序数元素能量色散X荧光仪的研制[D]. 周建斌.成都理工大学 2008
[5]基于FPGA的便携式数字核谱仪研制[D]. 覃章健.成都理工大学 2008
[6]数字化核能谱获取系统的研究[D]. 张软玉.四川大学 2006
硕士论文
[1]高纯锗数字多道脉冲幅度分析系统的研制[D]. 杨剑.成都理工大学 2017
[2]EDXRF分析稻米中重金属Cd的最佳探测装置研究[D]. 辜润秋.成都理工大学 2016
[3]不同靶材对能量色散X射线荧光光谱检测影响[D]. 李鑫伟.长春理工大学 2014
[4]EDiX-Ⅲ型X光管在能量色散X荧光分析中的应用研究[D]. 李丹.成都理工大学 2008
本文编号：2914511
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
X射线光谱测量装置机械结构图
图2-4 KYW2000A型X光管靶材选择时，通常需要考虑以下几个因素。将会在阳极产生大量的热量，因此靶材必须测量过程中减少干扰，靶材元素产生的特征量；最后，根据李鑫伟（2014）15-19在研究率和X射线的强度这一结论，在选择靶材时元素，因此本课题选用Ag靶作为X光管的阳压、管流中，管压的平方以及管流都与X射线的强度影响X射线的强度，对其特征X射线的能量强度也会影响其能量。在测量中，用X光管到激发某原子能级的最小电位时，样品才能续升高，样本产生的特征谱的强度也会继续择适当的管压和管流对优化测量结果、提高有重要意义。
的Si-PIN探测器，峰背比是从 5.9keV 到 1keV 的计数率。图2-5 探测器能量分辨率对比图AMPTEK公司的XR-100SDD系列主要由新型高性能X射线硅漂移探测器、前置放大器和致冷系统组成。采用热电致冷技术保持硅漂移探头的低温工作环境，而在两级热电致冷器上亦安装了输入场效应管（FET）和新型温度反馈控制电路，这样探头组件的温度保持在-55℃左右，并通过组件上的温度传感器显示实时温度。探头采用TO-8封装，并利用不透光和不透气（真空封装适用）的薄铍（Be）窗以实现封装后的软X射线探测。XR-100SDD系列产品无需采用昂贵的低温致冷系统即可获得非常优越的性能，它标志着X射线探测器生产技术上的一个非常大的突破。图2-6描述的是一个FAST-SDD的原型结构图以及实物图。在结构图中，探测器、输入场效应管和一些其他元件安装在热电致冷器上，一个镍盖（如图所示）焊接到TO–8封装的探头上
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字快成形算法用于慢衰减闪烁体的高计数率能谱读出[J]. 曾国强,杨剑,欧阳晓平,喻明福,胡天宇,唐伟,葛良全. 原子能科学技术. 2017(09)
[2]硅探测器的数字化脉冲形状甄别[J]. 李朋杰,李智焕,陈志强,吴鸿毅,田正阳,蒋伟,李晶,冯骏,臧宏亮,刘强,牛晨阳,杨彪,陶龙春,张允,孙晓慧,王翔,刘洋,李奇特,楼建玲,李湘庆,华辉,江栋兴,叶沿林. 原子核物理评论. 2017(02)
[3]数字高斯脉冲成形算法仿真研究[J]. 洪旭,倪师军,周建斌,马英杰,刘易,周伟. 核技术. 2016(11)
[4]数字化铀浓度在线分析测量系统设计[J]. 洪旭,周建斌,赵祥,郝宽,姜国杜,马精德,陈强,龚焱平,闫黎明. 核电子学与探测技术. 2016(10)
[5]脉冲辐射场中子探测器死时间效应研究[J]. 郭思明,王庆斌,马忠剑. 核电子学与探测技术. 2016(02)
[6]梯形成形算法中成形参数与成形脉冲波形关系研究[J]. 洪旭,倪师军,周建斌,喻杰,马英杰,刘易. 核电子学与探测技术. 2016(02)
[7]基于实时数字脉冲处理技术的核谱仪研究[J]. 周建斌,胡云川,洪旭,陈铁光,陈宝,岳爱忠,何绪新. 原子能科学技术. 2015(12)
[8]New methods to remove baseline drift in trapezoidal pulse shaping[J]. 洪旭,马英杰,周建斌,陈铁光,胡云川,万新峰,杜鑫. Nuclear Science and Techniques. 2015(05)
[9]台式能量色散X射线荧光光谱直接检测大米中的Cd[J]. 廖学亮,沈学静,刘明博,陈永彦,韩鹏程,屈华阳,胡学强. 食品科学. 2014(24)
[10]基于随机抽样的核脉冲信号发生器的研究[J]. 谭承君,曾国强,熊川雲,葛良全,罗群,刘玺尧. 原子能科学技术. 2014(S1)
博士论文
[1]EDXRF法检测大米中痕量重金属元素的关键技术研究[D]. 张丽娇.成都理工大学 2017
[2]智能高放射性仿核信号发生器系统的研究[D]. 余国刚.成都理工大学 2017
[3]基于数字高斯成形技术的X荧光谱仪的研制[D]. 周伟.成都理工大学 2011
[4]低原子序数元素能量色散X荧光仪的研制[D]. 周建斌.成都理工大学 2008
[5]基于FPGA的便携式数字核谱仪研制[D]. 覃章健.成都理工大学 2008
[6]数字化核能谱获取系统的研究[D]. 张软玉.四川大学 2006
硕士论文
[1]高纯锗数字多道脉冲幅度分析系统的研制[D]. 杨剑.成都理工大学 2017
[2]EDXRF分析稻米中重金属Cd的最佳探测装置研究[D]. 辜润秋.成都理工大学 2016
[3]不同靶材对能量色散X射线荧光光谱检测影响[D]. 李鑫伟.长春理工大学 2014
[4]EDiX-Ⅲ型X光管在能量色散X荧光分析中的应用研究[D]. 李丹.成都理工大学 2008
本文编号：2914511
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