基于光电二极管的核辐射探测仪器的研制

发布时间：2020-08-28 12:04

　　 半导体探测器和闪烁体探测器是核辐射探测中两类主要的探测器,近年来光电二极管作为一种半导体探测器有着快速的发展,尤其是光电二极管与闪烁体组合的探测器凭借其体积小、量程宽、成本低的优势逐渐有了更广阔的应用前景。本课题的目的是实现基于光电二极管的两种辐射探测仪器的软硬件的研发,分别为医用X射线剂量仪和源车辐射监测仪,实现对X、γ射线的辐射检测。医用X射线机剂量仪的主要作用是检测医用X射线机曝光剂量、管电压、曝光时间等参数以确保辐射安全。仪器中光电二极管工作于光伏模式,两颗光电二极管输出两路直流电流信号经仪器电路中电流灵敏放大器放大为电压信号,电压信号通过程控增益放大、低通滤波、模数转换等模块进入MCU Atmega128处理后,将测量数据串口传输给上位机进行数据运算、显示和存储。源车辐射监测仪是放置于放射源运输车当中监测车内辐射剂量的仪器,其中光电二极管工作于光导模式,反向偏置电压为30V,输出电流脉冲信号由电荷灵敏放大器放大并转换成电压信号,再经过放大、滤波进入MCU片内比较器完成脉冲计数。本课题软件部分分为下位机程序和上位机程序部分。其中两种仪器下位机程序开发平台为基于C语言的ICC for AVR 7.0,实现对下位机各个电路模块的驱动和调用。医用X射线剂量仪上位机软件主要作用是数据的运算、显示和存储,分别采用VB6.0和C#.NET开发环境编写程序以满足不同应用场合的需要。本课题研制的医用X射线剂量仪能一次通过曝光检测管电压、曝光剂量、曝光时间等参数,经测试,管电压和剂量测量精度小于2%,管电压测量量程为40kV—150kV,曝光时间测量分辨力为0.5ms,仪器性能满足相关标准规范。源车辐射监测仪经过测试,γ射线剂量率测量量程达到0.1μGy/h—2mGy/h,能分辨出放射源在车内、放射源不在车内、放射源泄露这三种情况,满足了实际应用要求。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TL81

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本文编号：2807554