数字化便携式γ能谱仪的设计与实现
本文选题:γ能谱仪 + LaBr_3闪烁晶体 ; 参考:《华中科技大学》2012年硕士论文
【摘要】:γ能谱仪作为核探测技术的基本工具,通过对γ射线能谱的分析,可实现放射性核素识别、放射性强度分析等功能。本文从整体上设计了数字化便携式γ能谱仪系统架构,包括探测器、数据获取模块、系统平台三个部分,完成了整个数字化便携式γ能谱仪系统的开发,并最终实现了用系统对放射性核素进行实际的能谱测量。 整个数字化便携式γ能谱仪系统采用基于OMAP处理器的嵌入式平台,自主定制特定的嵌入式Linux操作系统。在该平台下,系统使用新型的LaBr_3闪烁晶体耦合光电倍增管R9800作为γ探测器,获得高计数率与高能量分辨率。同时,我们使用多阈值触发(MVT)方法对探测器输出的闪烁脉冲进行数字化采样,,利用采样数据重建闪烁脉冲并获得能量信息。利用DSP内核进行脉冲重建及谱数据分析,实现了γ能谱仪的实时数据采集和现场能谱分析。软件方面,我们在OMAP的Linux操作系统下开发了图形化的系统软件,用于系统控制和数据分析。 在完成系统开发后,我们使用系统对放射性核素进行了实际的测量,成功的采集18F放射性同位素的能谱图,并通过数据处理中心对其能谱图进行了分析,获得了6.3%的能量分辨率。另外,我们使用本系统对混合放射性核素进行能谱采集并进行处理,成功的区分出了不同放射性核素。最后,我们对整个系统的性能进行了测试。整个系统具有便携式的特点,同时,系统具有非常强的扩展性和可升级性。
[Abstract]:As the basic tool of nuclear detection technology, 纬 -energy spectrometer can realize the functions of radionuclide identification and radioactive intensity analysis through the analysis of 纬 -ray energy spectrum. In this paper, the architecture of a digital portable 纬 -energy spectrometer system is designed, including detector, data acquisition module and system platform. The development of the whole digitized portable 纬 -energy spectrometer system is completed. Finally, the actual energy spectrum measurement of radionuclides is realized by using the system. The whole digital portable gamma-ray spectrometer system adopts the embedded platform based on OMAP processor and customizes the specific embedded Linux operating system. On this platform, a new LaBr_3 scintillator coupled photomultiplier tube R9800 is used as 纬 detector to obtain high counting rate and high energy resolution. At the same time, the multi-threshold trigger MVT method is used to digitally sample the scintillation pulse output from the detector, and to reconstruct the scintillation pulse with the sampling data and obtain the energy information. The real time data acquisition and field energy spectrum analysis of 纬 -energy spectrometer are realized by using DSP kernel for pulse reconstruction and spectral data analysis. In terms of software, we have developed a graphical system software based on OMAP's Linux operating system, which is used for system control and data analysis. After the development of the system, we used the system to measure the radionuclide, successfully collected the 18F radioisotope energy spectrum, and analyzed its energy spectrum through the data processing center. An energy resolution of 6.3% was obtained. In addition, we use this system to collect and process the energy spectrum of mixed radionuclides, and successfully distinguish different radionuclides. Finally, we test the performance of the whole system. The whole system has portable features, at the same time, the system is very scalable and scalable.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R318.6;TL817.2
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