LaBr3(Ce)闪烁体APD前端读出设计
LaBr3(Ce)晶体阵列γ相机设计
第39卷第1期2019年1月核电子学与探测技术Nuclear Electronics & Detection TechnologyVol. 39 No. 1Jan. 2019LaBr 3(Ce)晶体阵列丫相机设计石人刚1,何元金S 陈颖-韦孟伏1**收稿日期:2018-12-13基金项目：国家自然科学基金(11605163)资助。
作者简介:石人刚(1989-)，男，贵州瓮安人，在读博士 生，攻读方向为辐射防护与环境保护研究。
*通讯作者：韦孟伏，男，研究员，E-mail : weimengfu @ o(1.中国工程物理研究院材料研究所，四川绵阳621900； 2.清华大学物理系，北京100084)摘要:设计了一款基于16x16 LaBr 3(Ce)晶体阵列耦合H9500型PSPMT 的y 相机,读出电路采用DPC 方案。
测试结果表明：DPC 电路中心区域定位能力较好，在边缘区域显示出压缩效应;泛场图中心区域约7x8的晶体阵列可清晰地被区分，但边缘区域出现了明显的压缩效应;对于1.1x10s Bq 的"Cs 源，经过10 min 能够观测到源的存在;放置于距离入射窗口 77 cm 的3.7x10’ Bq 的“Eu 源，相机能够比较准确地判断源的相对方位，但在重建图片中存在伪影。
关键词:Y 相机;LaBr 3(Ce )；晶体阵列；PSPMT ；实验评估中图分类号：TL812.1 文献标志码：A 文章编号：0258-0934(2019)1-0022-04Y 相机自问世以来，被广泛应用于核医学、辐射环境监测和核工业等领域⑴。
传统的Y相机探头通常由连续晶体耦合光电倍增管阵列 (PSPMT)构成。
在连续晶体中，事件产生的荧 光分布与7射线和晶体作用点到PSPMT 之间的距离有关⑵。
事件发生点靠近晶体中心，探测到的荧光分布较为完整，事件位置可以较好 地被重建;事件发生点靠近晶体边缘，荧光分布会被截断，由重心法重建的位置与真实位置偏 差较大，重建图像中会岀现压缩效应。
集成式漠化钢探测器研制
第39卷第2期2019年3月核电子学与探测技术Nuclear Electronics&Detection TechnologyVol.39No.2Mar.2019集成式漠化鋼探测器研制何丽霞1,许振华I,杨丽芳1,牛顺利2(1.国家核安保技术中心，北京102401； 2.北京中智核安科技有限公司，北京102206)摘要:文章介绍了集成式浪化«(LaBr3)闪烁晶体探测器的研制。
该LaB”闪烁晶体与光电倍增管耦合之后封装在具有电磁屏蔽和丫射线准直器双重功能的金属腔内，并集成了掌上电脑(PDA)、无线通信和4G数字通信等功能模块。
在能谱及数据分析软件中集成了UBr3专用7能谱解析算法、无源效率刻度技术及基于序贯贝叶斯原理的快速核素识别算法。
实验及测试结果表明，集成式LaBr3探测器分辨率和稳定性良好，具有放射性核素快速探测和识别的能力，可有效应对脱离监管控制的核材料和其他放射性物质的突发或核安保事件。
关键词：澳化匍;集成;无源效率刻度;快速核素识别;脱离监管控制的核材料和其他放射性物质中图分类号：TL81文献标志码：A文章编号：0258-0934(2019)2-0178-06漠化^(LaBr,)闪烁晶体是一种较新型的Y辐射探测材料，具有光产额高、光衰退时间短、能量分辨率好、能量响应线性程度高等优点,可应用于核材料控制、安保检查、核医学等领域。
2001年发生“9•11”恐怖袭击事件之后,核材料与其他放射性物质的使用和安全备受关注。
为有效防范和及时应对脱离监管控制的核材料和其他放射性物质核安保事件，应在现场对所缉获的材料进行分类⑷。
近年来，多家研究机构及仪器厂商研发了多种辐射探测与核素识别仪器，并向集成化、智能化迅速发展。
LaBr3闪烁材料的物理性能优异，适合在常温条件下工作闵，易制得便携式7辐射探测设备，本课题研制一体化集成式LaBr3核辐射探测器，以应对放射性物质突发或者核安保事收稿日期:2008-08-08作者简介：何丽霞(1980—),女，甘肃庄浪人，副研究员，主要从事核辐射探测技术研究。
LaBr3(Ce)闪烁体探测器的数字滤波成形
1 滤波成形原理
来自 LaBr3(Ce)探测器的前放输出的核脉冲信号波 形呈负指数衰减的形状。LaBr3(Ce)探测器在学基金(11565002)， 江西省发明专利产业化技术示范项目(20143BBM26044)资助 研究方向为核电子学电路与系统设计； 作者简介： 孙尚清(1991-)男， 江苏扬州人， 东华理工大学硕士研究生在读， 周书民(1971-)男， 辽宁开原人， 教授， 硕士， 从事核智能仪器的研究工作。
0 前言
LaBr3(Ce)探测器是一种新型无机闪烁体探测器。与 传统的 NaI(T1)闪烁体探测器相比， LaBr3(Ce)探测器有更 高的探测效率和更好的能量分辨率。LaBr3(Ce)探测器被 广泛认为会取代 NaI(T1)探测器而得到广泛应用。国内 相关机构针对 LaBr3(Ce)探测器研制相关产品,2009 年清 华大学马飞等研制用于 LaBr3(Ce)探测器的多道采集电 路， 使用模拟电路进行高斯滤波成形 [1]。2010 年嫦娥二 号探月卫星首次使用 LaBr3(Ce)谱仪对行星表面的铀等 元素分布进行测量[2]。2013 年西南民族大学胡颖睿等研 制 LaBr3(Ce)谱仪， 使用梯形滤波成形[3]。 虽然国内对基于 但尚无文献对 LaBr3 (Ce)探测器的相关产品进行研制， LaBr3(Ce)探测器的数字滤波成形和其寻找最佳成形参 数规律进行详细阐释和研究。
电子质量 （2016 第 11 期）
LaBr3(Ce)闪烁体探测器的数字滤波成形
The Study of Digital Filter Shaping Based on LaBr3(Ce) Detector
（东华理工大学 江西省新能源工艺及装备工程技术研 孙尚清,周书民 究中心,江西 南昌 330013）
LaBr_3：Ce(5%)闪烁探测器的MC研究
晶体对 中高能 量 射线 的探测效率较高 ， 而在较低能量时探测效率低 于 Ｎ ＩＴ ） ａ（ １ 晶体。
关键词 ：ａ ｒ： ｅ ５ ） ＬＢ Ｃ （ ％ 闪烁探测 器 ； 蒙特卡罗方法 ； 能量分辨率 ； 晶体尺寸 ； 峰总 比 中图分类 号 ： Ｔ １ ．１ Ｌ８ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ５ －９ ４ ２ １ ）９１ １ －５ ２ ８０ ３ （ ００ ０ —２ ５０
Ｍ Ｖ ， 系数 没有 单 位 。 舢 取 决 于 探 测 器 ｅ ｃ 性能， 通过对实验测 到的 ， 进行拟合 ， 删 拟合 需要 入射 能量 的 ＾ 线 及 相 对 应 实 验测 到 的 ｙ射
要 利用蒙特卡 罗方法 探 索研 究 ＬＢ３Ｃ （ ％ ） ａ ｒ：ｅ ５
探测器 在 ＾能谱应 用 方 面 的 性 能 ， ｙ 通过 模 拟 程
四 十年 代 以来 ， 随着 光 电倍 增 管 等微 光 探 测 器件 与 技 术 的进 步 ， 烁探 测 器 得 到 了迅 速 闪 的 发展 与广 泛 的应 用 ， 常被 用 于 核 物理 和 高 通 能物理 、 医学 、 射 、 损检 测 、 衍 无 国家 安全 及地 质 勘探 等领域 。 理 论上应 用 于这 些 方面 的闪烁 晶体应 该具 有高 的闪烁 和探测 效 率 ， 的时 间 、 间 和能 量 好 空
收稿 日期 ：０００ —１ ２ １－１１ 基金项 目 ： 教育部科学 技术 研究 重 点项 目（０ ０ ７ ２８６ ） 资助 ； 江西省青年科学 家 （ 冈之 星 ） 井 培养对象 计划
资助 。
闪烁探测器分析课件
02
探器的种与点
光电倍增管
总结词
光电倍增管是一种具有极高灵敏度和响应速度的光探测器，广泛应用于各种科学 实验和工业应用中。
详细描述
光电倍增管由光电阴极、倍增极和阳极组成，当入射光子撞击光电阴极时，光子 能量转化为电子，电子被倍增极放大，最终在阳极上形成电信号。光电倍增管具 有高灵敏度、低噪声、快速响应等特点，适用于弱光探测和高精度测量。
详细描述
微通道板由许多微小的通道组成，每个通道内壁涂有闪烁物质。当入射粒子穿过通道时，与内壁上的 闪烁物质相互作用，产生光子，光子进一步被放大和传输，最终形成图像或信号。微通道板具有高空 间分辨率、高灵敏度、低噪声等特点，适用于高速和高精度测量。
闪烁晶体
总结词
闪烁晶体是一种能够将入射粒子或光子能量转化为可见光的晶体材料，广泛应用于核医学成像和粒子物理实验等 领域。
提高探测效率与降低成本
提高探测效率
优化闪烁材料和探测器结构，提高探 测器的光子利用率和能量分辨率。
降低成本
通过规模化生产和技术创新，降低探 测器的制造成本和维修成本。
拓展应用领域与市场前景
拓展应用领域
将闪烁探测器应用于医疗、环保、安 全等领域，扩大市场需求和应用范围。
市场前景
随着科技的不断进步和社会需求的增 加，闪烁探测器的市场前景广阔，具 有巨大的发展潜力。
与其他核辐射探测器的比较
测量原理
与其他核辐射探测器相比，闪烁 探测器主要通过荧光效应来检测 辐射，具有较高的灵敏度和能量
分辨率。
应用范围
闪烁探测器适用于多种类型的辐 射测量，包括伽马射线、X射线、 中子等，而其他核辐射探测器可 能只适用于特定类型的辐射测量。
便携性
面向LiDAR应用的APD单片前端读出电路设计
第48卷第S1期红外与激光工程2019年4月Vol.48No.S1Infrared and Laser Engineering Apr.2019面向LiDAR应用的APD单片前端读出电路设计丁春楠1，叶茂1，夏显召1，谢绍禹1,2，李尧1，赵毅强1(1.天津大学微电子学院成像与感知微电子技术重点实验室，天津300072；2.天津津航技术物理研究所，天津300308)摘要：针对基于雪崩光电二极管(avalanche photodiode，APD)的激光雷达(light laser detection and ranging，LiDAR)应用需求，设计并实现了一款具有高集成度的模拟前端读出电路芯片。
该芯片集成了高增益宽带跨阻放大器(transimpedance amplifier，TIA)、固定增益电压放大器、高速实时比较器以及低压差分信号(low voltage differential signaling，LVDS)接口电路等。
高增益宽带跨阻放大器采用电阻反馈式结构，电压信号以伪差分信号的形式输出，抗干扰能力较强。
固定增益电压放大器采用电阻反馈同相放大器结构。
比较器利用未经补偿的开环放大器实现。
读出电路采用LVDS输出，实现了与后端FPGA的互连，进一步提高了系统集成度。
该芯片采用chrt0.18μm工艺设计，面积约为0.9mm×1.9mm。
在3.3V供电电压下，测试结果显示跨阻增益为83.6dBΩ，带宽为120MHz，整体链路能对脉宽为5ns 的脉冲作出有效响应，LVDS输出电压符合FPGA接口要求。
关键词：激光雷达；APD；跨阻放大器；伪差分；LVDS中图分类号：TN492文献标志码：A DOI：10.3788/IRLA201948.S106004Monolithic front-end readout circuit for LiDARusing APD detectorDing Chunnan1,Ye Mao1,Xia Xianzhao1,Xie Shaoyu1,2,Li Yao1,Zhao Yiqiang1(1.Key Laboratory of Imaging and Sensing Microelectronic Technology,School of Microelectronics,Tianjin University,Tianjin300072,China;2.Tianjin Jinhang Institute of Technical Physics,Tianjin300308,China)Abstract:A high integration density front-end readout circuit(ROIC)was presented and designed in allusion to the kind of light laser detection and ranging(LiDAR)using avalanche photodiode(APD) detector.The front-end readout circuit consisted of high-gain broadband transimpedance amplifier(TIA), fixed gain voltage amplifier,high-speed real-time comparator,low voltage differential signaling(LVDS) output interface et al.TIA adopted resistance feedback structure.The output voltage signal of TIA connected to next stage through the way of pseudo-difference signaling,therefore obtaining better anti-interference ability.Fixed gain voltage amplifier was a non-inverting amplifier with resistance feedback network.Then a decompensated open-loop amplifier was used for the comparator in the chip.The ROIC can connect with FPGA directly profiting from the LVDS,again improving the integration density of the收稿日期：2018-11-11；修订日期：2018-12-14基金项目：国家自然科学基金(61604109)；广西创新驱动发展专项(2018AA13005)作者简介：丁春楠(1996-)，男，硕士生，主要从事激光雷达方面的研究。
用于谱仪的LaBr3：Ce 3+闪烁体性能研究
２ 中国原子 能科学研 究 院 。北 京 ．
摘
１２ １ ） ０ ４ ３
要 ：Ｌ Ｂ ｅ ａ ｒＣ 闪烁探 测器是近年 来发展起 来的一种新型无机 闪烁探 测器 ，具有 十分优 秀的能量分辨率和在 常温 下工作 的特 点，应用领域非 ：
常广泛 ：本文通过对 ＬＢｒＣｅ ａ ： 一晶体与 Ｎａ（１ Ｉ ） Ｔ 晶体 的性能 比较 来全 面了解 ＬＢｒＣｅ ａ ３ 晶体 ： ：
．
２ Ｃｈ ｎ ｎ ｔ ｕ ｅ ｏ ｏ ｃＥｎ ｒ ｙ ． ｉ ａＩ ｓｉ ｔ ｆ ｔ Ａｔ ｍｉ ｅ ｇ ．Ｂｅｊｎ １ ２ １ ） ｉｉ ０ ４ ３
．
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｌａ ３Ｃｅ ｓ ｉ ｉ ｌ ｔ ｅ ｅ ｔ ｓ ａ ｎ ｗ ｎ ｒ ａ ｃ ｓ ｉ ｉｌ ｔ ｒ ｄ ｔ ｃ ｏｒ ｄ ｖｅ ｏｐ ｄ ｒ ｃ ｎｔｙｅ ｒ Ｉ ａ ｏ ｋ ａ ｏ ｔａ ｔ Ｂｒ ： “ ｃ ｎｔｌ ａ ｏｒ ｄ ｔ ｃ ｏｒ ｉ ｅ ｉ ｏ ｇ ｎｉ ｃ ｎｔｌ ａ ｏ ｅ ｅ ｔ ｅ ｌ ｅ ｅ ｅ ａ ｓ ｔ ｃ ｎ ｗ ｒ ｔｒ ｏｍ ｅ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｔｍ ｒ ｔ ｒ
关 键 词 ：Ｌ Ｂ； ｅ ａ ｒＣ ；探 测 器 ； 闪 烁 晶体
Ｆｏ ｈｅ ｐ ｒ ｏｒ ａ ｅ ｏｆＬａ ３： ３＋ Ｓｃ ｎｔｌ ａ ｏ ｐｅ ｔ ｏ ｃ ｙ ｒｔ ｅ ｆ ｍ ｎｃ Ｂｒ Ｃｅ ｉ ｉ ｌ ｔ ｒ ｓ ｃ ｒ ｓ ｏｐ
溴化镧 (LaBr 3：Ce) γ谱仪前端读出电子学电路
第9卷第3期 2018年9月现代应用物理MODERN APPLIED PH YSICSVol. 9,No.3Sept.2018溴化镧（LaBr3:Ce) Y谱仪前端读出电子学电路陈彦丽、谭新建12,卢毅、宋朝晖1g2，易义成、渠红光1(1.西北核技术研究所，西安710024; 2.强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室，西安710024)摘要：设计了一种结构简单、噪声低、功耗小的溴化镧（L a B6:C e)t谱仪前端读出电子学电路。
该电路包括电压灵敏前置放大电路、谱仪放大电路和供电电源3部分，电路的设计基于传统核电子学方法和较新的电子元器件，采用低噪声设计技术，在能谱测量中获得了较高的能量分辨率。
文中首先介绍了电路的设计方案，包括各部分电路原理、功能和设计要点；然后开展了电路仿真和电路板设计；最后通过实验进行电路功能验证。
实验表明：基于研制的前端读出电子学电路、溴化镧（LaBr3:Ce)探测器及数字多道分析器组成的t谱仪系统，对137Cs662 k e V t能峰的能量分辨率可达2.7%，谱仪系统性能稳定。
关键词r溴化镧（L a B6:C e)t谱仪；前置放大电路；谱仪放大电路中图分类号 r T L817 文献标志码 r A DOI： 10. 12061/j.issn.2095 - 6223. 2018. 031202Front-EndReadoutElectronicsCircuit of a LaBr3 :CeY SpectrometerCH ENYan-li^T A N X nH ian.S L U Y i'SONGZhao-h u i i S Y I Y i-cheng^QUHong-guang1(1. Northwest Institute of Nuclear Technology, X i’an 710024，China;2. State Key Laboratory of Intense PulsedRadiation Simulation and Effect，X i’an 710024，China)Abstract:A front-end readout electronics circuit of LaBr3：C e t spectrometer with simplestructure,low noise and low power consumption is designed.Ba^ed on the tradition of nuclear electronics,the circuit designed with new electronic components and low noisetechnology consists of voltage sensitive preamplifier circuit,spectroscopy amplifier circuit,and power supply.F irst,th e d e sig n o fth e circuit mcluding the principles,functions,andkey design points ofeach part is introduced.Then,the circuit sim ulationandthe circuitboard fabrication are(carried out.Finally,the circ^uit function is verified through experiments.The results show that the energy resolution of the LaBr3：Ce t spectrometer f〇r;Cs662 keV energy peak can reach 2.7%, and the system performance is stable.Keywords:LaBr3：Ce t spectrometer;pre-amplifier circuit;spectroscopy amplifier circuit目前常用的碘化钠（N aI:T l)t谱仪能量分辨率差，高纯锗（H P G e)t谱仪需液氮制冷且易受中子 损伤，碲锌镉（CZT)t谱仪则受晶体尺寸限制，探测 效率低[M]。
LaBr3-Ce 3+闪烁晶体研究进展
１３ Ｌ Ｂ ３Ｃ ＋与 Ｎａ（ ｉ晶体 性质 比较 ． ａ ｒ： ＩＴ ） Ｎａ（ ） ＩＴ１晶体是 上 个 世 纪应 用最 为广 泛 的
作者 简介 ： 高鑫 （９ ４） 男 ， 北鄂 州 人 ， 士研 究 １ ８－ ， 湖 硕
生 ， 事凝 聚态 物理 研究 。 从
闪烁体材料 ， 下面主要将掺 ＋的 Ｌ Ｂａ ａ ｒ晶体
高 鑫 ， 元 金 何
（ 清华 大学 物 理 系 ， 京 １０ ８ ） 北 ０ ０ ４
摘要 ： 以铈离 子 Ｃ ３ ｅ 激活的 Ｃ Ｎ ３ ａ ｔ晶体 （ ａ ｒ： ｅ ） Ｌ Ｂ ３ Ｃ ３ 是近 年来发 现 的一种新 型无机 闪烁体 材料 ， 较高 的光产额 、 较好 的能量分辨率 、 较快 的衰 减时 间等优 良性 质 ， 其成 为 ｒ ＩＴ１等 传统 闪烁 体材料 使 、 （ ） 有力 的竞争者 。论文通过重 点 比较 Ｌ Ｂ ３Ｃ ３ ａｒ：ｅ 晶体与 Ｎａ（ １晶体 的性质 ， ＩＴ ） 同时 列举 实例说 明它的应 用， 力求 比较全 面地 反映 Ｃ Ｎ ３Ｃ ３ ａｔ：ｅ 晶体 的性质 。
于 核 物理 飞 行 时 间谱 学 、 医学 仪 器 以及 众 多 核 核 工 业 仪表 中 。最 初 生 长 的 Ｌ Ｂｒ： ｅ＋晶体 ａ ３Ｃ。
都很 低 （ 于 １０ ｐ ｏｏ ｓＭｅ 。Ｃ 。 活 小 ００ ｈ ｔｎ／ Ｖ） ｅ ＋激 的氯 化 物 和溴化 物 中虽不 乏高 光产 额 的闪烁 晶 体 ， 同时兼 有 高 密 度 和 快衰 减 特 性 的 目前 只 但 有 Ｌ Ｂ ３Ｃ 。 晶体 ， ａ ｒ： ｅ＋ 只是 这 种 晶体 在空 气 中很
示 。
型闪烁晶体和非本征型闪烁晶体两大类［ 。前 ５ ］ 者无需引入掺杂 ， 晶体本身即可发光 ； 后者需引 入掺杂 （ 即激活 剂） 主要靠 引入 的离 子发光。 ，
便携式LaBr3谱仪
便携式LaBr3谱仪使用说明书1.产品简介北京中智核安科技有限公司为用户提供的LaBr3能谱仪由LaBr3探头、多道能谱仪、高压模块、光电倍增管、能谱采集与分析软件、无源效率刻度软件、计算机、以及连接电缆等组成，整体外观结构如图1所示。
溴化镧测量系统具有核素识别、点源活度测量、剂量率测量以及瀑布图辅助寻源分析功能。
其中多道能谱仪、高压模块管集成如图2。
在核素识别方面，采用时间序列贝叶斯变换结合能谱分析进行核素识别，对于Am-241、Cs-137、Co-60、Ba-133、U-235、U-238、Eu-152等常见放射性核素，当对剂量率贡献超过环境剂量率10%时，能够在10秒内正确识别核素。
同时，谱仪带两个数据处理终端，一个终端与探测器通过数据线有线连接并固定在探测器上，另外一个为笔记本电脑，笔记本电脑和便携式谱仪之间通过WIFI实时无线通讯。
笔记本电脑上除了与第一个终端安装有完全相同的测量软件外，还安装有无源效率刻度软件，和LaBr3探测器专用能谱解析软件，能谱解析软件能够解析重峰。
图１溴化镧探测器图2 电子学系统1.1溴化镧探测器●晶体尺寸：2英寸（可选配3英寸和1.5英寸晶体）；●能量分辨率：＜2.8%（对于Cs-137的661.7KeV特征峰）；●能量范围：30KeV到3MeV；●能量线性：优于±1%；●多道：4096道；●具有直接测量点源活度功能，点源活度测量精度在10％以内，以上指标需提供国家级计量部门出具的检定证书。
具有测量体源活度功能；●电源：USB 5V供电；●重量：小于2Kg；●具有核素识别、活度测量、剂量率测量以及以及瀑布图辅助寻源分析功能；●通讯方式：有线、wifi以及蓝牙通讯，通讯距离大于5米。
1.2上位机软件图3 能谱图界面图4 瀑布图以及剂量率曲线界面●利用自生放射性进行能量刻度和稳谱。
●谱仪控制：可实现的参数设置包括：放大示、调节高压、显示实时间/活时间等；●用户可以自定义核素库；●实时显示剂量率、识别核素以及等瀑布图；图5能谱图界面，图6瀑布图以及剂量率曲线界面；●开机之后进行自动刻度，同时，也可以进行采样刻度；●具有一键测量、保存、清谱、报警、数据传输以及报警阈值设置等功能。
溴化镧闪烁体探测器性能及应用研究
溴化镧闪烁体探测器性能及应用研究张海薇;卢位;王磊;冷逢庆;庹先国;刘明哲;成毅;姚付良;李三刚;赵柏俊【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2017(037)007【摘要】LaBr3(Ce)探测器是一种新型闪烁体探测器,具有高光产额,高探测效率,高时间和空间分辨率,高能量分辨率,温度特性良好,抗辐射性能良好,操作简便等优点.从2001年以来,该探测器得到了迅速的研究和应用.LaBr3(Ce)探测器在核共振荧光检测、瞬发γ中子活化分析、爆炸物检测、核医学成像、环境辐射监测、空间辐射探测等方面的应用研究中取得了非常良好的效果.该探测器表现出优于以往用于这些领域的探测器的性能(例如NaI(Tl)探测器、BGO探测器、HPGe探测器等).介绍了LaBr3(Ce)探测器的性能及其应用研究进展,对代表性文献进行了简析和综述,阐明了其良好的应用前景.%The LaBr3(Ce) detector is a new type of scintillator detector which offers better energy resolution and higher efficiency for high-energy gamma ray in comparison with traditional detectors,for instance,NaI(Tl) detector.The LaBr3(Ce) detector has merits of a high scintillation light output with a fast decay time,a high temporal and spatial resolution,good temperature characteristics and good radiation resistance.So it was researched and applied widely since it was commercially available years ago.This paper reports not only its above-mentioned properties but also its typical application studies.In the nuclear resonance fluorescence,the detector benefitted the nondestructive assay (NDA) method by shortening the detecting time while the energyresolution was still excellent.In the prompt gamma neutron activation analysis,the advantages of it were shown by comparing with the BGO detector.In the nuclear medicine imaging,the detection with the LaBr3(Ce) detector in the myocardial perfusion in mice with sufficiently precision.It had a better ability to distinguish between tumors and normal tissues than NaI(Tl) detector.In the space radiation detection,the detector was used to detect the rays with high energy,and it shows excellent radiation resistance.In neutron detection,it has competitive properties in low neutron energy measurement.After investigating the applications of the detector,we confirm the excellence of this detector and affirm it has a good prospect in the further.【总页数】7页(P2298-2304)【作者】张海薇;卢位;王磊;冷逢庆;庹先国;刘明哲;成毅;姚付良;李三刚;赵柏俊【作者单位】地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学), 四川成都 610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川成都 610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川成都 610059;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学), 四川成都 610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川成都 610059;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学), 四川成都 610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川成都610059;四川理工学院,四川自贡 643000;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学), 四川成都 610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川成都 610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川成都 610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川成都 610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川成都 610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川成都 610059【正文语种】中文【中图分类】O571.5【相关文献】1.溴化镧探测器在中子活化多元素分析仪性能改进中的应用 [J], 张伟;刘永超;龚亚林;魏晓云;肖宪东2.一种新型溴化铈闪烁体探测器性能研究 [J], 周倩倩;侯越云;梁珺成;张春生;王仁波3.溴化镧／氯化镧电流型闪烁探测器性能研究 [J], 卢毅;宋朝晖;谭新建;赵晓川;张子川;李刚;张侃4.集成式溴化镧探测器研制 [J], 何丽霞;许振华;杨丽芳;牛顺利5.MCNP模拟溴化镧探测器能量响应补偿 [J], 钟经华;葛良全;张建;张庆贤;杨津因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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低， 输 出脉冲的幅度减 小。故本设 计采用相应
的处理进行耦合 ， 耦合过程 为： 第一 步、 使 用无 水乙醇清洁交界面； 第二步 、 在交界面涂抹少许 硅油 ， 缓慢旋转 ， 排除交界面空气 ， 降低荧光光 子在交界面发生全反射的概率 ； 第三步、 使用粘
ｐ ｒ ｅ ａ ｍ ｐ ｌ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ， Ｃ Ｓ Ｐ ） 与Ａ Ｐ Ｄ匹配 以提高 Ａ Ｐ Ｄ输 出脉冲信号 的信噪 比， 进而 提高 Ｌ ａ Ｂ ｒ ３ （ Ｃ ｅ ） 闪 烁探测器的能量分辨率 。
ｌ 原理与方法
１ ． １ Ａ Ｐ使用。
关键词 ： 雪崩光 电二极管 ； Ｌ ａ ｂ ｒ ３ （ ｃ ｅ ） 闪烁体 ； 电荷灵敏前置放 大器 ； 小体积能谱仪
中图分类号 ： Ｔ Ｌ ８ １ 文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ２ ５ ８ － ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ６ ） ８ － ０ ８ １ ７ ４ ３ ４
Ａ Ｐ Ｄ为利用载流 子在反 向偏置 电压作用
下 发 生碰 撞 离 子 化效 应 制 成 的光 电转 换 器件 。
原理为： 能量高于禁带宽度的 射线在 Ａ Ｐ Ｄ的 耗 尽 层 产 生 电子 空 穴对 ， 电 子 空穴 对 在 反 向偏
置 电场 的作 用 下被 加速 并与 晶 格原子 发生碰撞
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６— ０ ７—１ １
流 随增 益增 大而增 大 ， 同时 Ａ Ｐ Ｄ结 电容会 随着
基金项 目： 国家 自然基金 （ ４ １ ４ ７ ４ １ ５ ９ ） ； 四川省科技厅
青年基金 （ ２ ０ １ ５ Ｊ Ｑ ０ ０ ３ ５ ） 资助 。
作者简 介 ： 张开琪 （ １ ９ ９ １ 一） ， 男， 四川 巴中人 ， 在读硕
若闪烁体与 Ａ Ｐ Ｄ的交界面存在空气， 而空
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气的折射率为 １ ， 则 部分荧光光子会在 交界面 发生全反射 ， 使Ａ Ｐ Ｄ收集 的荧 光光 子数 目降
连剂 固定 闪烁体 与 Ａ Ｐ Ｄ ； 第 四步、 闪烁 体 与 Ａ Ｐ Ｄ的交界面尺寸不一 ， 需在交界面边缘涂抹 白色反射漆， 减少荧光光子的逃逸 ； 第五步、 在干
离子化效应 ， 达到雪崩放 电的 目的。Ａ Ｐ Ｄ有雪
线的能量分 辨率为 ７ ． ３ ％ Ｊ 。增 大 Ａ Ｐ Ｄ灵 敏
崩放大与盖革放大两种工作模式 ， 雪崩模式下
增益在 １ ０ ０ 倍左右 ， 输出 电流的大小与所加 的 反向偏置 电压具有 良好 的线性关 系， 可用于能
谱 测量 Ｊ 。
雪崩 光 电二极 管 （ Ａ ｖ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｈ ｅ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ， Ａ Ｐ Ｄ） 作 为一 种 新 型 的光 电转 换 器 件 具 有体 积 小 、 内 置增 益 、 量子效 率 高 、 光 谱 响应 范 围宽 、 功 耗 低 等优点 ｕ ｊ ， Ｒ ａ ｆ ｆ ａ ｅ ｌ ｅ Ｓ ｃ ａ ｆ ｅ等 人 使 用 滨 松 ￥ ８ ６ ６ ４ 型 ５× ５ ｍ ｍ的 Ａ Ｐ Ｄ作为 Ｌ ａ Ｂ ｒ ｓ （ Ｃ ｅ ） 闪烁 体 的 光 电读 出器件 ， 测得对能量为 ６ ６ ２ ｋ ｅ Ｖ 的 射
张开琪 ， 曾国强， 赖茂林 ， 王涛 ， 魏世龙 ， 胡天宇
（ 地学核技 术重点实验室 ， 成都理工大学 ， 成都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ）
摘要 ： 本文 以雪崩 光电二极 管为小体积 Ｌ ａ ｂ ｑ（ Ｃ ｅ ） 闪烁体的光 电读 出器件 ， 并设 计低 噪声 电荷灵敏 前 置放大器与雪崩光 电二极管进 行匹配组成完整前端探 头 ， 可 应用 于便携式小 体积 能谱 仪 中。雪崩 光
第３ ６卷
２ ０ １ ６年
第 ８期
８月
核 电子学 与探测 技术
Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ＆ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ０ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． ８
Ａｕ ｇ ． ２ ０ １ ６
Ｌ ａ Ｂ ｒ ３ （ Ｃ ｅ ） 闪烁体 Ａ Ｐ Ｄ前 端 读 出设 计
光 电倍增管（ Ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｉ ｅ ｒ ｔ ｕ ｂ ｅ ， Ｐ Ｍ Ｔ ） 具 有增益大、 信噪 比高、 灵 敏度 高等优点 ， 广泛用 作闪烁体 探测器的光 电读 出器件 ， 包括 Ｌ ａ ｂ ｒ （ Ｃ ｅ ） 、 Ｎ ａ Ｉ （ ， Ｉ １ ） 等 闪烁体探测 器 ， 但Ｐ Ｍ Ｔ体积 偏大 、 机械强度差 、 量子效率低、 光谱响应范 围
区域 的面积可提高能量分辨率 ， 因此本文使用
滨松 ￥ ８ ６ ６ ４型 １ ０×１ ０ ｌ ｎ ｙ ｎ大 面 积 Ａ Ｐ Ｄ， 并 设 计 了低 噪 声 的 电 荷灵 敏 放 大 器 （ Ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ
根 据文 献 可知 ： 来源 于 Ａ Ｐ Ｄ内部 的暗 电
偏置电压的增大而减小 ， 增益、 暗电流 、 结 电容 都将影响 Ａ Ｐ Ｄ输出信号的信噪 比， 从而影响探 测系统的能量分辨率 Ｊ 。
１ ． ２ 闪烁体 与 Ａ Ｐ Ｄ 的耦合
士生 ， 研 究方向为核 辐射探 测 与核 电子学 。通信作
者： 曾 国强 ， 男， 教授 ， Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｚ ｇ ｑ ＠ｃ ｄ ｕ ｔ ． ｅ ｄ ｕ ． ａ ｎ ．
电二极管 的增 益、 暗电流和结 电容易受两端偏置 电压影响 ， 而这些特 性 的变化将影 响 能谱 的读 出效果 。
为此在不 同的偏置 电压 下 ， 测试 了该探 头组成 的闪烁探测器 的能量分辨率 。当偏置 电压为 ３ ８ ０ Ｖ时， 对
能量为 ６ ６ ２ ｋ ｅ ｙ的 射线的最佳 能量分辨 为 ３ ． ９ ７ ％。