核电子学与核仪器课件17
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对于一个实际甄别器不可能全部满足上述要求。一 般根据不同的测量对象，侧重于某些方面的要求。
一、脉冲幅度甄别器
• 1.1脉冲幅度甄别器的一般要求
实际甄别器根据其速度不同分为中(低)速甄别器和高速 甄别器两类。 脉冲幅度甄别器主要的技术指标为：
（1）输入灵敏度 甄别器的输入灵敏度指甄别器能输出脉冲的最小输入脉冲幅 度。一般为几十毫伏。 （2）甄别阈范围 一般甄别器的甄别阈范围为几十毫伏到几伏，最大阈电压与 最小阈电压之比称为甄别器的动态范围。
怎样用单道脉冲幅度分析器来获得微分谱？
二、单道脉冲幅度分析器
• 2.1单道脉冲幅度分析器工作原理
电路的基本工作原理： 上甄别器
VU＝VL＋VW VU
G1
v1
H=VU -VL
VU
VL
v1
vo
VL VL
下甄别器
vo
G2
二、单道脉冲幅度分析器
• 2.1单道脉冲幅度分析器工作原理
vU
存在问题： v1 v1
一、脉冲幅度甄别器
• 脉冲幅度选择的基本电路是脉冲幅度甄别器。它有一个阈 电压，称为甄别阈。输入脉冲幅度大于给定的甄别阈时， 输出一个脉冲，输入脉冲幅度小于给定的甄别阈时则无脉 冲 输 出 。 有 无 脉 冲 输 出 输 出 可 分 别 用 逻 辑 “ 1” 或 逻 辑 “0”表示。
甄别器及其工作波形
二、单道脉冲幅度分析器
• 2.1单道脉冲幅度分析器工作原理
简称：（单道）
（Single Channel Analyzer）L
VU
VL
用途：限定信
号的幅度范围。 v1
vo
二、单道脉冲幅度分析器
• 2.1单道脉冲幅度分析器工作原理 几个概念 1）上阈：VU 下阈：VL 2）道宽与阈 道宽：上下阈之差 VW= VU -VL
一、脉冲幅度甄别器
• 1.1脉冲幅度甄别器的一般要求
实际甄别器根据其速度不同分为中(低)速甄别器和高速 甄别器两类。 脉冲幅度甄别器主要的技术指标为：
（1）输入灵敏度 甄别器的输入灵敏度指甄别器能输出脉冲的最小输入脉冲幅 度。一般为几十毫伏。 （2）甄别阈范围 一般甄别器的甄别阈范围为几十毫伏到几伏，最大阈电压与 最小阈电压之比称为甄别器的动态范围。
怎样用单道脉冲幅度分析器来获得微分谱？
二、单道脉冲幅度分析器
• 2.1单道脉冲幅度分析器工作原理
电路的基本工作原理： 上甄别器
VU＝VL＋VW VU
G1
v1
H=VU -VL
VU
VL
v1
vo
VL VL
下甄别器
vo
G2
二、单道脉冲幅度分析器
• 2.1单道脉冲幅度分析器工作原理
vU
存在问题： v1 v1
一、脉冲幅度甄别器
• 脉冲幅度选择的基本电路是脉冲幅度甄别器。它有一个阈 电压，称为甄别阈。输入脉冲幅度大于给定的甄别阈时， 输出一个脉冲，输入脉冲幅度小于给定的甄别阈时则无脉 冲 输 出 。 有 无 脉 冲 输 出 输 出 可 分 别 用 逻 辑 “ 1” 或 逻 辑 “0”表示。
甄别器及其工作波形
二、单道脉冲幅度分析器
• 2.1单道脉冲幅度分析器工作原理
简称：（单道）
（Single Channel Analyzer）L
VU
VL
用途：限定信
号的幅度范围。 v1
vo
二、单道脉冲幅度分析器
• 2.1单道脉冲幅度分析器工作原理 几个概念 1）上阈：VU 下阈：VL 2）道宽与阈 道宽：上下阈之差 VW= VU -VL
核医学仪器设备PPT课件
首先病人需要摄入含有半衰期适当的放射性同位素药物在药物到达所需要成像的断层位置后由于放射性衰变将从断层处发照相机探头的每个灵敏点探测沿一条投影线ray进来的射线转化为能量较低但数量很大的光信号通过光电倍增管将光信号转化为电信号并进行放大得到的测量值代表人体在该投影线上的放射性之和
核医学仪器设备
1
第一节 核医学仪器分类及原理
8
三、断层图像的重建
SPECT常用的是 1、滤波反投影法
2、迭代法：核医学图像重建的首选方法。
9
四、仪器性能指标
1、γ相机性能指标：5点 2、SPECT断层性能指标：3点
10
11
主要临床应用
▪ 骨骼显像 ▪ 心脏灌注断层显像
▪ 甲状腺显像
▪ 局部脑血流断层显像 ▪ 肾动态显像及肾图检查 ▪ 阿尔茨海默症早期诊断
1、能峰测定：每日
2、每日均匀性：每日 3、旋转中心校正：定期
19
二PET/CT部分
1、本底检测 2、空白均匀性扫描
3、标准化设定
4、剂量与SUV值校正 5、PET图像与CT图像的配准校正
20
21
一、设备分类
1、活度计 2、放射防护仪器
3、显像设备
4、计数和功能测定仪器（非显像测定仪器） 5、体外分析仪器
2
二、射线探测的基本原理
1、射线探测的基本原理是以射线与物质相互作用为基础并根据使 用目的而设计，概括其原理主要有：
（1）、电离作用：通过探测器收集和计量射线电离时产生的大量+、 -离子，反映射线的性质和活度。收集电离电荷的探测器常由电离 室或者计数管组成。 （2）、荧光作用：闪烁体接受射线能量而进入激发态，当激发态 的原子退回至低能态时可发出荧光，探测器收集、计量，从而反映 射线的能量和数量。 （3）、感光作用：射线可使感光材料感光，通过感光强弱反映射 线的强度。
核医学仪器设备
1
第一节 核医学仪器分类及原理
8
三、断层图像的重建
SPECT常用的是 1、滤波反投影法
2、迭代法：核医学图像重建的首选方法。
9
四、仪器性能指标
1、γ相机性能指标：5点 2、SPECT断层性能指标：3点
10
11
主要临床应用
▪ 骨骼显像 ▪ 心脏灌注断层显像
▪ 甲状腺显像
▪ 局部脑血流断层显像 ▪ 肾动态显像及肾图检查 ▪ 阿尔茨海默症早期诊断
1、能峰测定：每日
2、每日均匀性：每日 3、旋转中心校正：定期
19
二PET/CT部分
1、本底检测 2、空白均匀性扫描
3、标准化设定
4、剂量与SUV值校正 5、PET图像与CT图像的配准校正
20
21
一、设备分类
1、活度计 2、放射防护仪器
3、显像设备
4、计数和功能测定仪器（非显像测定仪器） 5、体外分析仪器
2
二、射线探测的基本原理
1、射线探测的基本原理是以射线与物质相互作用为基础并根据使 用目的而设计，概括其原理主要有：
（1）、电离作用：通过探测器收集和计量射线电离时产生的大量+、 -离子，反映射线的性质和活度。收集电离电荷的探测器常由电离 室或者计数管组成。 （2）、荧光作用：闪烁体接受射线能量而进入激发态，当激发态 的原子退回至低能态时可发出荧光，探测器收集、计量，从而反映 射线的能量和数量。 （3）、感光作用：射线可使感光材料感光，通过感光强弱反映射 线的强度。
核电子学基础 ppt课件
频域卷积
若 Z[ x( n)] X ( z ) 1 Z[h( n)] H ( z ) z 1 则 Z[ x( n)h( n)] X ( ) H ( v ) v dv C 1 2 j v
PPT课件 16
3、Z变换的性质
帕色伐尔定理
若 Z [ x( n)] X ( z )
*
Z [h( n)] H ( z )且令z e j
1 则 x ( n )h ( n ) 2 n=-
2
X ( ) H * ( )d
当x ( n) h( n)时，上式变成
n=-
1 x ( n) 2
2
X ( ) d
PPT课件 17
3、Z变换的性质
PPT课件 14
3、Z变换的性质
z域尺度变换
若 Z [ x ( n)] X ( z ) z 则 Z [a x( n)] X ( ) a
n
时间反转
若 Z[ x(n)] X ( z ) 则 Z[ x( n)] X ( z )
PPT课件 15
3、Z变换的性质
时域卷积
若 Z[ x(n)] X ( z ) Z[ y(n)] Y ( z ) 则 Z[ x(n)* y(n)] X ( z )Y ( z )
u( t t 0 )
1 1 j t0 W XY ( ) X ( )Y ( ) பைடு நூலகம் e j j
*
1 j t0 2 e 2
PPT课件
24
2、信号相关分析
信号的自相关函数
为了确定信号 x(t) 与其时移副本 x(t-τ) 之间的差别 程度或相似程度，定义了自相关函数
核电子学与核仪器
1．解释：核辐射探测器辐射探测器是将入射射线的信息(能量、强度、种类等)转换成电信号或者其它易测量信号的转换器，即传感器或换能器。
是用来对核辐射和粒子的微观现象，进行观察和研究的传感器件﹑装置或材料。
2．核辐射探测的主要内容有哪些？辐射探测的主要内容有：记录入射粒子的数量(射线强度)，测定射线的种类，确定射线的能量等。
应用要求不同，探测的内容可能不同，使用的辐射探测器也可能不同。
3．常见的核辐射探测器按工作原理可分成哪几类？常见的辐射探测器，按工作原理可分成以下几类:①利用射线通过物质产生的电离现象做成的辐射探测器，例如，电离室、半导体探测器等。
②利用射线通过物质产生荧光现象做成的探测器，例如，闪烁计数器。
③利用辐射损伤现象做成的探测器，例如，径迹探测器。
④利用射线与物质作用产生的其他现象，例如，热释光探测器。
⑤利用射线对某些物质的核反应、或相互碰撞产生易于探测的次级粒子做成的探测器，例如，中子计数管。
⑥利用其他原理做成的辐射探测器。
4．闪烁计数器由哪几个部分组成？答：闪烁计数器由闪烁体和光电倍增管等组成。
5．核辐射探测器输出的脉冲，其哪些参量与射线强弱、能量大小有着什么样的定性关系？入射射线强时，单位时间内产生的脉冲数就多一些；入射粒子能量大时，产生的光子就多，脉冲幅度就大一些，从这些情况便可测知射线的强度与能量。
6．对用作核辐射探测器的闪烁体有哪些要求？①闪烁体应该有较大的阻止本领，这样才能使入射粒子在闪烁体中损耗较多的能量，使其更多地转换为光能，发出较亮的闪光。
为此，闪烁体的密度及原子序数大一些对测量γ射线是合适的。
②闪烁体应有较大的发光效率(也称转换效率)。
③闪烁体对自己发出的光应该是透明的，这样，闪烁体射出的光子可以大部分(或全部)穿过闪烁体,到达其后的光电倍增管的阴极上，产生更多的光电子。
④闪烁体的发光时间应该尽可能短。
闪烁体的发光时间越短，它的时间分辨能力也就越强，在一定时间间隔内，能够观测的现象也就更多，可以避免信号的重叠。
核电子学与核仪器课件2[1]
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核电子学与核仪器课件2[1]
一、气体探测器
n 1.2电离室的工作机制
¨ 电离室的工作方式 (1) 脉冲型工作状态
记录单个入射粒子的电离效应，处于这种工作状态 的电离室称为：脉冲电离室。
(2) 累计型工作状态
记录大量入射粒子平均电离效应，处于这种工作状 态的电离室称为：累计电离室。
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对不同的气体，W大约为30eV。
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核电子学与核仪器课件2[1]
一、气体探测器
n 1.1气体中离子与电子的运动规律
¨ 电子与离子在气体中的运动
当存在外加电场的作用情况时，离子和电子除了与 作热运动的气体分子碰撞而杂乱运动和因空间分布 不均匀造成的扩散运动外，还有由于外加电场的作 用沿电场方向定向漂移。
一、气体探测器
n 1.1气体中离子与电子的运动规律
¨ 气体的电离与激发 入射带电粒子与靶原子的核外电子通过库仑作用， 使电子获得能量而引起原子的电离或激发。 入射粒子直接产生的离子对称为原电离。初电离产 生的高速电子足以使气体产生的电离称为次电离。
总电离 =原电离+ 次电离
电离能W：带电粒子在气体中产生一电子离子对 所需的平均能量。
n 入射粒子通过电离、激发等效应而在探测器 中沉积能量；
n 探测器通过各种机制将沉积能量转换成某种 形式的输出信号。
•辐射探测器学习要点（研究问题）：
• 探测器的工作机制； • 探测器的输出回路与输出信号； • 探测器的主要性能指标； • 探测器的典型应用。
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核电子学与核仪器课件2[1]
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核电子学与核仪器课件2[1]
一、气体探测器
《核电子学》课件——核电子学中的仪器标准
NIM信号标准
慢线性信号标准： 幅度：0~1V 或0~10V； 上升时间：50ns； 宽度：0.5~100s； 输入阻抗、输出阻抗无统一标准，现有插件（ORTEC）
中一般为输入阻抗1k，输出阻抗一般有两种：前面板 为<1，后面板93
快线性信号标准： 幅度：0~ -1V，0~ -5V或 0~ -10V； 上升时间：<50ns； 宽度：<1s； 输入阻抗50，输出阻抗很大或<1。
• CAMAC标准
核电子学领域的专业总线，没能在其他领
• FASTBUS 标准 域得到推广
• VME-VXI标准 • PCI-PXI标准 • USB标准
工业界的通用总线，近年来广泛应用于 核电子学领域
重点： 1. 核电子学仪器标准在哪些方面提出了规范要求？
机械标准、电气标准和总线标准 2. 几种典型的标准
Nuclear Instrument Module
最早提出的核电子学插件化的标准。NIM标准是在 计算机大量普及前制定的，因此，一般用于模拟 信号处理系统。
目前，除了前置放大器之外，所有进行模拟信号 处理的设备以及模数变换、计数电路等设备，在 国内外也都按NIM标准设计和生产。
NIM标准的确立大大提高了核电子学仪器的机械 互换性和电气互换性。
核电子学中的仪器和总线标准
NIM(-GPIB)标准： CAMAC标准 FASTBUS 标准 VME-VXI标准 PCI-PXI标准 USB标准
最早发展起来的核电子学标准，模拟仪器 核电子学领域的专业总线，没能在其他领 域得到推广
工业界的通用总线，近年来广泛应用于 核电子学领域
NIM标准
输入阻抗、输出阻抗 50
**由于信号的快上升时间，在负的快逻辑信号处理中必须 考虑电缆匹配的问题。
核电子学课件 PPT
• 上、下甄别电路的阈电平通过参考电压运算器供给，结构如图。参考电压 运算器是由上、下运算放大器BG305D组成的加法器和减法器以及精密的参 考电压源构成。两个高稳定稳压管2DW7C提供稳定的参考电压并经过两路 十圈电位器分别提供阈（VT）和道宽(VW)的参考电压,再接到加法器和减 法器的输入端，在它的输出端即可分别获得上、下甄别器的阈电压。
一、脉冲幅度甄别器
• 如果改变阈电压VT，测量到相应的大于VT的脉冲数N(VT)， 得到的就是积分谱。如果从阈电压VTn+1上的脉冲计数减去 阈电压VTn上的计数就可得到阈电压上间隔ΔV=VTn+1-VTn中的 计数ΔN。 ΔN和VT的关系就是脉冲幅度分布曲线。
脉冲幅度积分谱
脉冲幅度微分谱
一、脉冲幅度甄别器
一、脉冲幅度甄别器
• 1.2脉冲甄别器电路实例
甄别器电路类型很多，常用的甄别器电路有二极管甄别 器、射极耦合触发器(施密特电路)、交流射极耦合触发器 、集成电压比较器和隧道二极管甄别器。
只有在要求不高时才用二极管甄别器。隧道二极管具有 极高的速度，所以用来构成快甄别器。集成电压比较甄别 器具有电路简单、调整方便、稳定性好、灵敏度高、速度 快等特点。
核科学技术学院 核技术系
核电子学
第四章脉冲幅度分析
§1.脉冲幅度甄别器 §2.单道脉冲幅度分析器 §3.幅度—数字变换
基 本
§1.脉冲幅度甄别器 §2.单道脉冲幅度分析器
内 §3.幅度—数字变换
容
掌握：脉冲幅度甄别器的结构和工作原理，单道脉冲幅度 分析器的结构和工作原理、电路分析，线性放电法模数变 换器的工作原理，电路分析。 了解：逐次比较型模数变换器及闪电型模数变换器。 了解：模数变换的类型和工作原理，模数变换器的使用。
一、脉冲幅度甄别器
• 如果改变阈电压VT，测量到相应的大于VT的脉冲数N(VT)， 得到的就是积分谱。如果从阈电压VTn+1上的脉冲计数减去 阈电压VTn上的计数就可得到阈电压上间隔ΔV=VTn+1-VTn中的 计数ΔN。 ΔN和VT的关系就是脉冲幅度分布曲线。
脉冲幅度积分谱
脉冲幅度微分谱
一、脉冲幅度甄别器
一、脉冲幅度甄别器
• 1.2脉冲甄别器电路实例
甄别器电路类型很多，常用的甄别器电路有二极管甄别 器、射极耦合触发器(施密特电路)、交流射极耦合触发器 、集成电压比较器和隧道二极管甄别器。
只有在要求不高时才用二极管甄别器。隧道二极管具有 极高的速度，所以用来构成快甄别器。集成电压比较甄别 器具有电路简单、调整方便、稳定性好、灵敏度高、速度 快等特点。
核科学技术学院 核技术系
核电子学
第四章脉冲幅度分析
§1.脉冲幅度甄别器 §2.单道脉冲幅度分析器 §3.幅度—数字变换
基 本
§1.脉冲幅度甄别器 §2.单道脉冲幅度分析器
内 §3.幅度—数字变换
容
掌握：脉冲幅度甄别器的结构和工作原理，单道脉冲幅度 分析器的结构和工作原理、电路分析，线性放电法模数变 换器的工作原理，电路分析。 了解：逐次比较型模数变换器及闪电型模数变换器。 了解：模数变换的类型和工作原理，模数变换器的使用。
核电子学与核仪器课件
一、概述
1.3放大器的基本参量及测量方法
放大器的幅度过载特性
抗过载性能可用“过载恢复时间”来表示。其定义： 在给定过载程度的条件下，放大器输出波形回到基线 并保持在基线附近最大额定输出电压±1%的一个带内， 小信号增益已回到正常时所需要的时间。然而，由于 过载引起的下冲还与放大器的成形电路时间常数、输 入脉冲宽度有关，故通常是在一定成形时间常数下， 抗过载性能的表示：规定过载脉冲幅度为最大线性输 入幅度的多少倍，过载恢复时间则以不过载时的脉宽 多少倍来度量。
t'2 r2
t'2 rn
上升时间与带宽的关系： 快的上升时间相应有宽的频带，
0.35 f
tr
因此核测量用的脉冲放大器通常 是一个宽带放大器，而采用负反 馈是提高放大节上升时间很有效 的方法。
一、概述
1.3放大器的基本参量及测量方法
其它类型的一些放大器 (1)偏置放大器
(2)快脉冲放大器
快脉冲放大器是放大特别快的信号，往往要求在时间 信息方面使用。
An
1
Rf R
信噪比对比：
AS R f AS R R f
信号从同相端输入
An 1 An
二、谱仪放大器的放大节
2.2分立元件构成的 放大节电路
（1）采用差分放大器 作为输入级，可以提高 电路的抗过载性能。
二、谱仪放大器的放大节
2.2分立元件构成的 放大节电路
（2）采用交直流分开的 负反馈。从交流反馈来 看是电压串联负反馈， 故具有电压串联反馈的 一切优点。
放大器输出信号的形状，取决于成形滤波电路，所 以放大节上升时间必须比滤波成形电路的上升时间 小得多。
一、概述
1.3放大器的基本参量及测量方法
《核电子学》课件——数据获取和处理
对数率表（三）
多个二极管泵电路并联来实现对数刻度 由同一个单稳态触发器带有不同RCi的几个泵电路
数字式计数率计
保留了计数率计连续指示的优点，多采用模 拟泵电路的方法。
用计数电路存储计数来代替用电容器C存储 电荷：
输入n
用输入脉冲数来代替定量电容给出的电荷数。
使用一套逻辑电路产生一个正比于计数电路中 已有计数N的计数N/P(P>1)，由时钟脉冲每隔一 定 R的时作间用T0。从计数电路中减去N/P代替给C放电的
时钟
显示
N
可逆计数电路
N
逻辑电路 N PT 0
可逆计数电路中
dN
N
n
dt
PT0
t
N nPT0 (1 e ) PT0
这种数字式计数率计精度高， 显示位数多，但线路复杂， 成本高，实际产品还是模拟 式的居多。但随着大规模集 成电路和计算机技术的迅速 发展，使复杂的数字式计数
在突然接入计数率为n的信号时，计数电路 中的计数N按上面公式增长，读数建立时间 为（3-5）PT0。稳定后，应有N=nPT0。
若干个十进制计数器组成
定标器的种类
两路、三路定标器：能方便地用于符合和反符 合实验中。
可逆定标器：可以进行加法或减法计数。 等等。
定标器的种类
• 由于集成电路的发展，现在常在一个NIM插件 中包括多个定标器，共用一个显示器。在一个 CAMAC或VME插件中，还可以包括4路、8路、 16路定标器，但不带显示器，测量结果送到计 算机进行处理和显示。
双参数脉冲幅度分析谱
列表方式
输入信号幅度由ADC变换为 数码；
这个数码作为存储内容顺 序地存储在各道中；
每输入一个脉冲，道址码 加1。
《高等核电子学》课件
04
核电子学应用领域
核能科学与工程
01 核能发电
核能科学与工程领域利用核裂变或核聚变反应产 生的能量进行发电，解决能源需求问题。
02 核燃料循环
核燃料循环涉及核燃料的提取、加工、再处理以 及废物处理等环节，旨在实现核燃料的可持续利 用。
03 核反应堆技术
核反应堆是实现可控核裂变反应的装置，涉及到 反应堆设计、运行与维护等方面的技术。
高等核电子学
目录
• 核电子学概述 • 核电子学基础知识 • 核电子学实验技术 • 核电子学应用领域 • 核电子学发展前景与挑战
01
核电子学概述
核电子学的定义与特点
核电子学是一门研究核辐射探测、测量和处理的科学，主要涉及核辐射与物质的相互作用、探 测器的设计制作以及信号处理等方面。
核电子学具有高灵敏度、高分辨率和高可靠性等特点，广泛应用于核物理实验、核医学成像、 放射性计量等领域。
03
核电子学实验技术
核电子学实验设备与仪器
放射性探测器
用于检测放射性物质发出的射线，如闪烁 计数器、半导体探测器等。
信号处理电路
用于对探测器输出的信号进行预处理，如 滤波、放大等。
电子倍增器
用于放大微弱信号，提高信号的信噪比。
数据采集系统
用于采集和处理实验数据，如多通道数据 采集卡、数字化仪等。
核医学与放射生物学
放射性药物
核医学利用放射性物质进行疾病 诊断和治疗，放射生物学则研究 放射性物质对生物体的影响和作
用机制。
医学影像技术
核医学影像技术如PET、SPECT等 ，能够提供高分辨率、高灵敏度的 医学影像，有助于疾病诊断。
放射治疗
放射治疗是利用放射线消除肿瘤细 胞的方法，核医学与放射生物学在 放射治疗药物的研发和治疗效果评 估方面发挥重要作用。
核电子学与核仪器
1．解释：核辐射探测器辐射探测器是将入射射线的信息(能量、强度、种类等)转换成电信号或者其它易测量信号的转换器，即传感器或换能器。
是用来对核辐射和粒子的微观现象，进行观察和研究的传感器件﹑装置或材料。
2．核辐射探测的主要内容有哪些？辐射探测的主要内容有：记录入射粒子的数量(射线强度)，测定射线的种类，确定射线的能量等。
应用要求不同，探测的内容可能不同，使用的辐射探测器也可能不同。
3．常见的核辐射探测器按工作原理可分成哪几类？常见的辐射探测器，按工作原理可分成以下几类:①利用射线通过物质产生的电离现象做成的辐射探测器，例如，电离室、半导体探测器等。
②利用射线通过物质产生荧光现象做成的探测器，例如，闪烁计数器。
③利用辐射损伤现象做成的探测器，例如，径迹探测器。
④利用射线与物质作用产生的其他现象，例如，热释光探测器。
⑤利用射线对某些物质的核反应、或相互碰撞产生易于探测的次级粒子做成的探测器，例如，中子计数管。
⑥利用其他原理做成的辐射探测器。
4．闪烁计数器由哪几个部分组成？答：闪烁计数器由闪烁体和光电倍增管等组成。
5．核辐射探测器输出的脉冲，其哪些参量与射线强弱、能量大小有着什么样的定性关系？入射射线强时，单位时间内产生的脉冲数就多一些；入射粒子能量大时，产生的光子就多，脉冲幅度就大一些，从这些情况便可测知射线的强度与能量。
6．对用作核辐射探测器的闪烁体有哪些要求？①闪烁体应该有较大的阻止本领，这样才能使入射粒子在闪烁体中损耗较多的能量，使其更多地转换为光能，发出较亮的闪光。
为此，闪烁体的密度及原子序数大一些对测量γ射线是合适的。
②闪烁体应有较大的发光效率(也称转换效率)。
③闪烁体对自己发出的光应该是透明的，这样，闪烁体射出的光子可以大部分(或全部)穿过闪烁体,到达其后的光电倍增管的阴极上，产生更多的光电子。
④闪烁体的发光时间应该尽可能短。
闪烁体的发光时间越短，它的时间分辨能力也就越强，在一定时间间隔内，能够观测的现象也就更多，可以避免信号的重叠。
核电子学课件(部分)
二、电荷灵敏前置放大器
2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性
计数率效应
由于探测器输出脉冲在时间上是随机分布的，实际输 出电压Vo是围绕其平均值上下起伏的。 当平均计数率n较高时，输出电压的上下涨落分布可近 似表示为高斯分布。则前置放大器的动态范围应不小 于：
二、电荷灵敏前置放大器
2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性
t ro
2 .2 R o 2 C o 2 1 Ao F
二、电荷灵敏前置放大器
定量估算
上升时间
当反馈深度AoF很大的时候，可得
t ro
2 .2 C o 2 ( C i C f ) gm C
f
当Ci和gm变化时，对能量分辨率是否有影响？
总结
一、前置放大器的作用与分类
(提高信噪比、减少外界干扰的影响；电压灵敏前 置放大器、电荷灵敏前置放大器、电流灵敏前置 放大器)
2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性
变换增益
由于运算放大器的增益一般很大，所以输入信号可简 化为： 则输出信号为： 对于电荷灵敏前置放大器，运算放大器的开环增益Ao 足够大时，电荷变换增益ACQ仅与反馈元件Cf有关，因 此只要采用高稳定精密的反馈电容，就可得到稳定的 电荷变换增益。
二、电荷灵敏前置放大器
二、电荷灵敏前置放大器
2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性
输出稳定性
电荷灵敏前置放大器的输出信号幅度为：
放大器开环增益Ao和输入电容的变化对输出稳定性的 影响为：
二、电荷灵敏前置放大器
2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性
输出稳定性
引入反馈深度AoF，则
要提高输出稳定性，减小相对变化量，要求AoF足够大。 一般Cf取得较小，所以反馈系数F值也较小，此时放大 器开环增益Ao必须很高。
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核电子学与核仪器课件17
符合曲线测量装置及符合曲线
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核电子学与核仪器课件17
三、符合
n 3.2符合电路
¨ 慢符合电路
n 慢符合电路的分辨时间范围 大概为10ns到10μs之间。慢 符合电路单元大多用与非门 作成。
n 实际符合电路都需要一个比 较好的输入成形级，使输入 信号成形为宽度相同且稳定 的脉冲信号。
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¨ 快信号传输和传输电缆
n 在使用电缆传输信号时，需要区分所传输的脉冲 信号是快脉冲还是慢脉冲。由于所用电缆的传输 速 度 一 般 为 vp=3.3ns/m ， 所 以 信 号 在 电 缆 中 的 传 输时间为：t=vp·l。信号的上升时间tr<t为快脉冲； 上升时间tr>t为慢脉冲。
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三、符合
n 3.1符合方法
•分辨时间：能够产生符合输出 的几个输入端脉冲之间的最大 时间间隔。
符合单元的工作波形
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三、符合
n 3.1符合方法
符合电路所能识别的“同时”，不是严格的同时， 只表明两输入脉冲的到达时间在一定范围内。所 以tW越大，发生偶然符合的概率就越大。但是， tW也不能选得太小。由于探测器输出信号存在时 间涨落和实际的时检电路存在时间移动和晃动， 真符合事件产生的两信号可能不同时到达符合电 路，在tW过小时将有真符合计数损失，所以要根 据实际条件合适选择tW。选择时主要考虑的问题 就是真符合效率和偶然符合计数率。
¨ 起-停型时幅变换
时间间隔变换成脉冲幅度的最简单方法是在起始信号 与停止信号之间的时间间隔内，用恒定电流充电的方 法。
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四、时间量变换方法
n 4.2时间-幅度变换
时幅变换原理电路框图
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四、时间量变换方法
n 4.2时间-幅度变换
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•输 入 端 成 形 电 路
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三、符合
n 3.2符合电路
¨ 快符合电路 快符合电路单元是用高速元器件(高速隧道二极管、 高速二极管)做成的。
PPT文档演•模隧板 道二极管基本符合单元
•相加型共核电基子学极与核快仪器符课件合17 电路单元
n 对于快脉冲的传输，特性阻抗的匹配时很重要的。
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三、符合
n 3.3快信号的传输和纳秒延迟器
¨ 纳秒延时器 信号在传输过程中会产生时间延迟。除了传输延 迟外，信号在任何加工处理过程中都会产生延迟。 信号的时间延迟是信号传输和加工的一个普遍现 象。对于时间测量系统，这些延迟会影响时间测 量结果。
四、时间量变换方法
n 4.1时间分析
用上述的方法测量一个时间分布要花费很多时间，同
时也带来仪器长期稳定性问题，而且放射性活度的变 化也会影响到测量结果。为此，需要一次测量就能得 到时间间隔分布的多道时间分析器。
用多道时间分析器进行时间分析，与用多道脉冲幅度
分析器进行幅度分析类似，首先要将时间间隔作为数 字编码，然后对数字化信息进行统计和分析。多道分 析器在一次测量中能将具有各种时间间隔的脉冲对进 行分类。
核电子学与核仪器-课件 17
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2020/11/19
核电子学与核仪器课件17
本堂课主要内容
n 三、符合
3.1符合方法 3.2符合电路 3.3快信号的传输和纳秒延时器
n 四、时间量变换方法
4.1时间分析 4.2时间-幅度变换 4.3时间-数字变换
n 五、脉冲波形甄别
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¨ 起-停型时幅变换 在前面的讨论中，都假设在测量时间间隔时，每 个起始信号都对应一个停止信号。但是，在实际 工作中，起始道对应的探测器和停止道对应的探 测器的探测效率不会完全相同，所以一个探测器 探测到的核辐射信号在另一个探测器可能探测不 到，因此，在时幅变换中，除了有起有停情况外， 还有另外两种情况：一个是有起始信号无停止信 号；另一个是有停止信号无起始信号。
•纳秒延迟器一般由 延迟电缆和开关组 成。
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四、时间量变换方法
n 4.1时间分析
时间分析是分析一个核态与另一个核态之间的时间关 系，也就是测量核事件的时间间隔概率密度分布。一 个为起始事件，另一个事件为停止事件，两个事件相 对时间间隔大小是随机分布的。在电子学上，就是测 量相应的起始信号和停止信号之间时间间隔的分布。
一般，两个信号之间的时间间隔分布可用延迟符合方
法获得。延迟符合测量是改变两道符合输入信号之间 的相对延迟时间td，测量其相应的计数。设符合电路 分辨时间为τ，则对于延迟时间td，符合电路只选择那 些时间间隔落在td±τ中的脉冲对加以记录，逐点改变 td，就可以测得延迟符合曲线。
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三、符合
n 3.1符合方法
符合测量是辐射探测中的一种常用和基本的技术。 可用于确定两个或多个电离事件的同时性或时间 上的相关性。符合测量分正符合测量（简称符合 测量）和反符合测量。
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•符合方法方框图
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三、符合
n 3.1符合方法
理想的符合是指两个事件在时间上是完全重合的，但 实际上这是不可能的，因为任何一个核时间都有一定 的时间过程，所以实际的符合是指事件在一定的时间 间隔内的重合。 符合单元的基本逻辑功能相当于一个数字门电路。
目前，时间间隔数字编码的主要方法可分为两类。一 类是时间-数字变换，另一类是时间-幅度变换。
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四、时间量变换方法
n 4.2时间-幅度变换(TAC)
实现时间-幅度变换就是把时间间隔的长短变换成幅 度的大小。按工作原理的不同，可以把时幅变换分成 两类：起停型信号的传输和纳秒延迟器
¨ 快信号传输和传输电缆
n 在核电子学中，快信号在各个部件之间传输是由传输 电缆完成的。一般，信号在电缆中传输的速度为光速 的66%。若为延迟电缆，则中心导线是螺旋形的。
•电缆的主要特性有特性阻抗、 单位长度电容和衰减系数。 当电缆与高压连接的时候， 还需注意电缆的耐压大小。