X射线探测器ppt参考课件

4/30/2020
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优点：原子序数高，禁带宽度大，电阻率高，非 常适合探测10－500KeV的光子，可以在室温下工 作。体积为1－2cm3的晶体可探测能量1MeV以上的 光子，用于x射线、射线能谱测量。对57Co的 122KeV 射线的半宽度室温时为5.9KeV。
缺点：载流子寿命不够大，俘获长度较小，造成 电荷收集不完全，能谱性能受限制。
BGO 闪烁晶体除价格昂贵外, 抗辐射能力太 弱;
CdWO4闪烁晶体各方面性能较好, 目前普遍 被高能工业CT 采用, 但CdWO4闪烁晶体余辉 长,且机械加工性能不好, 不宜加工成细长的 探测器晶体, 价格也昂贵
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三、半导体探测器
CdZnTe（CZT）晶体是一种性能优异的室温半导体 核辐射探测器新材料。CZT晶体是由于CdTe晶体的 电阻率较低，所制成的探测器漏电流较大，能量分 辨率较低，就在CdTe中掺入Zn使其禁带宽度增加， 而发展成了的一种新材料。随Zn含量的不同，禁带 宽度从1.4eV（近红外）至2.26eV（绿光）连续变化， 所制成的探测器漏电流小，在室温下对X射线，γ射 线能量分辨率好，能量探测范围在10KeV－6MeV， 且无极化现象。
对Ge(Li)探测器，由于锂在锗中的迁移率较高，须 保持在低温下，以防止Li+Ge-离子对离解，使Li+沉积而 破坏原来的补偿;对Si(Li)探测器，由于锂在硅中的迁移 率较低，在常温下保存而无永久性的损伤。
3) 由于PIN探测器能量分辨率的大大提高，开创了谱学的新阶段。
Li漂移探测器的问题：低温下保存代价很高；漂 移的生产周期很长，约30～60天。
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1.电荷的储存
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以 电 荷 为 信 号
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2.电荷的转移
以 电 荷 为 信 号
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谢谢！
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2.锂漂移半导体探测器(PIN结)
基体用P型半导体(因为极高纯度的材料多是P型的)，例如掺 硼的Si或Ge单晶。 (1) 一端表面蒸Li，Li离子化为Li+,形成PN结。 (2) 另一端表面蒸金属，引出电极。
外加电场，使Li+漂移。Li+与受主杂质(如Ga-)中和，并可实 现自动补偿形成 I 区。
X射线探测器主要有3种类型： 气体电离探测器 闪烁体探测器 半导体探测器
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惰性气体加少量多原 子分子气体的混合气 用氙气可增大气体的 密度，提高转换效率
脉冲电离 室的输出 信号所包 含的信息
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工作原理：入射粒子使高压电极和收集电极间的气体电离， 生成的电子离子对在电场的作用下向两极漂移，在收集电极 上产生输出脉冲。
(3) 形成P-I-N结，未漂移补偿区仍为P，引出电极。
Front metallization
Ohmic back contact
P Intrinsic Semi
N+ To positive bias voltage
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为了降低探测器本身的噪声和FET的噪声，同时为降 低探测器的表面漏电流，锂漂移探测器和场效应管FET 都置于真空低温的容器内，工作于液氮温度(77K)。
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闪烁探测器的性能由闪烁晶体和光电二极 管阵列性能,以及闪烁晶体与光电二极管耦 合工艺决定。
常采用的闪烁体晶体有CdWO4（钨酸镉）、 BGO( Bi4 Ge3O12锗酸铋) 、CsI( 碘化铯) 等, 它们各有优缺点。
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CsI( Tl) 价格稍低,发光效率高且光谱与光电 二极管匹配较好, 但抗辐射能力差, 在高能X 射线照射下, 寿命很短;