电流型PIN探测器电荷线性实验的研究.pdfVIP

第七届全国核仪器及其应用学术会议 暨全国第五届核反应堆用核仪器学术会议论文集 ofthe7thNationalConferenceonNuclearInstrumentandIts Proceedings Application the5thNuclearReactorInstrumentConference 电流型PIN探测器电荷线性实验研究 张忠兵，欧阳晓平，陈亮，张显鹏 (西』匕核技术研究所西安710024) 摘要：为了研究PIN探测器电倚线性特性，采用脉冲x射线源和脉冲氙灯进行了实验研究。研究表明， PIN探测器输I叶l电流超出线性时，探测器输出电荷仍然处于线性范围。当输出电筒线性时，PIN探测器测量 脉冲辐射粒子总数不受探测器输出电流非线性影响。 关键词：PIN探测器；线性特性；辐射探测 PIN探测器自从问世以来在核物理实验 如图l所示，无脉冲辐射入射时，高压电源 中应用十分广‘j：乏【¨，它不仅在射线谱仪中发 给电容C充电，脉冲辐射入射剑PIN探测器 挥着重要的作用，也在脉冲辐射测量中占有 时，电容为探测器提供瞬时人电流，在负载 十分主要的地位12J。PIN探测器在测量脉冲电阻R上产生脉冲输出。采用结构参数一致 辐射强度时，探测器必须I：作在输出电流线 的两个PIN探测器(灵敏区直径由30、灵敏 性范围，测量结果才能真实地反映入射脉冲 层厚度390“m)进行电荷线性测量，实验原 辐射的强度一时间关系。PIN探测器用丁．测 理图如图2所示，脉冲源为脉冲氙灯光源和 量脉冲辐射粒子总数时，是否仍然要求PIN 脉冲X射线源，l4PIN探测器距离脉冲源较 探测系统I：作在输出电流线性范围，PIN探远，确保I4PIN探测器(标准探测器)．1：作 测器输出电流超出其最大线性电流时能否 在良好的线性范围内。2#pIN探测器(被测 根据测量波形准确得到入射脉冲辐射的粒 探测器)靠近脉冲源，使其下作在饱和状态。 子总数?针对这些问题，应用实验方法研究 14PIN探测器输出信号直接连接到示波器的 PIN探测器输出电流信号超出最大线性电流 CHI输入端，24PIN探测器输出信号经过衰 时，波形面积(即输出电荷)与入射脉冲辐 减器(衰减100倍)连接到示波器的CH2 射的粒子总数之间的关系。 输入端。 1．实验装置 PIN探测器以电流模式．I：作的基本连接 H．V Pulse Radiation 图l PIN探测器电流一l：作模式连接示意图 图2 PIN探测器电荷线性测量示意图 2．1数据处理结果 数据处理及其分析 首先测量PIN探测器对脉冲氙灯光源和 脉冲X射线源的灵敏度响应随外加偏置电 较远的位置，确保其下作于线性范围。测量 压的变化。测量结果表明偏压为300V～700V得到的典型波形和李萨育合成图如图3所 时，探测器的灵敏度不随；t／Jn偏压的变化。 示。图3b中VI，M为被测PIN探测器输出最 将被测探测器(24PIN探测器)放置距离脉大线性电流对应的电压值、V。为被测PIN 冲源较近的位置，使其．【=作于饱和状态，参 探测器输出的最大电压值、VL为被测PIN探 考探测器(i4PIN探测器)放置距离脉冲源测器输出V。时对应的理论最大电压值。 暑暑一IdE． a)输出波形 b)合成李萨育图 图3典型测量波形和合成李萨育图 下面主要研究被测PIN探测器输出电流 =j血×lOO％(2) 出现饱和时，探测器输出电荷的饱和状态。 4