產(chǎn)品介紹

目前現(xiàn)有的反康普頓高純鍺譜儀主要采用模擬電路實現(xiàn)多路反符合，從而實現(xiàn)對康普頓散射本底的抑制。由于模擬電路復雜度高，調(diào)試不易，且溫度穩(wěn)定性與靈活性不足，在長期運行時延遲符合條件發(fā)生變化導致反康普頓效果變差，嚴重時甚至不能正常工作。FPG3101型低本底數(shù)字式反康普頓高純鍺γ譜儀采用數(shù)字化設(shè)計，采用了粒子數(shù)據(jù)采集模式實現(xiàn)符合與反符合功能，將高純鍺主探測器、環(huán)形符合探測器及塞子符合探測器測量得到的每個射線事例信息（到達時間、能量、探測器ID等）以數(shù)據(jù)包流方式發(fā)送到計算機端（時間戳列表模式既list-mode），上位機端根據(jù)預(yù)設(shè)的配置參數(shù)對不同探測器的事例數(shù)據(jù)包進行組合處理實現(xiàn)符合反符合等處理，并自動繪制出符合分辨曲線，從而確定符合分辨窗口t值，實時得到原始高純鍺能譜、反康后高純鍺能譜、反符合能譜、符合分辨曲線等。系統(tǒng)采用了200MHz同步時鐘為每個事例數(shù)據(jù)包打上時間戳，保證有5 ns的時間同步精度，可滿足高純鍺g譜儀的反康普頓要求。采用了對稱零面積梯形成形方式替代傳統(tǒng)梯形成形在現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)芯片內(nèi)部實現(xiàn)了快、慢成形雙通道，實現(xiàn)優(yōu)異的低頻噪聲抑制與基線估計效果。針對大體積高純鍺探測器開發(fā)了上升時間修正等算法，可有效提高系統(tǒng)能量分辨率。采用SQLite快速數(shù)據(jù)庫存儲所有探測器的事例數(shù)據(jù)包，可實現(xiàn)一次測量、多次重復使用的效果，避免了參數(shù)調(diào)整帶來的重復測量時間浪費，體現(xiàn)了list-mode數(shù)字化測量設(shè)計的優(yōu)勢。經(jīng)測試，本系統(tǒng)的康普頓減弱因子（康普頓邊處）達9.8，反康后峰康比可達1158:1，⁶⁰Co的1332.5 keV峰能量半高寬為1.70 keV（60%相對探測效率），反康前系統(tǒng)積分本底為1.674s^-1，反康后積分本底降為0.483s^-1，針對¹³⁷Cs的最小可探測活度(Minimum Detectable Activity, MDA)反康前為20.5 mBq，反康后降低至11.3 mBq。系統(tǒng)框圖如下所示：