[發明專利]單極性核輻射探測器及其前置放大電路

在審

• 申請號: 202110453513.8
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113189635A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 楊洋;閔嘉華;陳云飛
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36;G01T7/00
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 肖愛華

本申請公開了一種單極性核輻射探測器及其前置放大電路。其中，單極性核輻射探測器前置放大電路包括：高壓偏置電壓源，作用于所述單極性核輻射探測器；第一濾波電路，連接所述單極性核輻射探測器，用于對所述單極性核輻射探測器在所述偏置電壓電源的偏置電壓的作用下所產生的電流脈沖信號進行濾波處理；放大電路，連接所述第一濾波電路，用于對經濾波處理的所述電流脈沖信號進行放大；低頻反饋電路，連接所述放大電路，用于對所述電流脈沖信號中的低頻信號提供反饋回路。本申請提供的前置放大電路可以提高系統的抗噪聲水平，提高分辨率。

技術領域

本申請屬于核輻射電子科學技術領域，涉及一種單極性核輻射探測器及其前置放大電路。

背景技術

放射性物質以波或微粒形式發射出的一種能量就叫核輻射，核輻射主要是α、β、γ三種射線，在人們生活中，當射線長期或者大量輻射到人體或其他的生物體，會對生物產生危害，核輻射由于其自身具有高穿透性，因此對于核反應實驗或者核磁能量武器爆發地周圍的一切生物的生存都會帶來一定的危害和影響，尤其是對與生物的生命安全，自然生存環境以及人類社會的恐慌情緒問題影響面極為突出^[1]。所以我們在使用核能的同時，必須加強核輻射環境檢測監控。因此提高核輻射的檢測能力是至關重要的，同時還需要具備先進的核輻射探測技術以及技術研究。核輻射探測器是利用核輻射在氣體、液體或固體中引起的電離效應、發光現象、物理或化學變化進行核輻射探測的元件稱為核輻射探測器^[2]。

在核技術發展前期，氣體探測器、閃爍體探測器作為主要的核輻射探測器，但是在20世紀60年后開始，隨著半導體產業的提高，半導體探測器進入了人們的視野。半導體探測器具有高能量分辨率、能量測量范圍廣、體積小、無極化現象等優點。近年來半導體探測器制備中，主要以CdZnTe，GaAs等材料作為探測器主要的探測材料，由于該半導體材料原子序數高，禁帶寬度大，電阻率高等優點。其中碲鋅鎘(CdZnTe,CZT)探測器是屬于復合型化合物半導體探測器，在室溫工作條件下對⁵⁵Fe、¹²⁵I、²⁴¹Am、¹³⁷Cs、⁶⁰Co、的γ射線，有較高的能量分辨，同時還擁有較高的探測效率^[3]。

早期傳統的核輻射探測器NaI閃爍體探測器是一種具有較高探測效率的γ射線探測器，但是該探測器的材料電離能較高，而且該探測器需要進行兩次能量轉換，因此其能量分辨率低，另外NaI探測器還需要和光電倍增管配合，因此該探測器的體積也會增加。半導體探測器中硅和鍺是最早開發和使用的半導體材料。由于Si和Ge材料的載流子傳輸特性好(高載流子遷移率壽命積)，使得該材料制成的探測器具有高的能量分辨率，但是Si和Ge的原子系數低，對高能量射線的阻止能力差，電阻率低，因此硅和鍺探測器的探測效率低，不能對高能量γ射線進行探測，同時還硅和鍺需要在低溫環境下保存，并且硅和鍺探測器對Si、Ge的純度要求很高，從而提高了生產成本。

發明內容

為了解決或部分解決上述的技術問題，本申請提供了一種單極性核輻射探測器及其前置放大電路。

其中，單極性核輻射探測器前置放大電路，包括：

高壓偏置電壓源，作用于單極性核輻射探測器；

第一濾波電路，連接單極性核輻射探測器，用于對單極性核輻射探測器在偏置電壓電源的偏置電壓的作用下所產生的電流脈沖信號進行濾波處理；

放大電路，連接第一濾波電路，用于對經濾波處理的電流脈沖信號進行放大；

低頻反饋電路，連接放大電路，用于對電流脈沖信號中的低頻信號提供反饋回路。

可選地，還包括：第一反饋電路，連接放大電路和低頻反饋電路，為低頻信號提供反饋電路。

可選地，還包括：第二濾波電路，連接放大電路和其輸出端，用于對放大的電信號進行再一次濾波處理。