[00034493]小阵列核脉冲能量与时间谱分析系统

成果简介： 小阵列核脉冲能量与时间谱分析系统是国家自然科学基金和NSAF联合基金 项目的创新成果，采用先进的低噪声阵列读出电路和基于FPGA的多通道能量与 时间谱分析系统，能够同时测量小阵列像素探测器的能谱和时间谱，并绘制出一 维能量谱、一维时间谱、能量与时间的二维谱以及光子作用位置分布图。 该系统相对于国内外现有产品的主要优点是：(1)能够同时测量核脉冲的 能量和时间谱，并给出二维谱分布；(2)能够对小阵列探测器进行高速并行读 出，并具有较高的灵敏度；(3)可以实现初步的能谱成像，并具有亚像元空间 分辨能力。 系统指探测器、模拟读出电路、FPGA谱分析系统以及电源四个模块组成， 低压电源采用±3. 7V可充电锂电池，高压电源采用IkV高压模块，探测器采用基 于CZT晶体的像素阵列探测器，探测器与模拟读出电路体积为 4. 5cmx4. 5cmx2. 7cm, FPGA 谱分析系统体积为 6. 5cmx8. Icmx2. 5cm,基本系统的 像素阵列为2x2,高分辨系统的阵列数可达8x8,系统的时间分辨可达5ns,能 量测量下限可达5keV,对59. 5keV伽马射线可以实现能量分辨率5. 5%。 市场及经济效益分析： 目前，核脉冲谱分析系统通常为单一的能量谱或时间谱分析系统，而且市场 现有产品大多为单元探测器，这些探测器不具有空间分辨，因而不能实现能谱成 像。虽然国外已有基于ASIC读出电路的大阵列探测系统的报道，但由于技术封 锁等原因，国内能够买到大型CT系统整机，但很难买到阵列能谱成像系统产品。 由于技术原因，能量与时间双谱分析系统的读出电路通常比较复杂，这使得这 类产品要么难以实现，要么价格高企。 高性能的小阵列探测器系统产品具有良好的市场前景：首先，小阵列探测器 系统可以代替单元探测器系统，并能够提供远高于单元探测器的信息量，如能谱 成像能力；其次，小阵列探测器可以满足大多数高校或科研院所的实验室科研应 用需求，并具有很高的性价比；第三，由于采用了先进的读出电路和谱分析技术, 该系统能够同时测量能量谱和时间谱，并能实现初步的能谱成像，产品的创新性 和技术含量很高。此外，该产品还具有集成度高、体积小和可定制等优点，便携 性、灵活性和可扩展性很高。