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作者：何一鸣;高艾勤;江晓山;屈国普;孙希磊;王仰夫;
单位：南华大学核科学与技术学院;中国科学院高能物理研究所;核探测与电子学国家重点实验室高能物理研究所;
摘要：本文研究了半导体制冷技术在基于硅光电倍增管(silicon photomultiplior,SiPM)读出的伽马射线探测器中的应用,通过实验验证了其降温效果及对能量分辨率的提升。首先,通过电热膜模拟Si PM和印制电路板(PCB)的发热,探究了不同PCB负载功率和制冷功率下的Si PM温度、温度均匀性及降温幅度。实验结果表明无负载功率的PCB在制冷功率为90 W时制冷效果和温度均匀性综合表现最佳。最终采用半导体制冷技术成功将Si PM表面温度降至约-29℃,表面温度极差控制在±1℃以内,伽马射线探测器的能量分辨率从3.78%提升至3.24%。本研究验证了伽马射线探测器在结合半导体制冷技术下提高能量分辨率的可行性,为基于Si PM读出的伽马射线探测器设计以及参数选择提供了参考。
关键词：SiPM;;半导体制冷;;伽马射线探测器
基金资助：中国科学技术部(2022YFB3503600)
