来源：期刊VIP网 时间：
作者：李浩田;卿松;胡传皓;曾国强;谭梓轶;张海翔;
单位：成都理工大学核技术与自动化工程学院;
摘要：γ能谱仪广泛应用于矿物勘探、环境辐射检测、高能物理等领域。针对传统能谱仪体积偏大、能量分辨率有待提升、环境适应性不够理想等局限。本文设计了一款小体积、便携式的一体化数字γ能谱仪。其选用LaBr_3晶体耦合硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)作为探测器,硬件电路包括信号读出及调理电路、SiPM温度补偿电路、模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)采样电路、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)与高级精简指令集机器(Advanced RISC Machines,ARM)电路。其中,ADC芯片可实现80 Msps的采样速率。FPGA负责核脉冲的采集与处理,将幅值信息传输至ARM实现谱线处理,ARM通过USB与上位机实现数据交互。经测试:该γ能谱仪在常温25℃下的能量分辨率为2.55%@662 keV。在-10℃至50℃的温度范围内,能量分辨率均优于2.70%,加入SiPM温度补偿电路后,峰位道址平均漂移率从补偿前的9.14%减少至0.61%,极大的减少了γ能谱的温漂,满足宽温度范围内的能谱测量需求。γ能谱仪整机尺寸为28 mm×28 mm×78 mm,总重量为70g,总功耗为300 mW,支持USB与内置电池两种供电方式,搭载800 mAh锂电池可连续工作9.9小时。
关键词：便携式;;能量分辨率;;温度补偿;;γ能谱仪
基金资助：国家自然科学基金青年基金(11905020)
