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大体积NaI(Tl)数字式车载γ能谱仪的研制 被引量:8
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作者 曾国强 杨剑 +3 位作者 魏世龙 张开琪 葛良全 严磊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2048-2054,共7页
车载γ能谱仪主要应用于区域放射性核素活度测量、放射源搜索及核污染检测,而数字化技术是提高车载γ能谱仪灵敏度与快速响应的有效方法。本文研制了可支持1~5个4L大体积NaI(Tl)的数字式车载γ能谱仪系统。该系统采用数字核脉冲处理... 车载γ能谱仪主要应用于区域放射性核素活度测量、放射源搜索及核污染检测,而数字化技术是提高车载γ能谱仪灵敏度与快速响应的有效方法。本文研制了可支持1~5个4L大体积NaI(Tl)的数字式车载γ能谱仪系统。该系统采用数字核脉冲处理技术独立获取多个NaI(Tl)晶体的能谱,并通过无线WiFi、快速以太网、RS232等3种方式发送谱线数据给军用计算机。本系统在计算机上实现了实时核素识别、数字成图、色差能谱显示、ROI监控、数据回放等功能。结果表明,本系统采用数字技术后提升了车载γ能谱仪的能量分辨率、低能射线识别度和能量线性度,且具备更加稳定精确的数字稳谱效果。该系统不仅可用于放射性资源勘查,也可用于快速核应急、核污染检测、放射源搜索等。 展开更多
关键词 车载γ能谱仪 数字多道 核素识别 数字稳谱
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便携式γ能谱仪闪烁探头改进设计及性能研究 被引量:5
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作者 李元东 葛良全 +5 位作者 王彦瑜 张开琪 胡传皓 卢威骅 孙坤 黄锐 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1471-1477,共7页
为满足当前便携式γ能谱仪对高性能闪烁探头的需要,本文提出了采用CsI(Tl)晶体耦合雪崩光电二极管的方式代替NaI(Tl)晶体耦合光电倍增管以构成新的闪烁探测器,并设计了低噪声电荷灵敏放大器作为探测器读出电路。根据唯一变量原则分别测... 为满足当前便携式γ能谱仪对高性能闪烁探头的需要,本文提出了采用CsI(Tl)晶体耦合雪崩光电二极管的方式代替NaI(Tl)晶体耦合光电倍增管以构成新的闪烁探测器,并设计了低噪声电荷灵敏放大器作为探测器读出电路。根据唯一变量原则分别测试了能量分辨率随温度与偏压的变化规律,并对多种放射源的γ射线进行能谱响应实验。实验结果表明:当温度为23℃且偏压为370V时,该闪烁探头对^(137) Cs、^(226) Ra、^(60) Co和^(152) Eu源的γ射线具备优异的能谱响应特性,其中,对^(137) Cs源的γ射线能量分辨率可达4.98%,输出信号信噪比可达21∶1,上升时间为80ns。可见,改进后的闪烁探头的性能有大幅提升,具备能量分辨率更佳、体积更小、抗机械性能与适用性更强等优点。 展开更多
关键词 Γ能谱仪 闪烁探头 电荷灵敏放大器 雪崩光电二极管 能谱响应 能量分辨率
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适用于深孔测井的LuAG闪烁体探测器的温度特性 被引量:4
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作者 邓晓钦 胡天宇 +5 位作者 曾国强 葛良全 丁雨憧 张开琪 余鹏 谭承君 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期33-38,共6页
针对深孔测井要求更小体积、更高探测效率、温度特性更稳定的需求,通过LuAG(Lu_3Al_5O_(12))与NaI:Tl闪烁体的对比实验和高温型光电倍增的选择,确定了由LuAG和Hamamatsu的高温型R1288A-07光电倍增管与之组成的探头。采用温度可调节的恒... 针对深孔测井要求更小体积、更高探测效率、温度特性更稳定的需求,通过LuAG(Lu_3Al_5O_(12))与NaI:Tl闪烁体的对比实验和高温型光电倍增的选择,确定了由LuAG和Hamamatsu的高温型R1288A-07光电倍增管与之组成的探头。采用温度可调节的恒温箱对探头开展20-170oC范围的温度试验,重点分析温度对LuAG探测器能量分辨率、道址和计数率的影响,为LuAG闪烁体探测器在测井中的应用提供参考。实验结果表明,(75±5)oC为LuAG探测器能量分辨率(^(137)Cs662keV)最佳温度;温度在20-70oC变化时,能量分辨率变化不超过2%;温度在70-170oC变化时,能量分辨率变化不超过7%。由此可见,LuAG探测器在高温环境中稳定性较好,可应用于测井等具有较大温度变化的环境中。但是由于温度会引起比较明显的谱漂,因此使用时需要做好稳谱工作。 展开更多
关键词 LuAG探测器 温度效应 能量分辨率 谱漂 深孔测井
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滤膜对放射性气溶胶α能谱测量拖尾影响 被引量:3
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作者 夏源 曾国强 +3 位作者 谷懿 赖茂林 张开琪 王涛 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期31-36,共6页
滤膜是放射性气溶胶测量系统中重要组成部分,由于滤膜本身的特性造成天然放射性气溶胶α能谱拖尾会干扰人工放射性气溶胶测量结果,甚至会造成测量结果错误。通过实验分别测试相同滤膜(混合纤维)不同孔径和相同孔径不同滤膜对α能谱测量... 滤膜是放射性气溶胶测量系统中重要组成部分,由于滤膜本身的特性造成天然放射性气溶胶α能谱拖尾会干扰人工放射性气溶胶测量结果,甚至会造成测量结果错误。通过实验分别测试相同滤膜(混合纤维)不同孔径和相同孔径不同滤膜对α能谱测量拖尾的影响。实验表明,用小流量(5 L·min-1)系统采集天然放射性气溶胶时,选用和天然放射性气溶胶最大粒径(0.5μm)相当大小孔径的混合纤维滤膜(0.45μm)时,α能谱拖尾最小,加大抽气流量(20 L·min^(-1)),α能谱拖尾最小的混合纤维滤膜孔径略有减小(0.3μm);相同孔径下(0.45μm),混合纤维滤膜相比聚四氟乙烯滤膜和聚醚砜滤膜,对α能谱测量拖尾影响最小。本文为减小天然放射性气溶胶测量时α能谱拖尾选取合适滤膜提供了重要依据。 展开更多
关键词 放射性气溶胶 采样滤膜 能峰拖尾 α能谱
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混合模式低噪声3kV高压直流电源设计 被引量:2
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作者 曾国强 郎军 +3 位作者 葛良全 魏世龙 杨剑 张开琪 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1510-1516,共7页
高压直流电源是电离室等核辐射探测器的关键部件。针对需要3kV左右高压的电离室,本文研制了0~3kV连续可调的低噪声、高效率、小体积及高稳定性的高压直流电源。该高压直流电源系统采用线性与开关混合模式设计,兼顾了转换效率与低噪声。... 高压直流电源是电离室等核辐射探测器的关键部件。针对需要3kV左右高压的电离室,本文研制了0~3kV连续可调的低噪声、高效率、小体积及高稳定性的高压直流电源。该高压直流电源系统采用线性与开关混合模式设计,兼顾了转换效率与低噪声。核心部分升压转换部分采用线性罗耶谐振电路与高频变压器实现,保证足够低的高压电源输出纹波。罗耶谐振电路的供电电源则由边沿时间控制型超低噪声开关稳压器LT1534提供,从而实现了混合模式高压直流电源的设计。高压直流电源输出部分采用二阶RC滤波电路进一步降低了输出电压的纹波。实测输出电压范围为0~3kV,静态功耗为0.4 W,3kV输出时纹波为16.55mV,由此可知该电源可用于低噪声的核辐射探测器供电场合。 展开更多
关键词 电离室电源 高压直流电源 罗耶谐振 混合模式电源 LT1534
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车载γ能谱仪数据实时传输系统设计 被引量:2
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作者 杨剑 曾国强 +3 位作者 赖茂林 张开琪 葛良全 王涛 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第5期466-469,474,共5页
传统γ能谱仪采用小体积探测器和串口传输数据,不能满足车载谱仪大体积多探测器快速巡测的大数据量传输的要求,且存在多探测器时间协同问题。论文采用两个4 L大体积Na I(Tl)闪烁体晶体提高探测速率,使用GPS秒脉冲时钟同步独立数字多道... 传统γ能谱仪采用小体积探测器和串口传输数据,不能满足车载谱仪大体积多探测器快速巡测的大数据量传输的要求,且存在多探测器时间协同问题。论文采用两个4 L大体积Na I(Tl)闪烁体晶体提高探测速率,使用GPS秒脉冲时钟同步独立数字多道进行谱线测量,谱线数据通过CAN总线传输到能谱仪主机并与GPS信息进行打包,再通过无线Wi-Fi高速传输到电脑进行谱线和核素分析,从而保证了时间精度和传输速度的要求,最后将分析结果传输到远程服务器用于实时评估环境辐射情况。 展开更多
关键词 车载 Γ谱仪 CAN总线 WI-FI 全球定位系统
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共面栅碲锌镉探测器读出电路设计及性能研究 被引量:3
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作者 曾国强 张开琪 +4 位作者 范颖 唐伟 卿松 余鹏 喻明福 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期539-546,共8页
为有效读出共面栅碲锌镉(CPG-CZT)探测器的核脉冲信号,本文结合CPG-CZT探测器工作原理及国内外研究,设计了可用于CPG-CZT探测器的读出电路,主要包括高压偏置电路、前置放大电路、增益调节及减法电路。为研究读出电路性能,本文测试了各... 为有效读出共面栅碲锌镉(CPG-CZT)探测器的核脉冲信号,本文结合CPG-CZT探测器工作原理及国内外研究,设计了可用于CPG-CZT探测器的读出电路,主要包括高压偏置电路、前置放大电路、增益调节及减法电路。为研究读出电路性能,本文测试了各单元电路的性能及探测系统能量分辨率随偏置电压、增益调节电路中两路信号的相对增益G的变化规律。结果表明:高压偏置电路两路输出偏压与输入偏置电压的相关系数R2均为0.998;前置放大电路输出噪声为5mV;增益调节及减法电路输出信号噪声为10mV;输入偏置电压、相对增益G的变化均会影响探测系统能量分辨率,当偏置电压为-1 650V、相对增益G为0.7时对137Cs源产生的γ射线能量分辨率最佳,可达3.65%,且无明显拖尾现象。 展开更多
关键词 CPG-CZT探测器 读出电路 偏置电压 相对增益G 能量分辨率
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CsI(Tl)闪烁探测器读出电路设计 被引量:1
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作者 李元东 葛良全 +5 位作者 张开琪 侯铁钢 邱腾 刘毅 孙坤 盛磊 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第11期1138-1141,共4页
介绍了配置于新型γ能谱仪的CsI(Tl)闪烁探测器的读出电路设计。输入缓冲级采用折叠嵌位电路,改善了系统频率特性并提高了输入阻抗;放大级采用自举电路,改善了系统动态性能并提高了开环增益;输出级采用电流源负载电路,改善了输出信号的... 介绍了配置于新型γ能谱仪的CsI(Tl)闪烁探测器的读出电路设计。输入缓冲级采用折叠嵌位电路,改善了系统频率特性并提高了输入阻抗;放大级采用自举电路,改善了系统动态性能并提高了开环增益;输出级采用电流源负载电路,改善了输出信号的线性度并增强了系统的稳定性。实验表明:读出电路噪声为51.08 f C+1.97 f C/p F,时间漂移为0.112%,探头对137Cs源γ射线的输出信号信噪比可达23:1,能量分辨率可达4.98%。 展开更多
关键词 CsI(Tl)探测器 读出电路 能谱响应 输出波形 能量分辨率
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阵列式低功耗Si-PIN个人剂量仪设计
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作者 胡天宇 曾国强 +3 位作者 葛良全 魏世龙 王涛 张开琪 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第8期795-798,803,共5页
采用瑞士TEVISO的阵列式Si-PIN探测器探测X、γ射线;以低功耗PIC单片机为核心,设计了低功耗电源转换电路、一键开关机电路、按键与LCD显示、蜂鸣器等,并采用多种单片机软件设计方法降低功耗。该个人剂量仪具有脉冲计数、剂量当量率实时... 采用瑞士TEVISO的阵列式Si-PIN探测器探测X、γ射线;以低功耗PIC单片机为核心,设计了低功耗电源转换电路、一键开关机电路、按键与LCD显示、蜂鸣器等,并采用多种单片机软件设计方法降低功耗。该个人剂量仪具有脉冲计数、剂量当量率实时显示及存储,可查看测量时间与历史数据,报警阈值设置与报警等功能。 展开更多
关键词 低功耗设计 个人剂量仪 PIC单片机 Si—PIN探测器
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LaBr3(Ce)闪烁体APD前端读出设计
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作者 张开琪 曾国强 +3 位作者 赖茂林 王涛 魏世龙 胡天宇 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第8期817-820,共4页
本文以雪崩光电二极管为小体积Labr_3(Ce)闪烁体的光电读出器件,并设计低噪声电荷灵敏前置放大器与雪崩光电二极管进行匹配组成完整前端探头,可应用于便携式小体积能谱仪中。雪崩光电二极管的增益、暗电流和结电容易受两端偏置电压影响... 本文以雪崩光电二极管为小体积Labr_3(Ce)闪烁体的光电读出器件,并设计低噪声电荷灵敏前置放大器与雪崩光电二极管进行匹配组成完整前端探头,可应用于便携式小体积能谱仪中。雪崩光电二极管的增益、暗电流和结电容易受两端偏置电压影响,而这些特性的变化将影响能谱的读出效果。为此在不同的偏置电压下,测试了该探头组成的闪烁探测器的能量分辨率。当偏置电压为380 V时,对能量为662 keV的γ射线的最佳能量分辨为3.97%。 展开更多
关键词 雪崩光电二极管 Labr3(Ce)闪烁体 电荷灵敏前置放大器 小体积能谱仪
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CsI(Tl)晶体的APD前端读出特性研究 被引量:5
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作者 胡浪 张开琪 +3 位作者 曾国强 赖茂林 杨剑 魏世龙 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期41-45,共5页
雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)体积小、探测效率高、内置增益、对磁场不敏感,但其内置增益、输出脉冲信号的信噪比受偏置电压与温度影响明显。将APD作为Cs I(Tl)闪烁晶体的光电读出器件,并配以低噪声的电荷灵敏前置放大器,... 雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)体积小、探测效率高、内置增益、对磁场不敏感,但其内置增益、输出脉冲信号的信噪比受偏置电压与温度影响明显。将APD作为Cs I(Tl)闪烁晶体的光电读出器件,并配以低噪声的电荷灵敏前置放大器,组成闪烁探测器的探头。在不同的偏置电压与温度下,测试了该探头组成的闪烁探测器的能量分辨率。实测表明,偏置电压、温度将影响探测系统的能量分辨率,在室温且APD两端的偏置电压为370 V时,对能量为662 ke V的γ射线能量分辨率为4.98%;在-20-40oC内,能量分辨率随温度的降低而提高。 展开更多
关键词 雪崩光电二极管 CsI(Tl)闪烁晶体 偏置电压 温度 能量分辨率
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Si-PIN与CdTe探测器应用于X射线荧光能谱测量的研究 被引量:2
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作者 胡传皓 曾国强 +5 位作者 葛良全 喻明福 魏世龙 张开琪 杨剑 陈川 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期262-266,共5页
半导体探测器具有优异的性能因而被广泛应用于能量色散X射线荧光测量,以传统型Si-PIN半导体探测器与复合型CdTe半导体探测器为研究对象,分别从材料属性、探测效率、能量分辨率等方面对两种探测器进行对比,重点分析探测器灵敏区厚度、入... 半导体探测器具有优异的性能因而被广泛应用于能量色散X射线荧光测量,以传统型Si-PIN半导体探测器与复合型CdTe半导体探测器为研究对象,分别从材料属性、探测效率、能量分辨率等方面对两种探测器进行对比,重点分析探测器灵敏区厚度、入射X射线能量、后级电路成型时间等因素对其性能的影响,并对由逃逸峰、空穴拖尾效应所导致的X射线荧光能谱的差异进行分析;同时,针对探测器空穴收集不完全的问题,基于FPGA设计了带有上升时间甄别功能的数字多道脉冲幅度分析器,能够有效消除空穴拖尾的影响,提高能量分辨率。从实验结果可知:对能量低于15keV的射线,Si-PIN与CdTe探测器的探测效率基本相当;对能量大于15keV的射线,CdTe探测器的的探测效率明显占优;Si-PIN探测器的最佳成形时间约为10μs,CdTe探测器的最佳成形时间约为2.6μs,因而CdTe探测器更适用于高计数率条件;对于不同能量的X射线,Si-PIN探测器的能量分辨率优于CdTe探测器;CdTe探测器具有明显的空穴拖尾效应,将CdTe探测器与带上升时间甄别功能的数字多道脉冲幅度分析器配合使用,其能量分辨率显著提高。 展开更多
关键词 Si-PIN CDTE 能量色散X射线荧光 能谱测量
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基于SWOT分析的贵阳市高坡苗族乡乡村旅游发展研究 被引量:2
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作者 刘宇炫 贾真真 张开琪 《农村经济与科技》 2020年第17期68-70,共3页
乡村旅游作为推进城乡融合发展的重要抓手,是促进乡村振兴战略实施的重要举措。借助于乡村旅游业态的布局,实现因地制宜挖掘利用当地原真资源、人文风貌等特色元素,发挥乡村的后发潜力,为区域经济发展创新提供更多助力。以贵阳市花溪区... 乡村旅游作为推进城乡融合发展的重要抓手,是促进乡村振兴战略实施的重要举措。借助于乡村旅游业态的布局,实现因地制宜挖掘利用当地原真资源、人文风貌等特色元素,发挥乡村的后发潜力,为区域经济发展创新提供更多助力。以贵阳市花溪区高坡苗族乡为研究对象,围绕高坡乡当前旅游发展情况及本土乡情,通过SWOT分析提出高坡乡村旅游发展建议,期望为当地发展提供一些借鉴和思路。 展开更多
关键词 乡村旅游 SWOT分析 全域旅游 乡村振兴 高坡
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云南某地砂岩型硫化铜矿选矿工艺研究
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作者 杨茂春 肖东升 +2 位作者 敖江 张开琪 罗登鹏 《云南冶金》 2019年第1期25-29,共5页
根据某地砂岩型铜矿的原矿性质,试验研究了浮选条件对工艺指标的影响规律,在原矿磨至90%-0.074 mm时,浮选采用的均为常规、无毒、对环境影响小的药剂,经两粗一精二扫闭路流程分选,获得的闭路流程试验指标为:铜精矿产率5.2%、品位24.63%... 根据某地砂岩型铜矿的原矿性质,试验研究了浮选条件对工艺指标的影响规律,在原矿磨至90%-0.074 mm时,浮选采用的均为常规、无毒、对环境影响小的药剂,经两粗一精二扫闭路流程分选,获得的闭路流程试验指标为:铜精矿产率5.2%、品位24.63%、回收率96.23%,精矿含Ag344.0 g/t的较好指标,推荐的工艺流程和药剂制度简单,易工业化。 展开更多
关键词 砂岩型 硫化铜矿 浮选
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Digital pulse deconvolution method for current tails of NaI(Tl) detectors
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作者 曾国强 杨剑 +3 位作者 喻明福 张开琪 葛青 葛良全 《Chinese Physics C》 SCIE CAS CSCD 2017年第1期151-155,共5页
To overcome the problem of pulse pile-up at high count rates, a digital deconvolution algorithm is used to remove the exponential current tails of NaI(Tl) detectors, so as to obtain a current unit impulse. Then a na... To overcome the problem of pulse pile-up at high count rates, a digital deconvolution algorithm is used to remove the exponential current tails of NaI(Tl) detectors, so as to obtain a current unit impulse. Then a narrow pulse can be obtained through pulse shaping. The pulse deconvolution technique can thoroughly eliminate the influences of ballistic deficit and improve traditional pulse shaping systems in both pulse throughput and energy resolution. To demonstrate this method, the energy spectrum of a ^137Cs radioactive source was measured. When the shaping time constant is 1.5 μs, traditional pulse shaping systems yielded a 6.99% energy resolution and 68 kcps count rate, while the new pulse deconvolution technique, used to improve traditional pulse shaping systems, yielded a 6.37% energy resolution and 102 kcps count rate. 展开更多
关键词 DECONVOLUTION pulse shaping digital pulse processing decay time ballistic deficit
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