產品介紹

目前現有的反康普頓高純鍺譜儀主要采用模擬電路實現多路反符合，從而實現對康普頓散射本底的抑制。由于模擬電路復雜度高，調試不易，且溫度穩定性與靈活性不足，在長期運行時延遲符合條件發生變化導致反康普頓效果變差，嚴重時甚至不能正常工作。FPG3101型低本底數字式反康普頓高純鍺γ譜儀采用數字化設計，采用了粒子數據采集模式實現符合與反符合功能，將高純鍺主探測器、環形符合探測器及塞子符合探測器測量得到的每個射線事例信息（到達時間、能量、探測器ID等）以數據包流方式發送到計算機端（時間戳列表模式既list-mode），上位機端根據預設的配置參數對不同探測器的事例數據包進行組合處理實現符合反符合等處理，并自動繪制出符合分辨曲線，從而確定符合分辨窗口t值，實時得到原始高純鍺能譜、反康后高純鍺能譜、反符合能譜、符合分辨曲線等。系統采用了200MHz同步時鐘為每個事例數據包打上時間戳，保證有5 ns的時間同步精度，可滿足高純鍺g譜儀的反康普頓要求。采用了對稱零面積梯形成形方式替代傳統梯形成形在現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)芯片內部實現了快、慢成形雙通道，實現優異的低頻噪聲抑制與基線估計效果。針對大體積高純鍺探測器開發了上升時間修正等算法，可有效提高系統能量分辨率。采用SQLite快速數據庫存儲所有探測器的事例數據包，可實現一次測量、多次重復使用的效果，避免了參數調整帶來的重復測量時間浪費，體現了list-mode數字化測量設計的優勢。經測試，本系統的康普頓減弱因子（康普頓邊處）達9.8，反康后峰康比可達1158:1，⁶⁰Co的1332.5 keV峰能量半高寬為1.70 keV（60%相對探測效率），反康前系統積分本底為1.674s^-1，反康后積分本底降為0.483s^-1，針對¹³⁷Cs的最小可探測活度(Minimum Detectable Activity, MDA)反康前為20.5 mBq，反康后降低至11.3 mBq。系統框圖如下所示：