伽马射线成像电子学系统设计
伽马射线成像电子学系统设计 454中国原子能科学研究院年报2009
采用测得的数据,分别用国际上现有的程序(RESRAD.BIOTA,ERICA和R&D128)进行鲻
鱼剂量计算,并将上述3个程序和M—C方法中整体模型计算的过程参数和计算结果进行对比,分
析.对于内照射,各种方法十分接近;对于外照射,RESRAD—BIOTA由于在简化计算过程中对照
射条件进行了保守假设而导致剂量率偏大,R&D128则因为程序中提供了较小的沉积物干湿比而使
得剂量率偏小.
伽马射线成像电子学系统设计
韩永超,肖雪夫,袁观俊,唐洪波,肖文慧,庞洪超,刘艳阳,徐勇军
基于多阳极丝位置灵敏光电倍增管的成像系统,稳定可靠的核电子学系统及数据采集控制电子
学系统是成像功能实现的重要保证.图1所示为位置灵敏光电倍增管阳极丝结构示意图.为简化读
出电路,HamamastuR一2486提供阻值1kQ的电阻串网格将16X+16Y简化成,,yA,YB4路
输出.
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图1多阳极丝结构示意图
对于位置灵敏光电倍增管成像系统的电子学设计,除一般闪烁体1,辐射探测器的核电子学电路
设计原理需要遵照执行外,实现重心法成像还有其特殊要求.例如,如何实现多路信号的采集,电
荷分除信号如何同步等等.图2所示为核电子学电路的工作原理框图. 在电路设计过程中,因为电路要有较高的信噪比和较快的时间响应,另外还要考虑整个电路和
仪器体积要尽量小,必须使电路结构尽量简单,有较高集成度.在设计核电子学功能部分,每一路
单独使用一个集成运算放大器;在整个电路中考虑到光电倍增管的输出特性,对输出信号使用电阻
耦合,隔离电容保护前置放大及后续其他电子学系统;有快的响应速度和较宽的频带要求,选用
MAXIM公司生产的300MHz高速运算放大器MAX477构成了放大电路.图3所示为单路前置放
大电路图,在实际应用中,将4路放大功能集成在一块PCB板上,设置4路输入和4路测试信号,
4路放大信号输出及1路同步触发信号.图4所示为核电子学电路集成试验板. 位置灵敏光电倍增管成像原理要求四路线性稳定,四路输出信号脉冲幅值与入射位置所决定的
电荷分除量一致,再由后续数据采集电路进行数字化,图像处理软件实现入射伽马射线位置的重现.
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基础和应用基础研究?辐射防护与环境保护455
图5所示为放射源试验产生的输出信号波形.
图2核电子学电路工作原理框图
+5V
图3单路前置放大电路图
5V
图4核电子学电路集成试验板
456中国原子能科学研究院年报2009
数据采集系统传输功能基于嵌入式ARM功能设计,20MHzADC采样,控制传输基于TCP/IP
网络
协议
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,以无线,有线两种方式实现.热点成像系统在实验室点源和国防科工局放射性一级计量
站约1.85~10TBq5000Ci.Co源测试,基本满足成像功能,且耐6Gy/h大剂量长期照射.图6
所示为对电子学电路耐辐照试验正常采集的伽马源热点图像. 图5放射源试验输出信号波形图
图6辐射源热点图像
国家高技术研究发展计划(863计划)资助课题(2007AA04Z259) 核设施监测用伽马射线成像系统的硬件设计
韩永超,肖雪夫,刘瑞瑞,袁观俊,庞洪超,肖文慧,刘艳阳
为满足核设施监测,源项调查,应急处理等需要,特别是核设施退役等可能面临强辐射现场或
大范围监测区域的情况,研制适于机器人载带的伽马射线成像探测装置,用来代替部分人工监测工
浙公网安备 33021202002483