《X射线探测器简述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《X射线探测器简述（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、气体电离辐射探测器工作原理：入射粒子使高压电极和收集电极间的气体电离， 生成的电子离子对在电场的作用下向两极漂移，在收集电极 上产生输出脉冲。惰性气体加少量多原 子分子气体的混合气 用氙气可增大气体的 密度，提高转换效率 脉冲电离 室的输出 信号所包 含的信息二、闪烁晶体探测器 闪烁探测器的性能由闪烁晶体和光电二极 管阵列性能,以及闪烁晶体与光电二极管耦 合工艺决定。 常采用的闪烁体晶体有CdWO4（钨酸镉） 、BGO( Bi4 Ge3O12锗酸铋) 、CsI( 碘化 铯) 等, 它们各有优缺点。 CsI( Tl) 价格稍低,发光效率高且光谱与光电 二极管匹配较好, 但抗辐射能力差, 在高
2、能X 射线照射下, 寿命很短; BGO 闪烁晶体除价格昂贵外, 抗辐射能力 太弱; CdWO4闪烁晶体各方面性能较好, 目前普 遍被高能工业CT 采用, 但CdWO4闪烁晶体 余辉长,且机械加工性能不好, 不宜加工成细 长的探测器晶体, 价格也昂贵闪烁晶体探测器原理 CdZnTe（CZT）晶体是一种性能优异的室温半导 体核辐射探测器新材料。CZT晶体是由于CdTe晶体 的电阻率较低，所制成的探测器漏电流较大，能量 分辨率较低，就在CdTe中掺入Zn使其禁带宽度增加 ，而发展成了的一种新材料。随Zn含量的不同，禁 带宽度从1.4eV（近红外）至2.26eV（绿光）连续变 化，所制成的探测器漏电流
3、小，在室温下对X射线 ，射线能量分辨率好，能量探测范围在10KeV 6MeV，且无极化现象。1. CdTe、CdZnTe探测器三、半导体探测器三、半导体探测器优点：原子序数高，禁带宽度大，电阻率高，非 常适合探测10500KeV的光子，可以在室温下工 作。体积为12cm3的晶体可探测能量1MeV以上的 光子，用于x射线、射线能谱测量。对57Co的 122KeV 射线的半宽度室温时为5.9KeV。缺点：载流子寿命不够大，俘获长度较小，造成 电荷收集不完全，能谱性能受限制。2.锂漂移半导体探测器(PIN结)基体用P型半导体(因为极高纯度的材料多是P型的)，例如掺硼 的Si或Ge单晶。 (1) 一端
4、表面蒸Li，Li离子化为Li+,形成PN结。 (2) 另一端表面蒸金属，引出电极。外加电场，使Li+漂移。Li+与受主杂质(如Ga-)中和，并可实 现自动补偿形成 I I 区区。 (3) 形成P-I-NP-I-N结，未漂移补偿区仍为P，引出电极。PN+Intrinsic SemiFront metallizationOhmic back contactTo positive bias voltage为了降低探测器本身的噪声和FET的噪声，同时为降 低探测器的表面漏电流，锂漂移探测器和场效应管FET 都置于真空低温真空低温的容器内，工作于液氮温度(77K)。对Ge(Li)探测器，由于锂在锗中的迁移率较高，须须 保持在低温下保持在低温下，以防止Li+Ge-离子对离解，使Li+沉积而 破坏原来的补偿;对Si(Li)探测器，由于锂在硅中的迁移 率较低，在常温下保存而无永久性的损伤。3) 由于PIN探测器能量分辨率的大大提高，开创了谱学的新阶段 。Li漂移探测器的问题：低温下保存代价很高；漂 移的生产周期很长，约3060天。四、CCD电耦合器件1.电荷的储存以 电 荷 为 信 号势阱产生势阱合并电荷转移电荷共有电荷转 移势阱及电荷转移一个位置。 电荷包的转移是由势阱的不对称和势阱耦合引起的以 电 荷 为 信 号2.电荷的转移Less than 0.2um
