第一章 核电子学中的信号与噪声.ppt

第一章核电子学中的信号与噪声第一节辐射探测器及其输出信号第二节核电子学中的噪声第三节核电子学中信号与噪声分析基础第四节核电子学测量系统概述*第一节核辐射探测器及其输出信号一、核辐射探测器的要求及特点核电子学的基本任务:采用各种核电子仪器和装置,来获取并处理探测器输出的电信号,并对测量数据进行分析记录。辐射探测器输出信号的特征:幅度大小不一波形不尽一致时间间隔不均匀有统计特性*脉冲的参数脉冲携带的电荷量-正比于入射粒子能量脉冲出现的准确时刻-确定粒子进入探测器的准确时刻单位时间平均出现的脉冲数-反映入射粒子的强度脉冲形状-跟粒子种类有关*二、常用辐射探测器及其输出信号波形辐射探测器的种类很多,但象气泡室、乳胶室等没有电信号输出的探测器不是核电子学研究的范围。核电子学处理的是探测器输出的电信号。根据采用的介质的不同,最常用的探测器有气体探测器半导体探测器闪烁探测器三种类型。*。常用的有电离室、正比计数器、G-M计数管等。当被测粒子通过探测器的工作介质时,通过库仑散射使得工作介质原子中的电子产生电离直接形成电荷。其中电离室对电离电子没有放大而直接收集,因而信号非常小,对电子学的要求比较高。正比计数器和G-M计数管由于有了气体放大过程因而信号比较大。*,电子和正离子在电离室的电场作用下逐渐远离,电子漂向正极板,离子漂向负极板。正负级板上的感应电荷随之发生变化,在外电路中分别产生电流和。当电子和离子都到达极板后(电子,离子),电子感应电荷流动形成的电子电流就中止了。*电离室输出电流波形电离室的输出电流信号包含有快成分(电子电流)和慢成分(离子电流)。在总输出电荷Q为一定时这两部分电流所占的比例与粒子入射位置有关,使得电流波形发生变化,因此能量信息和时间信息的提取比较复杂而且不易准确。*(半径为b),中间为信号丝(半径为a),丝极相对于圆筒为正电位,由于信号丝很细因而其附近的电场强度很大。粒子电离后产生的离子对中的电子向信号丝漂移。当电子漂移至丝附近时,在强电场中获得能量与气体碰撞引起电离,产生出A倍的离子对群。,因而离子对群中的电子瞬间就漂移到信号丝,对输出电荷贡献不大。离子则从中心漂向阴极圆筒,产生输出的离子电流。*正比计数管的电流由于碰撞电离只在信号丝附近发生,因而与初始电离的位置无关。正比计数管的输出电流在达到10-3时就下降到t=0时的百分之一,因电流波形与初始电离位置无关,此时的电荷仍然与粒子损失能量成正比,收集时间就缩短到了微秒量级。,硅条探测器,硅微条探测器和硅象素探测器等。当被测粒子通过半导体的耗尽层时产生电子-空穴对,外接偏置电路对电子进行收集形成电信号输出。