[发明专利]单极性核辐射探测器及其前置放大电路

说明书

本申请公开了一种单极性核辐射探测器及其前置放大电路。其中，单极性核辐射探测器前置放大电路包括：高压偏置电压源，作用于所述单极性核辐射探测器；第一滤波电路，连接所述单极性核辐射探测器，用于对所述单极性核辐射探测器在所述偏置电压电源的偏置电压的作用下所产生的电流脉冲信号进行滤波处理；放大电路，连接所述第一滤波电路，用于对经滤波处理的所述电流脉冲信号进行放大；低频反馈电路，连接所述放大电路，用于对所述电流脉冲信号中的低频信号提供反馈回路。本申请提供的前置放大电路可以提高系统的抗噪声水平，提高分辨率。

技术领域

本申请属于核辐射电子科学技术领域，涉及一种单极性核辐射探测器及其前置放大电路。

背景技术

放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量就叫核辐射，核辐射主要是α、β、γ三种射线，在人们生活中，当射线长期或者大量辐射到人体或其他的生物体，会对生物产生危害，核辐射由于其自身具有高穿透性，因此对于核反应实验或者核磁能量武器爆发地周围的一切生物的生存都会带来一定的危害和影响，尤其是对与生物的生命安全，自然生存环境以及人类社会的恐慌情绪问题影响面极为突出^[1]。所以我们在使用核能的同时，必须加强核辐射环境检测监控。因此提高核辐射的检测能力是至关重要的，同时还需要具备先进的核辐射探测技术以及技术研究。核辐射探测器是利用核辐射在气体、液体或固体中引起的电离效应、发光现象、物理或化学变化进行核辐射探测的元件称为核辐射探测器^[2]。

在核技术发展前期，气体探测器、闪烁体探测器作为主要的核辐射探测器，但是在20世纪60年后开始，随着半导体产业的提高，半导体探测器进入了人们的视野。半导体探测器具有高能量分辨率、能量测量范围广、体积小、无极化现象等优点。近年来半导体探测器制备中，主要以CdZnTe，GaAs等材料作为探测器主要的探测材料，由于该半导体材料原子序数高，禁带宽度大，电阻率高等优点。其中碲锌镉(CdZnTe,CZT)探测器是属于复合型化合物半导体探测器，在室温工作条件下对⁵⁵Fe、¹²⁵I、²⁴¹Am、¹³⁷Cs、⁶⁰Co、的γ射线，有较高的能量分辨，同时还拥有较高的探测效率^[3]。

早期传统的核辐射探测器NaI闪烁体探测器是一种具有较高探测效率的γ射线探测器，但是该探测器的材料电离能较高，而且该探测器需要进行两次能量转换，因此其能量分辨率低，另外NaI探测器还需要和光电倍增管配合，因此该探测器的体积也会增加。半导体探测器中硅和锗是最早开发和使用的半导体材料。由于Si和Ge材料的载流子传输特性好(高载流子迁移率寿命积)，使得该材料制成的探测器具有高的能量分辨率，但是Si和Ge的原子系数低，对高能量射线的阻止能力差，电阻率低，因此硅和锗探测器的探测效率低，不能对高能量γ射线进行探测，同时还硅和锗需要在低温环境下保存，并且硅和锗探测器对Si、Ge的纯度要求很高，从而提高了生产成本。

发明内容

为了解决或部分解决上述的技术问题，本申请提供了一种单极性核辐射探测器及其前置放大电路。

其中，单极性核辐射探测器前置放大电路，包括：

高压偏置电压源，作用于单极性核辐射探测器；

第一滤波电路，连接单极性核辐射探测器，用于对单极性核辐射探测器在偏置电压电源的偏置电压的作用下所产生的电流脉冲信号进行滤波处理；

放大电路，连接第一滤波电路，用于对经滤波处理的电流脉冲信号进行放大；

低频反馈电路，连接放大电路，用于对电流脉冲信号中的低频信号提供反馈回路。

可选地，还包括：第一反馈电路，连接放大电路和低频反馈电路，为低频信号提供反馈电路。

可选地，还包括：第二滤波电路，连接放大电路和其输出端，用于对放大的电信号进行再一次滤波处理。