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辐射探测新品种——MPPC闪烁探测器

发布时间:2021-12-30 编辑:赵岑

闪烁探测器的组成及工作原理

闪烁探测器通常由闪烁体、光电传感器(如光电倍增管-PMT、多像素光子计数器-MPPC、光电二极管-PD等)及供电电路、信号处理电路(放大、比较、整形)组成。原理框图见图1,射线(α、β、γ、X、中子)进入闪烁体并发生相互作用,使闪烁体的原子、分子电离、激发;被电离、激发的原子、分子退激时,一部分电离、激发能量以光辐射的形式释放出来,发射荧光光子;荧光光子被光电传感器转换为电子并放大(亦可不放大),输出电流脉冲信号;此脉冲信号经放大后可输出类指数模拟信号,也可以继续经甄别、整形后输出标准的TTL信号。

探测器中各项参数已被设置为最佳状态,只需从外部输入低压,将输出信号接入后续信号处理电路或计数器即可使用。

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图1 闪烁探测原理框图

闪烁探测器的应用

闪烁探测器已广泛应用于医疗诊断、分析(X射线分析、精密测量分析)、工业计测(石油/煤炭勘探、工业无损检测)、环境监测(PM2.5检测、环境放射性污染检测)、安全检查等领域,经过多年的积累及发展,技术已逐渐趋于成熟。

基于MPPC的闪烁探测器因其小型化、可靠性高、寿命长、不易受磁场影响等优点,开始逐渐吸引公众的注意,并开始在多个辐射探测应用领域发挥越来越重要的作用,在某些领域有逐步取代光电倍增管(PMT)的趋势。

下面为大家介绍几款北京滨松的MPPC闪烁探测器及其具体应用场景:

1. CM404系列——煤田测井

CM404系列产品(图2)为计数型闪烁探测器,集成了闪烁体、MPPC、电源及信号处理电路,使用低压电源供电,输出正向TTL信号;具有温度补偿功能,可使产品在较宽的环境温度范围内保持良好的输出稳定性;此外,该系列产品针对煤田测井的应用,进行了针对性结构及外形设计,保证产品的抗振性能。

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图2 CM404系列产品

(CM404-01:φ20mm×106.5mm,重量80g;CM404-02:φ21.4mm×203mm,重量250g)

目前主要应用于地层自然伽玛射线计数、环境伽玛射线计数等场景。在煤田测井应用中,探测器在井下移动时,能够记录出一条自然伽玛强度变化的曲线,由此可以研究煤层深度与厚度,寻找自然放射性矿床,分析岩层、判断岩性等。

2. CM442——便携式辐射检测仪

CM442为计数型闪烁探测器(图3),集成了闪烁体、MPPC、电源及信号处理电路,使用+3.3V电源供电(可由锂电池直接供电),输出正向TTL信号,且具有温度补偿功能。

该产品针对便携式辐射检测仪应用进行开发,对能量高于30keV的射线进行计数,从而检测或巡查辐射场所中的X、γ射线的剂量水平,指导相关人员做好辐射防护。产品体积小(φ30mm×96mm)、重量轻(125g),便于携带及巡查。

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图3 CM442产品

3.MPPC阵列模块——辐射成像

MPPC阵列模块,适用于各类辐射成像应用,如安检成像、医学影像等。支持一维、二维阵列定制,可匹配不同尺寸、不同类型闪烁体,可选择不同连接器接口,可设计单路或多路供电及其他电路需求。如表1为几款为满足不同客户需求所制作的MPPC阵列模块。

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除上述产品,亦有单点型的MPPC+闪烁体的组合件产品(图4)可供选择。

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图4 CM414产品

北京滨松有成熟的MPPC应用技术基础,所研发的MPPC闪烁探测器产品设计新颖、性能可靠,有齐全完善的测试检测设备、严格的质控流程措施、成熟的批量生产经验;针对客户不同的使用需求,接受不同的MPPC+闪烁体+电路单元的模块定制,在产品外形尺寸、MPPC排列方式、闪烁体种类及尺寸、输出信号种类等方面可提供多种选择。

除了以上介绍的应用场景,MPPC闪烁探测器还可以在核医学影像、X射线成像、无损检测、工业CT、环境监测、安全检查、高能物理等领域发挥重要作用。北京滨松可以结合客户的实际使用需求,为客户提供定制化的解决方案。