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基于半导体制冷SiPM读出的伽马射线探测器可行性研究
1
作者
何一鸣
高艾勤
+3 位作者
江晓山
屈国普
孙希磊
王仰夫
《核电子学与探测技术》
北大核心
2025年第8期1235-1242,共8页
本文研究了半导体制冷技术在基于硅光电倍增管(silicon photomultiplior,SiPM)读出的伽马射线探测器中的应用,通过实验验证了其降温效果及对能量分辨率的提升。首先,通过电热膜模拟SiPM和印制电路板(PCB)的发热,探究了不同PCB负载功率...
本文研究了半导体制冷技术在基于硅光电倍增管(silicon photomultiplior,SiPM)读出的伽马射线探测器中的应用,通过实验验证了其降温效果及对能量分辨率的提升。首先,通过电热膜模拟SiPM和印制电路板(PCB)的发热,探究了不同PCB负载功率和制冷功率下的SiPM温度、温度均匀性及降温幅度。实验结果表明无负载功率的PCB在制冷功率为90W时制冷效果和温度均匀性综合表现最佳。最终采用半导体制冷技术成功将SiPM表面温度降至约-29℃,表面温度极差控制在±1℃以内,伽马射线探测器的能量分辨率从3.78%提升至3.24%。本研究验证了伽马射线探测器在结合半导体制冷技术下提高能量分辨率的可行性,为基于SiPM读出的伽马射线探测器设计以及参数选择提供了参考。
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关键词
SIPM
半导体制冷
伽马射线探测器
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职称材料
闪烁晶体几何形状、表面处理和单双面读出对伽马射线探测器光收集的影响
2
作者
郭飞燕
屈国普
+3 位作者
孙希磊
封佩宜
王承二
齐晓晖
《核电子学与探测技术》
CAS
北大核心
2024年第4期631-640,共10页
能量分辨率是闪烁体探测器的一个重要性能指标,特别是对于伽马能谱仪等伽马射线探测和识别领域。光收集是影响闪烁体探测器能量分辨率的一个重要因素,本工作利用Geant4工具包对闪烁体探测器中的光子传输进行了模拟,模拟了CsI(Na)晶体形...
能量分辨率是闪烁体探测器的一个重要性能指标,特别是对于伽马能谱仪等伽马射线探测和识别领域。光收集是影响闪烁体探测器能量分辨率的一个重要因素,本工作利用Geant4工具包对闪烁体探测器中的光子传输进行了模拟,模拟了CsI(Na)晶体形状、表面处理和探测器的读出方式等对伽马射线探测器的光收集效率和光收集均匀性的影响。模拟结果表明,通过对圆柱、圆台、长方体和正方体等晶体形状的结果进行对比,圆台具有较高光收集效率和光收集均匀性;晶体表面研磨后具有更好的光收集特性;双面读出方式比单面读出方式的光收集性更高,能够提高10%~20%。为验证该模型的可靠性,搭建了实验平台进行实验验证工作,实验结果与蒙特卡罗模拟结果在2%范围内一致,该研究工作为优化伽马射线探测器以提高能量分辨率提供了关键设计依据。
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关键词
能量分辨率
闪烁晶体
Γ射线探测器
光收集效率
光收集均匀性
MC模拟
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职称材料
题名
基于半导体制冷SiPM读出的伽马射线探测器可行性研究
1
作者
何一鸣
高艾勤
江晓山
屈国普
孙希磊
王仰夫
机构
南华大学
核
科学与技术学院
中国科学院
高能物理
研究所
核
探测
与电子学
国家
重点
实验室
出处
《核电子学与探测技术》
北大核心
2025年第8期1235-1242,共8页
基金
中国科学技术部(2022YFB3503600)。
文摘
本文研究了半导体制冷技术在基于硅光电倍增管(silicon photomultiplior,SiPM)读出的伽马射线探测器中的应用,通过实验验证了其降温效果及对能量分辨率的提升。首先,通过电热膜模拟SiPM和印制电路板(PCB)的发热,探究了不同PCB负载功率和制冷功率下的SiPM温度、温度均匀性及降温幅度。实验结果表明无负载功率的PCB在制冷功率为90W时制冷效果和温度均匀性综合表现最佳。最终采用半导体制冷技术成功将SiPM表面温度降至约-29℃,表面温度极差控制在±1℃以内,伽马射线探测器的能量分辨率从3.78%提升至3.24%。本研究验证了伽马射线探测器在结合半导体制冷技术下提高能量分辨率的可行性,为基于SiPM读出的伽马射线探测器设计以及参数选择提供了参考。
关键词
SIPM
半导体制冷
伽马射线探测器
Keywords
SiPM
semiconductor cooling
gamma ray detectors
分类号
TL816.2 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
闪烁晶体几何形状、表面处理和单双面读出对伽马射线探测器光收集的影响
2
作者
郭飞燕
屈国普
孙希磊
封佩宜
王承二
齐晓晖
机构
南华大学
核
科学与技术学院
中国科学院
高能物理
研究所
核探测与电子学国家重点实验室高能物理研究所
中国科学院大学
稀土
国家
工程
研究
中心
出处
《核电子学与探测技术》
CAS
北大核心
2024年第4期631-640,共10页
基金
国家重点研发计划(2022YFB3503600)。
文摘
能量分辨率是闪烁体探测器的一个重要性能指标,特别是对于伽马能谱仪等伽马射线探测和识别领域。光收集是影响闪烁体探测器能量分辨率的一个重要因素,本工作利用Geant4工具包对闪烁体探测器中的光子传输进行了模拟,模拟了CsI(Na)晶体形状、表面处理和探测器的读出方式等对伽马射线探测器的光收集效率和光收集均匀性的影响。模拟结果表明,通过对圆柱、圆台、长方体和正方体等晶体形状的结果进行对比,圆台具有较高光收集效率和光收集均匀性;晶体表面研磨后具有更好的光收集特性;双面读出方式比单面读出方式的光收集性更高,能够提高10%~20%。为验证该模型的可靠性,搭建了实验平台进行实验验证工作,实验结果与蒙特卡罗模拟结果在2%范围内一致,该研究工作为优化伽马射线探测器以提高能量分辨率提供了关键设计依据。
关键词
能量分辨率
闪烁晶体
Γ射线探测器
光收集效率
光收集均匀性
MC模拟
Keywords
energy resolution
scintillation crystal
γ-ray detector
light collection efficiency
uniformity of light collection
Monte Carlo simulation
分类号
TL816.2 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于半导体制冷SiPM读出的伽马射线探测器可行性研究
何一鸣
高艾勤
江晓山
屈国普
孙希磊
王仰夫
《核电子学与探测技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
闪烁晶体几何形状、表面处理和单双面读出对伽马射线探测器光收集的影响
郭飞燕
屈国普
孙希磊
封佩宜
王承二
齐晓晖
《核电子学与探测技术》
CAS
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
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