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简论辐照SiPINX射线探测器性能封面

收藏本文 2024-01-31 点赞:5661 浏览:18714 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:高能天文中,将对10keV至数百keV光子的观测称为硬X射线天文观测。硬X射线能区是探讨天体高能历程,解决天体物理若干基本不足的关键波段。硬X射线探测有其特有的困难。硬X射线调制望远镜工作原理基于我国学者建立和进展的直接解调重建对象策略。硬X射线调制望远镜HXMT有效载荷中能分系统选用Si-PIN型探测器。本论文浅析了Si-PIN探测器的工作原理、探测器测试系统(包括放射源、Si-PIN、前端放大电路设计、主放大器572A、MCA-8000A多道浅析仪)、能谱浅析、探测器质子辐照性能。对Si-PIN探测器进行长时间、高计数统计测试,实验内容如下:1)对基于Peltier效应的半导体温差制冷器进行了标定,确定了制冷电流与温度之间的联系。2)置探测器于不同温度条件下,分别测试探测器的能量分辨率。对实验结果进行浅析,得到能量分辨率(FWHM)随温度变化曲线图。可以显著的观察到噪声随着探测器温度变化的走势,以及温度对分辨率的影响。对测试结果进行拟合,可以得到能量分辨率随温度指数上升。3)对探测器进行质子辐照,测试其漏电流的变化,得到探测器抗质子辐照性能。本论文完成了Si-PIN探测器的温度以及质子辐照性能的摸底,为中能望远镜的研制提供参考。在探测技术领域我国跟国际最高水平还有很大差距。主要在于国内半导体探测器制作工艺难以满足空间探测运用的需要,所以探测器的制作工艺是目前亟待解决的不足。关键词:Si-PIN探测器论文能量分辨率论文能谱论文质子辐照论文

    摘要3-4

    Abstract4-5

    目录5-7

    1 绪论7-14

    1.1 探讨背景7-9

    1.2 硬 X 射线调制望远镜 HXMT9-12

    1.2.1 调制望远镜9-10

    1.2.2 中能望远镜10-12

    1.2.3 硬 X 射线调制望远镜的科学作用和主要任务12

    1.3 论文完成的工作12-14

    2 空间X射线天文14-21

    2.1 探测技术进展14

    2.2 X 射线与物质的相互作用14-21

    2.2.1 X 射线的吸收15-16

    2.2.2 X 射线的散射16-21

    3 Si-PIN 探测器偏压选取与温度特性探讨21-52

    3.1 X 射线探测器21-30

    3.1.1 探测原理21

    3.1.2 探测器的基本参数21-23

    3.1.3 几种常用的探测器23-30

    3.2 Si-PIN 探测器测试系统设计30-40

    3.2.1 半导体致冷原理34-35

    3.2.2 半导体致冷器件35-36

    3.2.3 Si-PIN 探测器测试系统标定36-40

    3.3 Si-PIN 探测器的主要技术指标40-43

    3.3.1 暗电流40-42

    3.3.2 耗尽层厚度42

    3.3.3 结电容42-43

    3.3.4 探测器噪声43

    3.4 Si-PIN 探测器偏置电压选取43-47

    3.4.1 偏压特性43-44

    3.4.2 Si-PIN 探测器偏压特性实验44-47

    3.5 Si-PIN 探测器温度特性探讨47-51

    3.5.1 温度特性47

    3.5.2 Si-PIN 探测器温度特性实验47-49

    3.5.3 温度特性实验能谱浅析49-51

    3.6 小结51-52

    4 Si-PIN 探测器质子辐照性能探讨52-57

    4.1 核辐射效应52

    4.2 Si-PIN 探测器质子辐照性能探讨52-56

    4.2.1 质子辐照位移损伤52-53

    4.2.2 辐照试验及数据浅析53-56

    4.3 小结56-57

    5 总结57-59

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