[发明专利]高纯锗探测器

说明书

技术领域

本发明涉及核探测技术领域，特别涉及高纯锗探测器。

背景技术

高纯锗探测器是一种利用杂质浓度在10⁹cm^-3至10¹⁰cm^-3范围内的锗单晶制成的半导体探测器，主要用于γ射线和X射线测量。这一类型的探测器具有极高的能量分辨率和相对较高的探测效率，被广泛地应用于环保、核电、生物医学、卫生疾控、军队防化以及科研等多个领域。

高纯锗探测器的探测效率一般用相对探测器效率来表示，其定义为：⁶⁰Co点源放置在探测器端面正上方25cm处，对1.33MeV能量峰，高纯锗探测器计数率与3″×3″NaI(Tl)探测器计数率的比值。相对探测器效率的大小主要决定于高纯锗晶体的体积，并且因晶体形状(主要是直径-高度比)的不同而略有差别，在忽略后者的情况下，相对探测效率与高纯锗晶体体积具有如下经验关系：相对探测效率(％)＝体积(cm³)/K，其中K≈4.3。

大体积高纯锗晶体单元的生长难度极大，目前国内尚未实现此技术，国际上也仅有少数公司能够提供产品，且价格十分昂贵。在现阶段，高纯锗探测器探测效率的提升，在很大程度上受到了高纯锗晶体制备技术的限制。

发明内容

根据本发明的一方面，本发明的实施例提供一种高纯锗探测器，包括高纯锗晶体单元阵列，所述高纯锗晶体单元阵列包括两个或更多个高纯锗晶体单元，其中，所述两个或更多个高纯锗晶体单元每一个包括位于侧面和/或第一顶表面的部分电极，并且所述两个或更多个高纯锗晶体单元的侧面和/或第一顶表面的电极电连接共同作为高纯锗探测器的第一接触电极；每个高纯锗晶体单元包括位于其内的各自的第二接触电极使得所述高纯锗探测器包括两个或更多个第二接触电极，

在一个实施例中，高纯锗探测器还包括第一电极和第二电极，第一电极连接第一接触电极，第二电极分别在每个高纯锗晶体单元的第二顶表面处连接所述两个或更多个第二接触电极，每个高纯锗晶体单元的第二顶表面与第一顶表面相对。

在一个实施例中，所述两个或更多个高纯锗晶体单元配置成能够在相同偏压下工作。

在一个实施例中，高纯锗探测器还包括：

两个或更多个电荷灵敏前置放大器，每一个电荷灵敏前置放大器配置成读取和转换一个相应的高纯锗晶体单元产生的电荷信号；以及

多通道数字多道谱仪，配置成对从每个电荷灵敏前置放大器输入的电压信号滤波成型，提取幅度信息并获取所述输入的电压信号的道址h同时记录其输入的通道的编号i，以便得出所述两个或更多个高纯锗晶体单元的信号的合成谱。

在一个实施例中，多通道数字多道谱仪包括修正系数标定模块，所述修正系数标定模块针对与每个高纯锗晶体单元对应的每个输入通道i分别成谱，并自动寻峰获得峰位道址Pij，然后以第一通道为基准，分别针对每个通道i，用公式P₁＝a_i*P_i+b_i拟合数据点(P_ij，P_1j)(j＝1，2，...，k)，获得拟合参数[a_i，b_i]作为通道i的道址修正系数，其中i是正整数，第一通道为任一通道，j＝1，2，...，k，k为峰数目，且k≥2。

在一个实施例中，多通道数字多道谱仪包括整体谱生成模块，所述整体谱生成模块根据每个信号的输入通道编号i调取与之对应的道址修正参数[a_i，b_i]，将道址h修正为h’＝a_i*h+b_i，按h’累加计数，实时显示所述两个或更多个高纯锗晶体单元的合成谱。

在一个实施例中，在每次测量之初，选择至少两条单能射线作为入射源。

在一个实施例中，每一个电荷灵敏前置放大器的反馈方式采用电阻反馈、晶体管反馈或光脉冲反馈。

在一个实施例中，在第一电极施加第一电压，对于P型高纯锗晶体阵列第一电压配置成正高压，对于N型高纯锗晶体阵列第一电压配置成负高压；第二电极连接电荷灵敏前置放大器，电荷灵敏前置放大器的输入电平即作为第二电压施加到第二电极上。

在一个实施例中，所述两个或更多个高纯锗晶体单元通过盒固定在一起。

在一个实施例中，所述盒由导电材料构成。