第十七届全国核物理大会

基于SiPM双端读出的CsI（Tl）探测器研究

11 Oct 2019, 10:30

20m

科学会堂301 (华中师范大学)

探测器和电子学及应用技术 S4：探测器和电子学及应用技术

Speaker

Mr 相满 刘 (河南工业大学 电气工程学院/中国科学院近代物理研究所)

Description

摘要：目前，中能区（200keV-50MeV）伽马射线天文的发展远落后于低（<200keV）、高（>50MeV）能区，发展新型高灵敏度的伽马射线探测器对于开展中能区的伽马射线研究具有非常重要的科学意义。国际上公认最好的中能区伽马射线探测器为康普顿望远镜，量能器作为其组成部分应具有高能量分辨率和高位置灵敏度，为此，设计了一种基于硅光电倍增管（SiPM）双端读出的CsI（Tl）探测器，作为康普顿望远镜量能器的基本探测单元。使用137Cs作为伽马射线放射源，硅光电倍增管（SiPM）作为光电转换器件，对Teflon、Tyvek和ESR三种包装材料下的5×5×80mm3晶体和ESR包装材料下的5×5×60 mm3、5×5×80 mm3和5×5×100mm3三种尺寸晶体探测器进行了比较测试。实验结果表明，通过双端读出信号幅值的方式，CsI（Tl）探测器可以确定入射伽马射线的总能量以及在晶体中的相互作用位置。其中，在662keV伽马射线照射下，Teflon、Tyvek和ESR三种包装材料的探测器能量分辨率分别为5.6%、5.4%和5.2%（FWHM），差别并不明显，而光衰减长度和位置分辨率却表现出明显的负相关性，光衰减长度分别为：99.8mm、142.4mm和210.3mm，对应的位置分辨率分别为：3.3mm、4.3mm和5.2mm（FWHM）。此外，对于ESR包装下的三种不同晶体尺寸探测器，其性能并没有表现出显著的差异，能量分辨率、位置分辨率和光衰减长度分别在5.0-5.3%、5.0-5.2mm（FWHM）和190-220mm范围内。 关键词：CsI（Tl）探测器；硅光电倍增管；能量分辨率；位置分辨率；光衰减长度

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Slides

2-1liuxiangman.pptx