SiPM-GAGG(Ce)探测器γ能谱稳谱方法研究

作者：雷文明; 李京伦; 艾宪芸; 肖无云; 张济鹏; 肖雄; 张斌; 赵玮; 王英^*

来源：原子能科学技术, 2023, 57(07): 1425-1434.

• SiPM
• GAGG(Ce)
• 温度补偿
• γ能谱测量

硅光电倍增管(silicon photomultiplier, SiPM)作为21世纪以来新型光电转换器件，具有高增益、低功耗等优点，广泛应用于医疗成像、高能物理、环境监测以及国防安全等领域。硅光电倍增管耦合铈掺杂钆镓铝石榴石(GAGG(Ce))晶体组成的探测器在能谱测量及成像探测中具有广泛应用前景。本文研究了一款8×8阵列型SiPM耦合?2 in×2 in GAGG(Ce)晶体探测器的温度漂移特性，设计搭建了一套基于温度传感器反馈调节SiPM-GAGG(Ce)探测器工作电压的增益补偿系统。分别进行了电源可靠性测试、电源纹波测试以及温度补偿测试等实验。实验结果表明，电源长期工作稳定性高，电源纹波系数小于0.001%。在-20～40℃的温度范围内，实测137Cs、60Co、241Am放射源γ能谱的662、1 173、1 332、59.5 keV全能峰最大峰位道址为515.9、915.8、1 041.0、43.1道，最小峰位道址为507.1、899.0、1 022.9、43.1道，最大正向漂移分别为4.6、7.8、8.3、0.5道，最大负向漂移分别为4.2、8.7、9.8、0.5道。137Cs全能峰峰位道址平均漂移率从45.34%降到0.37%,137Cs能量分辨率从-20℃的8.36%变化到40℃时的9.29%,显著提高了γ能谱测量系统的稳定性。