基于FPGA的数字反符合γ谱仪系统设计

本文设计了基于FPGA的数字反符合γ谱仪系统来降低天然本底和康普顿散射对低活度放射性测量的影响。该系统选用Φ145 mm×95 mm×80 mm的NaI （Tl）环形探测器与Φ75 mm×75 mm的NaI （Tl）主探测器构成反符合探测器，采用FPGA和高速ADC同步采样主探测器脉冲信号和反符合环形探测器输出信号。在FPGA中实现了核脉冲信号采集、缓存、反符合甄别、梯形成形等相关算法。在天然本底测量实验中，数字反符合γ谱仪系统的计数率为191.80 cps，本底抑制系数为2.69；对137Cs放射源的测量实验表明，在反符合探测器端面中心处，反符合测量峰总比为0.41，能量分辨率为6.99%；在反符合探测器侧面中间部位，反符合测量峰总比为0.30，能量分辨率为7.48%。实验结果表明，基于FPGA的数字反符合γ谱仪系统明显降低了天然环境本底和康普顿散射对测量的影响，适用于低活度放射性测量、现场就地放射性测量。