Sử DụNG ĐầU Dị BáN DẫN HPGe
Do luận văn được thực hiện tại Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân Đà Lạt nên hệ phổ kế phổ kế trùng phùng sử dụng đầu dị bán dẫn HPGe mà tác giả được khảo sát là hệ phổ kế cộng biên độ các xung trùng phùng, đặt tại kênh số 3 của lị phản ứng hạt nhân. Chương 2 sẽ giới thiệu về các khối điện tử chính của hệ, sơ đồ khối, sơ đồ kết nối các khối, nguyên tắc hoạt động cùng với các vấn đề liên quan đến hệ phổ kế trùng phùng.
2.1 Sơ
đồ
khối
Hình 2.1 : Hệ phổ kế trùng phùng gamma sử dụng hai đầu dị bán dẫn HPGe loại GC1518
và Inter Technique đặt tại kênh số 3 của lị phản ứng hạt nhân, Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân Đà Lạt.
Hình 2.2 : Sơ đồ khối của hệ phổ kế trùng phùng gamma sử dụng hai đầu dị bán dẫn HPGe loại GC1518 và Inter Technique (trùng phùng bằng khối 414A).
Hệ thống phổ kế trùng phùng trên hình 2.2 được chia làm 2 kênh : kênh A (phía dưới) và kênh B (phía trên) bao gồm các thiết bị như sau :
- Hai đầu dị bán dẫn Ge siêu tinh khiết (HPGe) loại GC1518 của hãng Canberra và Inter - Technique.
- Hai khuếch đại phổ 572A của hãng Ortec.
- Hai bộ biến đổi tương tự thành số ADC 7072 của hãng Fast Comtec. - Hai khuếch đại lọc thời gian TFA 474 của hãng Ortec.
- Hai khối phân biệt ngưỡng nhanh CFD 584 của hãng Ortec. - Ba khối dây trễ (Delay).
- Khối cao thế HV 660 của hãng Ortec.
- Khối trùng phùng nhanh 414A của hãng Ortec. - Nguồn nuơi Model 4002D của hãng Ortec. - Card thu dữ liệu Interface NI7811R
- Máy tính PC.
12 2 3 4 5 GC1518 1 2 3 4 5 Inter Technique Inter Face NI7811R Các khối B Các khối A Các khối A Các khối B 1 2 3 4 5 GC1518 1 2 3 4 5 Inter Technique 1 2 3 4 5 Inter Technique Inter Face NI7811R Inter Face NI7811R Các khối B Các khối A Các khối A Các khối B
12 2 3 4 5 Inter Technique 1 2 3 4 5 GC1518 Inter Face NI7811R
AMP (B) ẹầu dị HPGe (B) HV ADC
AMP (A)
ẹầu dị HPGe (A) Interface
PC1 1 2 3 4 5 Inter Technique 1 2 3 4 5 GC1518 Inter Face NI7811R Inter Face NI7811R
AMP (B) ẹầu dị HPGe (B) HV ADC
AMP (A)
ẹầu dị HPGe (A) Interface
PC
Hình 2.4 : Sơ đồ kết nối các khối điện tử của hệ phổ kế trùng phùng gamma (mặt sau).
Các khối điện tử, hai đầu dị bán dẫn HPGe và máy tính được kết nối với nhau được trình bày trên hình 2.3 và hình 2.4.
Đầu dị HPGe : gồm cĩ 5 dây ra (cĩ kèm theo tên, ghi trên cáp cắm) : dây nguồn 1 dùng cho tiền khuếch đại trong đầu dị, dây tín hiệu lối ra năng lượng 2 (Energy), dây tín hiệu lối ra thời gian 3 (Timming), cao áp HV 4, dây cấm cao áp 5 (Inhibit).
- Dây nguồn 1 nối với phía sau của khuếch đại phổ AMP 572.
- Dây Energy 2 cĩ thể nối với phía trước cổng “input” hoặc phía sau cổng “in” của khối khuếch đại AMP 572.
- Dây Timming 3 nối vào “input” ở mặt trước hoặc mặt trước của TFA 474. - Dây cao áp HV 4 nối vào “0 5 kV” ở mặt sau cao áp.
- Dây Inhibit 5 nối vào BIAS SHUTDOW.
Khuếch đại phổ AMP 572
- Lối ra UNI của AMP 572 nối với “ADC in”. - Cổng inhibit nhận dây nối từ interface.
ADC 7072
- Dây tín hiệu trùng phùng từ interface nối vào “Gate in” ở mặt trước của ADC. - Mặt sau, nối 2 cổng “data” của ADC với 2 cổng “data” của interface.
Khuếch đại nhanh TFA 474
Cổng “output” của TFA 474 nối với lối vào cổng “input” của khối phân biệt ngưỡng CFD 584.
Khối phân biệt ngưỡng CFD 584
- Hai cổng CF Delay được nối với 2 lối vào của khối làm trễ.
- Cổng “output” của CFD 584 A nối với lối vào cổng “coinc A” của khối trùng phùng nhanh 414A.
- Cổng “output” của CFD 584 B nối với lối với 1 cổng của khối làm trễ, cổng cịn lại của khối làm trễ nối vào cổng “coinc B” của khối trùng phùng nhanh 414A.
Khối trùng phùng nhanh 414A
Cổng “output” của khối trùng phùng nhanh 414A nối tới Interface.
Card thu nhận số liệu Interface NI7811R
Cắm trên khe PCI của máy tính và nối với các ADC qua hộp connector.
2.3 Các tham số của hệ phổ kế trùng phùng gamma sử dụng đầu dị bán dẫn HPGe
Cao thế đơi HV 660 - Kênh A : 1750 V. - Kênh B : 2500 V.
Khuếch đại phổ AMP 572A
Bảng 2.1 : Các tham số của khối AMP 572A
Khối A B
Gain 3,75 12,23 Coarse Gain 100 20 Shapping time 3s 3s
Input NEG POS
Output UNI UNI
ADC 7072
- DEADTIME/LEVEL: 0/200 - RANGE/MODE: 8k/COIN - RANGE/MODE: 8k/COIN