基于像素型CZT探测器的深度灵敏与能量校正技术研究

吴俊 姜小盼 章志明 汪超 向宇 李岩 曾国强

碲锌镉(TeZnCd)探测器是近年来兴起的一种新型半导体探测器,其具有能量分辨率高、空间分辨率高、便携性好、且能在室温下正常工作等优点,在现代放射性物探的γ能谱测量中具有很好的应用潜力。但由于碲锌镉材料自身的空穴捕获效应,对高能伽玛射线的电荷收集不完全,制约了其在铀矿放射性勘探的应用。这里通过有限元仿真,研究CZT晶体内部的权重势分布,搭建实验平台,利用准直源射入CZT晶体内不同深度,并通过自主设计的电路读出探测器阴、阳极信号,采用C/A比值法获取探测器晶体内作用深度与电荷收集效率的关系,并基于该研究结果对~(137)Cs能谱进行校正,校正后FWHM@662keV从4.20%提升到2.65%,极大地提升了能量分辨能力,且"低能拖尾"现象也得到了明显地改善,验证了深度灵敏技术及其应用于能谱校正的可行性,从而提高了碲锌镉探测器对高能伽玛射线的能量分辨率,使其可能应用于新型放射性物探仪器,提高对铀矿等放射性物质勘查的精度。