闪烁探测器线路板可靠性设计

李 波，李 涛，李晏敏，欧阳艳晶，马烈华，丁明军，艾 杰，马景芳

（中国工程物理研究院流体物理研究所，四川 绵阳 621900）

0 引 言

闪烁探测器是一种将闪烁体（对电离辐射敏感的元件）直接或通过光导与光敏器件（一个或多个光电倍增管）光耦合组成的核辐射探测器[1]。由于闪烁探测器具有探测效率高、光输出性能好、衰减时间短、时间响应快等特点，广泛用于X、γ射线和中子的探测[2,3]。

通常，闪烁探测器由闪烁体、光导、光电倍增管以及线路板4个部分组成，原理结构如图1所示[4,5]。其工作过程可分为6个相互联系的步骤：（1）射线进入到闪烁体中与闪烁体相互作用，使闪烁体的原子、分子电离和激发；（2）被电离、激发的原子和分子退激时，一部分电离激发能量以光辐射的形式释放出来，形成闪烁；（3）闪烁光的一部分被收集到光电倍增管的光阴极上；（4）光子被光阴极吸收后发射出光电子；（5）光电子在光电倍增管中倍增，倍增的电子束在阳极上被收集，产生输出信号；（6）线路板对倍增管阳极输出的微小电信号进行放大和监测。由于闪烁探测器中的光电倍增管属于高压真空器件，自激放电现象无法完全避免，为了避免光电倍增管自激造成线路板损坏和探测器故障，必需对线路板进行可靠性设计。

图1 闪烁探测器原理结构图

线路板由高压电源、高压分压器、信号处理电路以及低压电源4部分组成，其中高压电源产生上千伏直流高压（总直流高压），直流高压经分压电路后形成一定比值的直流电压给光电倍增管各级供电，总直流高压和光电倍增管各级直流电压均可调节。……