核电子学与核仪器课件6[1]

1、名词解释：

核电子学：物理学、核科学与技术、电子科学与技术、计算机科学与技术等相结合而形成的一门交叉学科。

核辐射探测器：利用辐射在气体、液体或固体中引起的电离、激发效应或其它物理、化学变化进行辐射探测的器件称为辐射探测器。

核仪器：是指用于核辐射产生或测量的一类仪器的统称。

能量-电荷转换系数：设辐射粒子在探测器中损失的能量为E，探测器产生的电子电荷数为N，则N/E称为探测器的能量-电荷转换系数θ。θ=N/E

能量线性：定义：是指探测器产生的离子对数平均值和所需消耗的粒子能量之间的线性程度。

探测器的稳定性：探测器中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。

核电子学电路的稳定性：核电子学电路中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。

信噪比：信号幅度与噪声均方根值之比

冲击函数：

系统函数：H(s)=Uo(s)/Ui(s)

极点：系统函数中使分母为零的点

零点：系统函数中使分子为零的点

有源滤波器：将RC积分网络接在放大器的反馈回路里，就构成有源积分电路，或称为有源滤波器。

积分谱：改变阈电压UT，测量到相应的大于UT的脉冲数N(UT)， 得到N(UT) - UT

分布曲线，得到的就是积分谱

微分谱：从阈电压UTn上的脉冲计数减去阈电压UTn+1上的计数就可得到阈电压上间隔ΔU=UTn-UTn+1中的计数ΔN。ΔN和UT的关系曲线，就是脉冲幅度分布曲线（微分谱）

仪器谱：仪器实测得的能谱

脉冲幅度分布谱：积分谱和微分谱

道宽：Uw=Uu - UL > 0

时间移动：输入脉冲的幅度和波形的变化引起定时电路输出脉冲定时时刻的移动

时间晃动：系统的噪声和探测器信号的统计涨落引起的定时时刻的涨落

时间漂移：元件老化、环境温度或电源电压变化（属于慢变化）引起的定时误差

慢定时：μs量级的定时

快定时：ps量级的定时（还有ns的说法）

自然γ全谱：用仪器测得的，能量在及时keV-2.62MeV的自然γ仪器谱。 弹道亏损：电荷Q快速充在理想的电容C上，得到的电压是UMAX=Q/C.实际的电容存在漏电阻； RC回路充电需要一段时间；充电同时有微量电量损失，电容两端实际的电压必然小于UMAX=Q/C，这种现象称之为弹道亏损。

核医学仪器ECT的原理和应用

1. 什么是核医学仪器ECT？

核医学仪器ECT（Electron Capture Tomography）是一种医学成像技术，用于检测和诊断人体内部的疾病和病变。通过使用放射性同位素示踪剂和探测器，ECT能够生成三维图像，显示出人体内部的生物分子和组织的分布情况。

2. ECT的工作原理

ECT的工作原理基于放射性同位素的特性。当放射性同位素稳定后，它会通过放射衰变释放出特定类型的辐射，如γ射线或β射线。ECT使用其中一种放射性同位素作为示踪剂，将其注射到患者体内。

2.1 电子俘获

核医学仪器ECT主要是通过电子俘获（electron capture）来进行成像的。电子俘获是指放射性同位素核内的电子与核子碰撞并被核子俘获的过程。这个过程会导致核内的质子数减少一个，核子数保持不变。俘获后的原子核会处于激发态，随后通过释放γ射线而回到基态。

2.2 探测器

在ECT中，使用的放射性同位素会发出α或β射线，这些射线会被探测器捕捉，探测器会将捕捉到的射线转化为电信号。常见的ECT探测器有正电子发射断层扫描仪（PET）和单光子发射计算机断层扫描仪（SPECT）。

3. ECT的应用

ECT在医学领域有广泛的应用，下面列举一些主要的应用领域：

3.1 脑部成像

ECT在脑部成像中具有重要作用。它可以帮助医生观察脑功能、诊断脑部疾病、评估疗效等。例如，ECT可以用于观察脑部的血流情况、脑细胞的代谢活动，从而检测和定位出血、肿瘤、缺血等问题。

3.2 心脏成像

ECT在心脏成像方面同样具有重要地位。它可以帮助医生评估心脏功能、检测冠状动脉血流情况以及评估心脏病变等。常见的应用包括心肌灌注显像、心脏功能评估等。 3.3 骨骼成像

ECT在骨骼成像方面也有广泛的应用。它可以用于检测骨骼组织的异常情况，如骨折、肿瘤、感染等。骨骼ECT可以提供高分辨率的图像，帮助医生进行骨骼疾病的诊断和治疗规划。

核电子仪器标准化

[1]由于半导体技术的发展，核电子学仪器均采用积木式（即插件式）结构，因此需要对插件实行标准化。在这方面，首先需要解决仪器的机械和电气互换性和信息传递的规范问题。

核仪器插件(NIM) 标准，是最早制订的核电子仪器标准。它是美国原子能委员会核仪器插件标准委员会于1964年制订的。1974年，国际电工委员会(IEC)TC-45技术委员会把 NIM标准作为核电子仪器的国际标准予以推荐。1975年中国核电子仪器的研制和生产单位已开始采用这一标准。

NIM标准包括仪器箱体、插件的基本结构、尺寸、供电电压、联接方式、信号的输入输出等项标准。其主要内容有:采用19英寸（482.6毫米）箱体、插件标称高度221.5毫米、深245.7毫米、单位宽度34.3毫米。每个箱体中可容纳12个单宽插件，或其他倍宽插件的组合。供电电压规定为±24伏、±12伏、±6伏。插件与箱体通过标准的 42芯针式插接件相连接。模拟信号为 0～+1伏、0～+10伏、0～+100伏三类。慢逻辑的低电平为+1伏～+2伏,高电平为+4伏～+12伏。快逻辑的低电平为-1～+1毫安，高电平为-14～-18毫安(阻抗为50欧)。1983年，在NIM标准上增添了数字总线，称为NIM/GPIB标准,从而使NIM标准的性能更为完善。

核电子仪器标准化

核电子仪器标准化

standardization of nuclear electronic instrument

由于半导体技术的发展，核电子学仪器均采用积木式（即插件式）结构，因此需要对插件实行标准化。在这方面，首先需要解决仪器的机械和电气互换性和信息传递的规范问题。

核仪器插件(NIM) 标准，是最早制订的核电子仪器标准。它是美国原子能委员会核仪器插件标准委员会于1964年制订的。1974年，国际电工委员会(IEC)TC-45技术委员会把 NIM标准作为核电子仪器的国际标准予以推荐。1975年中国核电子仪器的研制和生产单位已开始采用这一标准。

NIM标准包括仪器箱体、插件的基本结构、尺寸、供电电压、联接方式、信号的输入输出等项标准。其主要内容有:采用19英寸（482.6毫米）箱体、插件标称高度221.5毫米、深245.7毫米、单位宽度34.3毫米。每个箱体中可容纳12个单宽插件，或其他倍宽插件的组合。供电电压规定为±24伏、±12伏、±6伏插件与箱体通过标准的 42芯针式插接件相连接。模拟信号为 0～+1伏、0～+10伏、0～+100伏三类慢逻辑的低电平为+1伏～+2伏,高电平为+4伏～+12伏。快逻辑的低电平为-1～+1毫安，高电平为-14～-18毫安(阻抗为50欧)。1983年，在NIM标准上增添了数字总线，称为NIM/GPIB标准,从而使NIM标准的性能更为完善。

由于大量核数据和粒子数据获取和处理的需要，60年代末期，电子计算机的在线应用已为世界各国所重视。1968年,欧洲核电子学标准化委员会(ESONE)制订了计算机自动测量和控制(CAMAC)标准。不久，美国NIM委员会和美国电气及电子工程师协会(IEEE)接受了这个标准。1974年，国际电工委员会TC-45技术委员会把CAMAC标准作为国际标准予以推荐。1977年，中国核电子仪器研制和生产单位也已采用这一标准。