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Vol. 55 ,No. 6Jun.2021第55卷第6期2021年6月原子能科学技术AtomicEnergyScienceandTechnology使用Geant4模拟CAPture 电极CdZnTe 探测器对！射线的响应周红召S 宋明哲，刘海侠1孙涛1，李军S 郝立亮1"1.国民核生化灾害防护国家重点实验室，北京102205#.中国原子能科学研究院，北京102413)摘要：采用CAPture 电极CdZnTe 探测器获取X 射线注量谱，为建立ISO 40371 (996标准以外的参考 辐射和计算辐射场特殊剂量物理量的约定真值提供基础% CdZnTe 探测器的主要缺点是由于空穴迁移率寿命积过小，导致电荷收集不完全，全能峰左侧出现低能尾％ CAPture 电极CdZnTe 探测器采用扩展 阴极降低阴极附近区域的电场强度，弱化空穴输运对电荷收集效率的影响，实现对低能尾的抑制％但由 于探测器内的电场不再均匀，电荷收集效率无法用Hecht 方程计算％本文根据Shockley-Ramo 原理建立了 CAPture 电极CdZnTe 探测器电荷收集效率计算公式，用有限元分析软件模拟了探测器内的电场 分布％进而用Geant4软件开展了蒙特卡罗仿真计算，确定了载流子迁移率寿命积，并取得了与实测结 果基本一致的脉冲幅度谱，为建立探测器的响应矩阵奠定了基础％关键词:CdZnTe 探测器；电荷收集效率;Geant4；探测器响应;低能尾中图分类号:TL84文献标志码:A文章编号：10006931(2021)06109807doi ：10. 7538/yzk. 2020. youxian. 0475Simula&ingResponse&oGammaRayofCdZnTeDe&ec&orwith CAPture Electrode Using Geant4ZHOU Hongzhao 】,SONG Mingzhe 2" , LIU Haixia 1 , SUN Tao 1 , LI Jun 1 , HAO Liliang(1. State Key Laboratrry of NBC Protection for Civilian , Beijing 102205 , China ；2. China Institute of Atomic Energy , Beijing 102413 , China )Abs&rac&(AimingtoprovideabasisYorestablishingreYerenceradiationbeyondtheISO4037-1(1996standardandcalculatingtheconventionaltruevaluesoYspecialdosequanti-tiesoYtheradiation ield YluencespectrumoYX-rayisobtainedusingaCdZnTedetector with CAPture electrode. The main drawback oYthe CdZnTe detector is the low energy tail on the left side of the full energy peak due to insufficient charge collection caused by thesma l mobility-lifetime product. The CdZnTe detector with CAPture electrodereducestheelectricfieldstrengthinthevicinity ofthecathodethrough utilizingthe extendedcathodes which weakens the e f ect of hole transport on charge co l ection e f i-ciency and curbs the low energy tail. However thechargeco l ectione f iciencycannot收稿日期2020-07-10；修回日期2020-09-16"通信作者：宋明哲第6期 周红召等：使用Geant4模拟CAPture 电极CdZnTe 探测器对*射线的响应1099becalculatedusingthe Hechtequationastheelectricfieldinthedetectorisnolongeruniform. In this paper , the formula for calculating the charge collection efficiency of the CdZnTe detector with CAPture electrode was established based on the Shockley-Ramo principle , and the electric field strength in the detector was simulated with finiteelement analysis software. Furthermore , Monte Carlo simulation was carried out using Geant4. As a result , the mobility-lifetime product was determined , and the pulse heightspectra calculated by Geant4 are consistent with the measured results , laying the foun dation for establishing the response matrix of the detector.Key words ： CdZnTe detector # charge collection efficiency # Geant4 # detector response #low energy tailX 射线注量谱可用于计算平均能量、半值 层和转换系数等参数3*,对于建立过滤X 射 线参考辐射场具有重要意义。
柔性CZTSSe太阳电池的制备及性能研究YAN Qiong;LI Hong-nan;LIN Xiao-yuan【摘要】采用溶液法及后硒化处理的方式在柔性钼衬底上制备铜锌锡硫硒薄膜,并通过XRD、EDS、Raman和SEM分析薄膜的结晶性、物相和形貌.研究金属成分含量对CZTSSe薄膜形貌的影响,最终在柔性衬底上制备出成分均匀可控、无二元或三元杂相、结晶致密连续的CZTSSe薄膜,并以此为基础制备结构为Mo/CZTSSe/CdS/i-ZnO/ITO/Ag的柔性太阳电池,得到的电池最高效率为3.83％.【期刊名称】《福建江夏学院学报》【年(卷),期】2019(009)003【总页数】9页(P110-118)【关键词】柔性薄膜太阳电池;铜锌锡硫硒;背接触;载流子输运【作者】YAN Qiong;LI Hong-nan;LIN Xiao-yuan【作者单位】;;【正文语种】中文【中图分类】TM914.4一、研究背景太阳能的开发与利用有助于应对能源短缺和环境污染这两大挑战，实现可持续发展，因此各国都在大力扶持光伏产业。
不同太阳能电池技术的光电转化效率发展历程如图1所示。
[1]其中，铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜太阳电池由于其组成元素地壳储量丰富、绿色环保、轻质、可柔性等优点而得到广泛关注。
相比于传统的刚性电池，柔性太阳电池具有材质柔软、质量轻、功率质量比高、生产过程能耗小、易于实现卷对卷大面积连续生产等优点，可望扩展太阳电池的应用领域。
采用能够耐受CZTS基薄膜整个制备过程并保持高转换效率的柔性背电极材料来制备柔性器件是一项有意义的工作。
近年来，CZTS基太阳电池在刚性衬底上的最高转换效率已达12.6%，而在柔性衬底上的最高效率仅为7.04%，因此需要进一步研究基于柔性衬底的CZTS基薄膜的成膜工艺，探究电池内载流子的输运机理，为提高电池效率提供实验数据和理论支撑。
本文围绕柔性CZTSSe太阳电池开展研究工作，采用溶液法及后硒化处理的方式在柔性钼衬底上制备CZTSSe薄膜，以此为基础制备柔性CZTSSe太阳电池并研究其光电性能。
接触网零部件技术性能介绍网零部件是指用于连接、支持、保护和导电的电子组件。
它们广泛应用于各种电子设备和系统中，包括电脑、手机、电视等。
网零部件的技术性能对整个设备的性能起着至关重要的作用。
本文将介绍几种常见的网零部件及其技术性能。
首先，我们来看一下电容器。
电容器是一种储存电荷的设备，它由两个导电板和介质组成。
电容器的主要性能参数包括容量、电压和温度系数。
容量是电容器可以储存的电荷量的度量，通常以法拉(F)为单位。
电容器的容量越大，储存的电荷量越多，性能越好。
电压是电容器可以承受的电压的最大值。
电容器的电压越高，其使用范围越广。
温度系数是电容器容量随温度变化的程度。
温度系数越小，稳定性越好。
接下来是电感器。
电感器是一种储存磁场能量的设备，它主要由绕组和磁芯组成。
电感器的主要性能参数包括电感值、电流和频率范围。
电感值是电感器储存磁场能量的度量，通常以亨利(H)为单位。
电感器的电感值越大，储存的磁场能量越多，性能越好。
电流是电感器可以承受的电流的最大值。
电感器的电流越高，其使用范围越广。
频率范围是电感器能够工作的频率范围，通常以赫兹(Hz)为单位。
频率范围越宽，电感器能够适应的应用场景越多。
另一种常见的网零部件是电阻器。
电阻器是一种控制电流流动的设备，它主要由电阻元件和引线组成。
电阻器的主要性能参数包括阻值、功率和稳定性。
阻值是电阻器阻碍电流流动的程度的度量，通常以欧姆(Ω)为单位。
电阻器的阻值越大，阻碍电流流动的程度越大，性能越好。
功率是电阻器能够承受的功率的最大值。
电阻器的功率越高，其使用范围越广。
稳定性是电阻器阻值随温度变化的程度。
稳定性越好，电阻器的阻值在不同温度下变化的幅度越小。
此外，还有晶振器、二极管、三极管等网零部件，它们各自具有特定的技术性能。
晶振器是一种产生稳定时钟信号的设备，其主要性能参数包括频率稳定性、工作电压和工作温度范围。
二极管是一种具有单向导通特性的设备，其主要性能参数包括电流容许值、正向电压降和反向电流。
接触器的基本结构和技术参数接触器是一种用于频繁地接通或断开交直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。
在功能上接触器除能自动切换外，还具有手动开关所缺乏的远距离操作功能和零压及欠压保护功能，但没有自动开关所具有的过载和短路保护功能。
接触器生产方便，成本低，主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等，是电力拖动自动控制电路中使用最广泛的一种低压电器元件。
按接触器所控制的电流种类可分为交流接触器和直流接触器两种。
一．交流接触器概述1、交流接触器的工作原理交流接触器的工作原理如图1所示。
图1 交流接触器的工作原理示意图按钮7在断开位置，交流接触器处于不得电的状态——常态，它的常闭触头闭合，常开触头断开。
按动按钮7，电磁线圈6得电，电磁机构产生电磁力吸动衔铁，衔铁3向下运动，带动触头动作(反作用力弹簧被压缩)。
常闭触头断开，常开触头闭合。
松开按钮7，电磁线圈断电，电磁铁电磁力消失，衔铁在反作用力弹簧4的作用下向上运动回到常态的位置，常开触头断开、常闭触头复位。
可以把交流接触器理解为一个由电磁铁控制的多触头开关。
其图形符号和文字符号如图2所示。
图22、交流接触器的基本结构（1）电磁机构交流接触器的电磁机构由铁心(两侧柱端部嵌有短路环)、电磁线圈、衔铁、反作用力弹簧和缓冲弹簧等组成。
衔铁的运动形式有绕轴转动的拍合式和直线运动的直动式，衔铁直线运动式又可分为正装直动式和倒装直动式（即触头在电磁机构的下方）。
（2）触头系统交流接触器的触头可分为主触头和辅助触头。
主触头用于接通、断开电流较大的负荷电路即主电路。
所以，主触头截面积较大，一般为平面型。
辅助触头截面积较小，一般为球面型，用于接通、断开控制电路、信号电路等。
交流接触器的主触头多为常开触头，辅助触头则有常开触头及常闭触头两种。
交流接触器的触头有桥式双断点和指式单断点等型式。
（3）灭弧装置交流接触器的主触头在切断具有较大感性负荷的电路时，动、静触头间会产生强烈的电弧，灭弧装置可使电弧迅速熄灭，减轻电弧对触头的烧蚀和防止相间短路。
小体积大电流航空接触器特性与应用航空接触器的最大优点是小体积、大电流、无噪声、高可靠性、长寿命，近几年开始用于民用产品，像通讯电源、不间断电源系统，电动叉车、牵引车、挖掘机等工程车辆的电源系统，城市道路照明控制系统等。
触点电流范围50A~2000A，2000A单触点航空接触器的外形尺寸仅175mm×150mm×88mm，100A 三相航空接触器的外形尺寸仅117mm×117mm×67mm，是普通开放式交流接触器所无法比拟的。
航空接触器的触点为银合金，采用全密封结构，消除了负载通断时大电流拉弧造成的触点烧蚀、氧化，另外采用了启动和保持双线圈绕组结构，动作速度极快，因而具有高的可靠性和长的寿命。
航空接触器线圈绕组均为直流供电，无交流噪声。
鉴于这一优点，靠近居民区的城市道路照明控制系统中的普通开放式交流接触器正逐步被更换成航空接触器。
一、航空接触器的分类1、按线圈电压分，有DC12V、24V、30V、48V、56V、220V六种。
2、按线圈结构分，有双线圈（起动绕组、保持绕组）和单线圈两种。
3、按触点结构分，有常开和常闭两种。
4、按触点电流分，有50A、100A、200A、400A、600A、1000A、2000A七种规格。
二、电气参数航空接触器的主要电气参数有线圈额定电压、线圈吸合电压、线圈释放电压、线圈额定电流、线圈起动电流、触点额定负载电流、触点接触压降、额定吸合时间、额定释放时间、触点弹跳时间。
线圈额定电流是指环境温度20℃、额定线圈电压下的线圈电流，线圈起动电流是指环境温度20℃的冷态起动电流，线圈吸合电压、线圈释放电压是指环境温度20±5℃时的冷态动作电压，触点额定负载电流是指阻性负载下触点的额定电流，额定吸合时间、额定释放时间是指线圈不带抑制电路时的动作时间。
常用航空接触器的电气参数见表1。
三、线路原理图常用航空接触器的线路原理图见图①~⑩。
CZT探测器研究背景意义及现状1研究的背景和意义 (1)2国内外研究现状 (2)1研究的背景和意义X射线和伽玛射线能谱探测和成像探测技术是空间科学、原子核科学、材料科学和生物医学科学的关键技术手段，它在核能利用、辐射防护、生物医学、安全检测、环境监测、材料分析、微纳加工和天文探测等方面都有重要应用。
特别是在当前国际合作和交流中，便携式核安全检测是国防安全的一个重要方面，迫切需要高性能的辐射探测器，而碲锌镉（CdZnTe）面元像素阵列探测器正是近年兴起的核探测技术之一。
早期的核辐射探测器采用气体雪崩电离室、超临界液体气泡室、光电子倍增管和固体闪烁体等探测方法，这些探测方法要么体积大、集成度低，要么探测效率和时间响应仍不能满足应用需求，比如光电倍增管存在能耗高、噪声大等问题，而固体闪烁探测器则存在光散射和能量分辨率低等缺点。
因此，提高探测器性能的关键是提高能量转换效率、信号处理速度和系统集成度。
由于集成电路技术的发展，半导体探测器在这方面显示出有较大优势和潜力。
常见的几种半导体辐射探测器，与闪烁晶体相异，半导体辐射探测材料要求载流子迁移率大以实现快速响应，同时又要求半导体禁带宽度大以减小热电流，实现室温探测。
为此，要求半导体材料同时具有较宽的能带和能隙，一般来说，只有在高原子序数的半导体材料中才能实现。
同时，由于伽玛射线与原子的作用通常随原子序数的增加而增强，高原子序数的半导体材料也会具有更高的探测效率。
硅材料具有的原子序数较低，因而适合低能射线的探测，用作高能射线探测则探测器材料的厚度必须大于厘米量级才能保证探测效率；高纯锗和砷化镓具有中等大小的原子序数，因而可以用于高能射线的探测，但探测材料的厚度也要达到厘米量级；碲化镉（CdTe）和碲锌镉（CdZnTe）具有较高的原子序数，因而探测材料的厚度可以达到毫米量级；至于碘化钠、碘化汞和碘化铅，则由于原子序数相差较大，载流子的迁移率非常低，因而是闪烁晶体的候选材料，不太适合做半导体光电子探测器。
船舶电力系统的基本参数有电流种类、电压等级和频率标准.它们决定了船舶电站工作的可靠性和电气设备的重量、尺寸、价格等.一、电流种类的选择电流有直流和交流两种。
早期船舶多采用直流电力系统。
30年代开始在军用舰船上采用交流电制，以后逐渐推广到各种船舶，50年代形成电制更替高潮。
我国舰船在60—70年代完成了向交流电制过渡。
然而舰船电力系统的电流种类，仍然会受到舰船能源类型或某种条件的限制，例如,采用蓄电池组为能源的常规潜艇，就很难推行交流电制;有较高调速要求的推进电力系统也往往采用直流电制。
交流电站与直流电站相比，前者设备成本和维护保养方面的费用及工作量比后者少得多;因为交流电动机没有整流子,结构简单、体积小、重量轻、运行可靠.鼠笼式电动机可以直接起动，控制设备少。
此外，交流动力网络与照明网络之间可通过变压器实现电气隔离。
使绝缘电阻低的照明电网基本上不影响动力电网。
交流电制也有利于船舶电气化程度的提高和系统容量的增长。
直流电站的优点是调压并车简单，电动机起动时冲击小。
可实现大范圈平滑调速（这对电动起货机尤为有利)，蓄电池组充电毋须整流器等.然而，由于电力电子技术的发展，直流电制的优点越来越不明显，交流电制在国内外各种船舶中占了主要地位.二、电压等级确定电力系统及其负载的电压等级，是电力系统设计的一项重要内容。
从减少导体电流的角度来看。
提高电压是有利的，可以减小电器元件的导电截面,节约有色金属。
如以电器在电压为127V时的重量为1，则当电压为220V、380V和500V时,电器的重量分别近似地等于0。
58、0。
33和0.25。
另一方面，电压的提高增加了电器灭弧的困难，为此对电气设备的绝缘和安全方面提出了更高的要求,需要加大灭弧间隙，这样又使电器的重量、尺寸增大,故在电压高于600V时，其重量、尺寸减小很少. 目前世界各国对电压等级的考虑，主要与本国陆上电制的参数能统一。
我国发电设备具有230V（单相）、400V （三相)的额定电压。
CZT探测器工作原理与性能分析1 CZT晶体性能分析...................................................................... .. (1)2 CZT工作原理...................................................................... . (2)3 CdZnTe探测器的类型 ..................................................................... (3)4 CZT国内外研究现状及发展应用趋势 ..................................................................... . (4)4.1 国内外研究现状 ..................................................................... . (4)4.2 CZT发展应用趋势...................................................................... (4)碲锌镉(CZT)探测器是目前倍受关注的半导体核辐射探测器之一，与其他常用探测器相比，它有较多优点，下面进行对CZT晶体和探测器工作原理作相应的介绍。
1 CZT晶体性能分析CdZnTe晶体是近年发展起来的一种性能优异的室温半导体核辐射探测器新材料，闪锌矿结构，空间群为F43m。
CdZnTe晶体是由于CdTe晶体的电阻率较低。
所制成的探测器漏电流较大，能量分辨率较低，在CdTe中掺入Zn后，其禁带宽度增加。
发展成为一种新材料。
CdZnTe(20,ZnTe，80,CdTe)晶体电阻率高(约1110,cm)、原子序数大(48,52)，禁带宽度较大。
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目录1 概述 (1)2 功能和性能简介 (1)2.1 功能 (1)2.2 性能 (5)2.3 安全保密 (6)3 软件与硬件组成 (6)3.1 硬件 (6)3.2 软件 (7)3.3 数据结构 (7)4 操作与使用过程 (8)4.1 系统组成框图 (8)4.2 安装与初始化 (8)4.3运行参数组态 (9)4.4 主程序操作与使用 (9)1 概述在电力系统中无功功率是一项重要的运行参数，如果供应不足就会降低输变电设备的供电能力，甚至引起电压不稳定问题，同样如果无功功率太大也会增加电网的能量损失，所以动态合理地控制发电设备无功功率的输出能产生良好的经济效益。
TH—Q型分布式发电机无功功率控制器可以接收网、省调度中心下达的增、减无功功率系统母线电压指令，依据无功优化的原则，按照一定的调节规律和限制条件对每台发电机组的励磁调节器（A VR）发出相应的增、减无功功率（Q）的指令，以实现发电机无功功率的远方调节。
第6章船舶常用电气元件船舶的电气控制系统，无论是简单还是复杂，都可以分解为一个个的电气元件。
要想掌握船舶电气控制系统的使用和维修，必须从掌握电气元件的常用知识开始。
本章主要介绍电气控制系统中常用的元件的基本原理与结构、一般的维护方法及常见故障的处理，以让广大设备管理人员能熟悉电气元件的性能与作用，方便控制系统出现故障时的分析与查找，及解决故障。
由于电气元件的种类繁多，形式各异，本章只介绍一些常见的电气元件，各位可在工作实践中不断学习，认识与熟悉更多的电气元件。
6.1接触器6.1.1接触器的介绍接触器是电力系统中最重要的元器件，它的作用是将电网上的电力连接到负载上，是负载与电网间的桥梁。
1.式中:f为(注：2.图20%。
6.1.2接触器的维护做好接触器的维护工作，可以保证其工作的可靠性，延长其使用寿命。
主要的维护工作建议如下：1．三个月清除接触器上的油垢和灰尘。
2．每三个月检查各紧固件，防止松动。
3．有轴承，应每三个月加润滑油。
4．六个月检查、调整接触器触头的压力、开距、超行程，使之保持在规定的范围之内。
5．每三个月检查灭弧室内情况，清除积灰，防止短路。
6．每三个月检查触头情况，必要时对触头清洁、研磨。
7．常使用时应检查接触器的温度、声音，如有异常及时处理。
6.1.3常见故障及处理方法1.接触器不能吸合产生接触器不能吸合的原因有许多，可通过下列检查来判断故障的原因。
首先检查接触器的线圈上是否有工作电压，如没有工作电压，则是控制系统发生了故障，检查排除控制系统的故障；如果接触器的线圈上有正常的电压，则在断开电源、接线的情况下用万用表检查线圈的电阻，以判断线圈是否断路。
在线圈发生断路后，更换线圈。
有时发生故障测量工作电压偏低，此时可能是控制系统发生了故障，也有可能是控制线圈内部短路造成的。
有时也会发生接触器机械部分的卡死，此时可用手动压接触器的动触头的方法来判断。
如发生机械卡死或阻滞，则拆检接触器，活动部位加润滑油，仍然卡死时则更换接触器。
侧压式集电器参数侧压式集电器是一种用于输电和供电的设备，可以将电能从固定部件传输到移动部件。
它由导电材料制成，具有多个导电触点，可以在移动部件上滑动。
本文将详细介绍侧压式集电器的各项参数。
1. 导电材料：侧压式集电器的导电材料通常采用高导电性的铜或铝合金。
这种材料具有良好的导电性能，可以有效地传输电能。
此外，导电材料还需要具备一定的硬度和耐磨性，以保证集电器的长期可靠运行。
2. 触点数量：侧压式集电器的触点数量决定了可以传输的电流数量。
通常情况下，集电器的触点数量越多，其传输的电流能力越强。
因此，在设计侧压式集电器时，需要根据实际需求确定触点数量，以满足电能传输的要求。
3. 触点材料：触点材料需要具有优良的导电性能和耐磨性，以保证集电器的正常工作。
常见的触点材料包括银合金、钨铜合金等。
这些材料具有较低的电阻和较高的导电性能，能够有效地减小能量损耗，并且具有较长的使用寿命。
4. 触点形状：触点的形状对集电器的性能和传输效果有着重要的影响。
通常情况下，触点的形状可以是平面、球形或圆柱形。
不同形状的触点在电能传输效果和寿命方面有着不同的特点。
选择合适的触点形状可以提高集电器的传输效率和可靠性。
5. 触点压力：触点的压力对集电器的传输效果和稳定性有着重要的影响。
适当的触点压力可以提高触点与导轨之间的接触质量，减小接触电阻，从而提高电能传输的效率。
触点压力过大或过小都会影响集电器的正常工作，因此需要在设计中合理选择触点压力。
6. 导轨材料：集电器的导轨材料需要具备良好的导电性能和耐磨性。
常见的导轨材料包括铜、铝等。
导轨材料的选择需要考虑集电器的传输功率和工作环境，以确保集电器能够正常工作并具有较长的使用寿命。
7. 导轨形状：导轨的形状对集电器的传输效果和稳定性也有重要影响。
常见的导轨形状包括平面、V形和U形等。
不同形状的导轨在接触质量和传输效率方面有着不同的特点。
选择合适的导轨形状可以提高集电器的传输效率和稳定性。
