陈 琦， 王忠海， 张肇驿， 李佛泉， 杨朝文

(四川大学物理学院辐射物理与技术教育部重点实验室， 成都 610064)

1 引 言

γ能谱仪是辐射探测相关的重要仪器设备. 它被广泛应用于辐射环境监测、卫生防疫、地质普查、放射医疗等领域[1]. 传统的γ能谱仪一般采用探测器外接成型电路、数据采集电路和供电电源的系统结构，存在体积大、重量大、携带不方便和抗干扰能力差等缺点. 随着我国核电事业快速发展，截至2019年12月，中国大陆共有16座核电站47台机组投入商业运行，并有13座核电站正在建设当中[2]. 考虑到反应堆内部的空间狭小、电磁环境复杂且不方便供电和人员进出，为了探测反应堆运行时产生的γ射线，要求γ能谱探测设备具有体积小、可长期无人值守、自动测量的特点. 针对以上需求，本文研制了基于STM32L4系列微处理器的高集成度、高分辨率、高稳定性、低功耗和智能化γ能谱仪.

2 系统设计

γ能谱仪的总体设计方案如图1所示. 谱仪采用闪烁体探测器探测γ射线，通过设计小尺寸高压电路为闪烁体探测器供电；采用电荷灵敏前置放大器电路对探测器输出信号进行读出和放大；采用集成运算放大器芯片设计了两级二阶有源低通滤波电路，对前置放大电路输出信号进行滤波、成形

和放大；γ能谱仪采用低功耗高性能STM32L4系列的ARM处理器设计了高集成度多道分析电路，并结合嵌入式程序实现了探测器信号能谱处理和系统控制；同时γ能谱仪还设计了专用的锂电……