Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO
TRƯờNG ĐạI HọC SƯ PHạM TP. Hồ CHí MINH
------------------------- Nguyễn Văn Kim Trường
KHảO SáT PHổ Kế NĂNG LƯợNG - THờI
GIAN Sử SụNG ĐầU Dò BáN DẫN HPGe
Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân và năng lượng cao
Mã số: 60 44 05
LUậN VĂN THạC Sĩ vật lý
NGƯờI HƯớNG DẫN KHOA HọC
PGS. TS : ĐINH Sỹ HIềN

biết và vận hành hệ phổ kế trùng phùng đặc biệt là hệ phổ kế năng lượng - thời gian sử dụng đầu dò bán
dẫn HPGe để thu phổ năng lượng bức xạ gamma của các nguồn phóng xạ và đồng vị phóng xạ còn khá
xa lạ và chưa được phổ biến rộng trong nghiên cứu hạt nhân ở nước ta.
Để giải quyết vấn đề trên, tác giả quyết định nghiên cứu đề tài: khảo sát phổ kế năng lượng - thời
gian sử dụng đầu dò bán dẫn HPGe để phục vụ cho luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Vật lý
nguyên tử, hạt nhân và năng lượng cao, Khóa 18 (2007 - 2010) Trường Đại Học Sư Phạm T.P Hồ
Chí Minh.
Mục tiêu chính đặt ra của luận văn này là:
- Tìm hiểu những đặc trưng chung và nguyên tắc hoạt động cơ bản của các khối điện tử trong hệ
phổ kế.
- Tìm hiểu và thực hiện kết nối các khối điện tử của hệ phổ kế.
- Tiến hành những thao tác trên các khối điện tử như lên cao thế cho đầu dò, chọn những thông số
trên các khối điện tử và làm thí nghiệm với nguồn chuẩn như
60
Co và
22
Na.
- Xử lý số liệu, ghi nhận phổ năng lượng và so sánh với phổ năng lượng ghi nhận được bằng hệ
phổ kế thông thường (hệ phổ kế năng lượng sử dụng một đầu dò bán dẫn HPGe). Từ đó, chứng tỏ

ưu điểm của hệ phổ kế năng lượng - thời gian sử dụng đầu dò bán dẫn HPGe là: các đỉnh quang
được hiện rõ trên nền Compton thấp và tỷ số đỉnh trên Compton tăng lên.
Cấu trúc luận văn gồm các phần chính sau:
Chương 1: Tổng quan về các hệ thống phổ kế năng lượng, thời gian sử dụng đầu dò bán dẫn siêu tinh
khiết HPGe.
Chương 2: Kỹ thuật trùng phùng và hệ thống xử lý xung thời gian.
Chương 3: Thực nghiệm.

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên luận văn này không tránh khỏi thiếu sót, kính mong nhận
được sự góp ý của quý Thầy, Cô và các bạn đồng nghiệp để luận văn ngày càng hoàn thiện hơn.

2
3
6
4 8
5
ADC
4 8
ADC
5
1. Detector
2. Fast Amplifier
3. Fast Discriminator
4. Spect. Amplifier
5. Single Chanel
Analyzer
6. Fast Coincidence
7. Slow Coincidence
8. Linear Gate
E
T
E
T

1. Detector: đầu dò.
2. Fast Amplifier: khối khuếch đại nhanh.
3. Fast Discriminator: khối phân biệt ngưỡng nhanh.
4. Spect. Amplifier: khối khuếch đại phổ.
5. Single Chanel Analyzer: máy phân tích đơn kênh .
6. Fast Coincidence: khối trùng phùng nhanh.
7. Slow Coincidence: khối trùng phùng chậm.

Analog to
Digital
Convert
Shaper
Shaper
Amplifier
Analog to
Digital
Convert
Active
Amplifier
Timing
Discriminator
Dual Sum
Amplifier
Interface
Preamplifier
Delay
Gate
Gate
Gate
PC
Timing
Amplifier
Constant
Fraction
Discrimin.
Time to
Pulse Height
Convert.

Dual Sum
Amplifier
Interface
Preamplifier
Delay
Gate
Gate
Gate
PC

Preamplifier: khối tiền khuếch đại .
Amplifer: khối khuếch đại.
Active Amplifier: khối khuếch đại chủ động.
Dual Sum Amplifier: khối khuếch đại tổng
đôi.
Timing Discriminator: khối phân biệt ngưỡng
thời gian.
Shaper: khối tạo dạng xung.
Timing Amplifier: khối khuếch đại thời gian.
Delay: khối làm chậm.
Constant Fraction Discrimin: khối
phân biệt ngưỡng không đổi.
Time to Pulse Height Convert: khối
biến đổi thời gian thành xung.
Analog to Digital Convert: khối biến
đổi tương tự thành số.
Slow Coincidence Unit: khối trùng
phùng chậm.
Interface: card thu nhận dữ liệu (card
giao diện).

Tiếp xúc n
Tiếp xúc p
Mặt thụ động
0 1
10 100
1000 10000
Loại đầu dò
Ge năng lượng cực thấp ULEGe
Ge năng lượng thấp LEGe
Ge đồng trục CGe
Đầu dò Ge điện cực đảo REGe và
đầu dò dải rộng XtRa
Ge giếng Well
ULEGe
LEGe CGe
XtRa
REGe
Well
E ( KeV)
Ký hiệu
Vùng hoạt
Tiếp xúc n
Tiếp xúc p
Mặt thụ động
0 1
10 100
1000 10000
Loại đầu dò
Ge năng lượng cực thấp ULEGe
Ge năng lượng thấp LEGe

Lớp tiếp xúc mặt ngoài có thể dày từ 600 đến 1000 m. Nó tùy thuộc vào nhà sản xuất và kích
thước tinh thể. Thông thường, độ dày của lớp tiếp xúc tăng theo kích thước của đầu dò. Lớp tiếp xúc
không hình thành tín hiệu từ các bức xạ gamma mà nó hấp thụ được gọi là lớp chết. Lớp tiếp xúc mặt
trong dày khoảng 0,3 m. Lớp tiếp xúc mặt ngoài hấp thụ hoàn toàn các lượng tử năng lượng thấp và
hiệu suất của đầu dò tăng đến khi năng lượng lượng tử đạt một giá trị cực đại khoảng 120 keV.
1.2.1.2. Đầu dò bán dẫn HPGe đồng trục loại n
Đối với đầu dò bán dẫn HPGe đồng trục loại n thì lớp tiếp xúc bị đảo ngược lại. Nghĩa là lớp
tiếp xúc mỏng được đặt ở mặt ngoài và lớp tiếp xúc dày đặt ở mặt trong.

Lớp tiếp xúc dày ~ 600 m
Lớp tiếp xúc mỏng ~ 0.3 m
HPGe
loại n
Bức xạ
0.3m
Lớp tiếp xúc dày ~ 600 m
Lớp tiếp xúc mỏng ~ 0.3 m
HPGe
loại n
Bức xạ
0.3m

Hình 1.5. Cấu tạo của đầu dò bán dẫn HPGe đồng trục loại n.
Đối với đầu dò loại này thì hiệu suất đối với các lượng tử có năng lượng thấp được cải thiện bởi
vì bề dày của lớp chết được giảm đi. Tuy nhiên, khả năng phân giải không tốt bằng đầu dò bán dẫn
HPGe loại p.

1.2.1.3. Đầu dò bán dẫn HPGe đồng trục loại p với lớp tiếp xúc mỏng mặt trước
Đầu dò bán dẫn HPGe đồng trục loại p với lớp tiếp xúc mỏng mặt trước có cấu trúc tương tự
như đầu dò bán dẫn HPGe đồng trục loại p, chỉ khác ở chỗ mặt trước của đầu dò này được phủ một lớp

1.2.1.4. Đầu dò bán dẫn HPGe đồng trục dải rộng XtRa
[2]

Đầu dò XtRa là một đầu dò Ge đồng trục có một tiếp xúc cửa sổ mỏng duy nhất trên mặt trước
có tác dụng mở rộng dải năng lượng xuống tới 3 keV. Đối với các đầu dò đồng trục Ge thông thường có
lớp tiếp xúc khuếch tán Li với độ dày từ 0,5 đến 1,5 mm. Lớp chết này dừng hầu hết các năng lượng
dưới 40 keV. Đầu dò loại này cho tất cả các ưu điểm của đầu dò đồng trục chuẩn thông thường như hiệu
suất cao, khả năng phân giải tốt. Cấu hình của đầu dò bán dẫn HPGe đồng trục XtRa được trình bày
trên hình 1.7.
~ ~
Cửa sổ Be ( 0,5 mm)
Tiếp xúc n Tiếp xúc p
~ ~
Cửa sổ Be ( 0,5 mm)
Tiếp xúc n Tiếp xúc p

Hình 1.7. Cấu hình đầu dò bán dẫn HPGe đồng trục dải rộng XtRa.
1.2.1.5. Đầu dò bán dẫn HPGe giếng
[2]

Đầu dò bán dẫn HPGe giếng cung cấp hiệu suất cao cho mẫu nhỏ gần như được bao quanh
bằng vật liệu đầu dò. Đầu dò bán dẫn HPGe giếng được chế tạo bằng một lỗ cụt để lại ít nhất 5mm độ
dày đầu dò hoạt tại đáy của giếng. Do đó, hình học đếm gần bằng 4

. Cấu hình của đầu dò bán dẫn
~ ~
Đường kính giếng

HPGe giếng được trình bày trên hình 1.8.
Đầu dò bán dẫn HPGe giếng được chế tạo từ Ge có độ tinh khiết cao. Do đó, nó có thể được vận

Trong đó, tiền khuếch đại nhạy dòng được sử dụng với các dụng cụ tín hiệu có trở kháng thấp.
Do đó, tiền khuếch đại loại này rất ít được sử dụng với các đầu dò bức xạ (dụng cụ trở kháng cao).
Chính vì vậy, tiền khuếch đại loại này không trình bày trong phạm vi của luận văn này.
1.3.1.1. Cấu tạo
Tiền khuếch đại nhạy điện tích và tiền khuếch đại nhạy thế có thiết kế cơ bản như hình 1.9.
[2]

R
1
V
0
R
2
V
in
C
f
C
d
V
0
a) b)
-A
-A
R
1
V
0
R
2

0
C
f
C
d
V
0
a) b)
-A
-A

Hình 1.9. Sơ đồ của một tiền khuếch đại: a) nhạy thế ; b) nhạy điện tích.
1.3.1.2. Nguyên tắc hoạt động
Tiền khuếch đại nhạy thế thông dụng hơn tiền khuếch đại nhạy dòng và tiền khuếch đại nhạy
điện tích. Nó khuếch đại bất kỳ thế nào xuất hiện tại lối vào của nó. Đầu dò bức xạ tạo ra các điện tích
từ những sự kiện hạt nhân tương tác với tinh thể đầu dò, các điện tích này được tụ lại trên các tụ của đầu
dò và hình thành nên thế. Thế này xuất hiện qua tụ thuần cộng với các tụ ký sinh khác có thể có mặt ở
lối vào tiền khuếch đại. Do đó, tụ đầu dò phải được giữ ổn định trong khoảng thời gian làm việc. Đây
chính là trường hợp ống nhân quang điện, ống đếm tỷ lệ và ống đếm Geiger Muller. Còn đối với đầu
dò bán dẫn thì tụ riêng của đầu dò lại thay đổi theo nhiệt độ do dòng rò trong điốt bán dẫn phụ thuộc
vào nhiệt độ. Vì vậy, tiền khuếch đại loại này không nên dùng với đầu dò bán dẫn.
Nhược điểm của tiền khuếch đại nhạy thế có thể tránh bằng cách sử dụng tiền khuếch đại nhạy
điện tích. Trong khối khuếch đại nhạy điện tích, khi điện tích tới được tụ trên một tụ điện. Sau đó, điện
tích trên tụ điện này sẽ được lấy đi bằng cách phóng điện qua một mạch liên kết có thể là mạch liên kết
phản hồi loại điện trở hay mạch liên kết phản hồi quang.
- Nếu tụ phóng điện qua mạch liên kết phản hồi loại điện trở R
f
(hình 1.10) có giá trị từ 100
M đến 2 G thì sự phóng điện này tạo nên xung đuôi dạng mũ như hình 1.11a. Hằng số thời gian đặc
trưng thay đổi rất dài cỡ 50 s hoặc hơn.

Hình 1.10. Tiền khuếch đại nhạy điện tích loại liên kết điện trở.
a)
b)
a)
b)

Hình 1.11. a) Xung đuôi từ một tiền khuếch đại, b) sự chồng chập xung: xung thứ hai chồng lên
xung thứ nhất.
- Nếu thay mạch liên kết phản hồi loại điện trở R
f
bằng mạch liên kết phản hồi quang học thì
phổ kế sẽ làm việc chính xác hơn: tạp âm giảm và dải rộng tăng lên. Trong khối tiền khuếch đại này,
điện tích từ đầu dò được nạp liên tục vào tụ và được giữ cho tới một giới hạn xác định (thường là một
vài Vôn). Khi đó, xung dòng phát ra có dấu ngược lại được khởi phát và tụ được phóng điện. Trong quá
trình này, một xung âm lớn được phát ra trong dãy khuếch đại. Để ngăn ngừa việc phân tích xung
phóng điện này, một tín hiệu cấm phụ thuộc được phát ra để cấm các xung này trong các mạch điện tử
tiếp theo sau.
Sơ đồ và tín hiệu lối ra của tiền khuếch đại với mạch liên kết phản hồi quang được chỉ ra trên
hình 1.12. Khi giới hạn đạt được, sự phóng điện âm lớn được nhận thấy và sau đó tụ của tiền khuếch đại
bắt đầu nạp lại.
[2]Cấm
Diser
Lối ra
tín hiệu
Đầu dò
FET
Đèn

phân nhanh phân cực âm lý tưởng để phân giải các sự kiện hạt nhân về thời gian.
Sơ đồ chức năng của tiền khuếch đại cho đầu dò hàng rào mặt Si 2003BT được trình bày trên
hình 1.13.
R
f
C
f
10 M
100 M
93 M
BNC
BNC
Lối ra
năng lượng
Lối ra
thời gian
Lối vào
đầu dò
Lối vào
HV
SHV
Mạch tích
phân
Mạch đệm
R
f
C
f
10 M
100 M

Z
out
=93 .
- Lối ra thời gian: (chỉ với đầu dò thiên áp dương) không đảo, xung bị vi phân nhanh.
- Đặc tính:
+ Độ phi tuyến tích phân: < 0,04% cho 10 V lối ra.
+ Độ trôi hệ số khuếch đại: < 0,005%/
0
C ( 50 ppm/
0
C).
+ Cách điện thiên áp đầu dò: 2000 V DC.
+ Độ nhạy điện tích: 0,45 V/pC .
+ Độ nhạy năng lượng: 20 mV/MeV (Si).
1.3.1.3.2. Tiền khuếch đại cho đầu dò bán dẫn 2004
[2]

Bộ tiền khuếch đại lối vào FET nhạy điện tích 2004 được thiết kế để sử dụng với cả hai loại đầu
dò bán dẫn dung kháng thấp và cao. Tiền khuếch đại biến đổi các phần tử mang điện thành xung thế
hàm bước, biên độ của xung thế này tỷ lệ với điện tích tổng cộng được tích lũy trong mỗi sự kiện. Lối ra
cung cấp tín hiệu phân cực dương khi sử dụng với đầu dò thiên áp dương và phần tín hiệu suy giảm với
hằng số thời gian 50 s.
Hình 1.14 trình bày sơ đồ chức năng của tiền khuếch đại 2004.
10 M
100 M
Lối ra
năng lượng
Khuếch đại
Lối vào
đầu dò

- Lối vào đầu dò: tiếp nhận xung điện tích từ đầu dò bán dẫn.
100 M
10 M

- Lối vào kiểm tra: điện tích được nối với tiền khuếch đại tại 2,2 pC/V;
Z
in
= 93 .
- Lối vào cao thế: cho phép thiên áp đầu dò lên tới 2000 V; trở thiên áp nối tiếp đầu dò là
110 M.
- Lối ra năng lượng: xung đuôi bị đảo, hằng số thời gian giảm 50 s.
- Đặc tính:
+ Độ phi tuyến tích phân: < 0,02% cho 10 V lối ra.
+ Độ trôi hệ số khuếch đại: < 0,01%/
0
C (100 ppm/
0
C).
+ Cách điện thiên áp đầu dò: 5000 V DC.
+ Độ nhạy điện tích: 0,2 V/pC hay 1,0 V/pC.
+ Độ nhạy năng lượng (Si): 9 mV/MeV hay 45 mV/MeV.
1.3.2. Những khối khuếch đại (Amplifier)
1.3.2.1. Chức năng cơ bản của khối khuếch đại
Khối khuếch đại có hai chức năng cơ bản sau:
- Khuếch đại tín hiệu từ khối tiền khuếch đại.
- Hình thành xung để có dạng thuận tiện cho việc xử lý tín hiệu của các khối điện tử tiếp theo.
Đối với các khối khuếch đại phổ kế, một trong các hệ số quan trọng nhất là đặc trưng hình thành
xung. Xung tới từ khối tiền khuếch đại có thể có đặc trưng bằng đuôi dài dạng hàm mũ kéo dài từ vài s
đến hàng trăm s. Biên độ xung thì tỷ lệ với năng lượng. Nếu xung thứ hai tới trong khoảng thời gian
thì nó sẽ chồng lên đuôi của xung thứ nhất và biên độ của nó sẽ tăng lên. Do đó, thông tin năng lượng

D
R
D
T
T
R
D

- 1
1
2R
D
R
D
T
T
R
D

- 1
1
a)
2R
D
R
D
T
R
D


D
T
R
D

- 1
1
b)
2T

Hình 1.15. a) Hình thành xung bằng đường làm chậm đơn.
b) Hình thành xung bằng đường làm chậm kép.
Xung bước từ tiền khuếch đại bị đảo, được làm chậm và cộng với xung bước gốc. Kết quả là
tạo ra một xung ra vuông góc với độ rộng bằng thời gian làm chậm của đường làm chậm. Nếu nối tiếp
một bộ hình thành xung đơn thứ hai ta sẽ có mạch hình thành xung làm chậm vi phân kép (hình 1.15b).
Kết quả là xung ra có hai phân cực dương - âm với biên độ và độ rộng bằng nhau.
1.3.2.2.2. Hình thành xung chuẩn Gauss
[2]

Lối vào từ
tiền khuếch đại
Bộ hồi phục
đường cơ bản
Mạch vi phân và

3 4
A
1
A
2
A-1
A-1
1
R
2
R
R
1
C
C

Hình 1.16. Hình thành xung trong khối khuếch đại chuẩn Gauss.
Bằng cách thay mạch tích phân RC đơn giản bằng một mạch tích phân tích cực thì tỷ số tín
hiệu trên tạp âm của khối khuếch đại hình thành xung có thể tốt lên từ 17% đến 19%. Điều này là quan
trọng đối với đầu dò bán dẫn vì sự phân giải năng lượng và hằng số thời gian hình thành ngắn của nó bị
hạn chế bằng tỷ số tín hiệu trên tạp âm. Kết quả là xung ra của mạch hình thành xung này có dạng của
một đường cong Gauss. Ưu điểm của hình thành xung chuẩn Gauss là giảm độ rộng xung ra tại 0,1%
biên độ xung. Tại một hằng số thời gian, dạng xung Gauss có thể giảm độ rộng xung từ 22% đến 52%
so với bộ lọc CR-RC. Điều này dẫn đến đặc trưng hồi phục đường không tốt, làm giảm thời gian chết
của bộ khuếch đại.
Dạng xung ra của bộ hình thành xung chuẩn Gauss được chỉ ra trên hình 1.17.
2 s
2 V
Lối ra đơn cực
2V/cm, 2 s/cm

INTERFACE
Data Ready
Enable Data
Dead Time
Data Accept

Hình 1.18. Nguyên tắc hoạt động và cách ghép nối của ADC với Interface.
1.3.3.2. Một số khối biến đổi tương tự thành số
1.3.3.2.1. ADC Wilkinson
[2] Hoạt động của ADC Wilkinson được minh họa như hình 1.19. Bộ phân biệt mức thấp được
dùng để ghi nhận xung từ khối khuếch đại. Ngưỡng của bộ phân biệt mức thấp thường được đặt trên
mức tạp âm để ngăn ngừa ADC không mất thời gian phân tích tạp âm.

Khi xung
vào ADC cao hơn

Hình 1.19. Tín hiệu thời gian của ADC Wilkinson trong khoảng thời gian xử lý xung.

Đồng hồ
địa chỉ
Cổng
tuyến tính
Bộ đếm
địa chỉ
cổng tuyến tính
(a) Tụ nạp điện
Đồng hồ
địa chỉ
Cổng
tuyến tính
Bộ đếm
địa chỉ
I
(b) Tụ phóng điện
Đồng hồ
địa chỉ
Cổng
tuyến tính
Bộ đếm
địa chỉ
(c) Chu trình nhớ
Đồng hồ
địa chỉ
Cổng
tuyến tính
Bộ đếm

số đếm được cộng vào nội dung của vị trí đó. Giá trị N
c
thường tương ứng với số kênh. ADC thường có
số kênh thấp là 256 cho những ứng dụng phân giải thấp và có 16384 kênh cho những yêu cầu khả năng
phân giải cao.
Đối với ADC Wilkinson, thời gian đo của MCA đóng góp vào thời gian chết theo biểu thức
(1.1).

c
M MC
c
N
T T
f

(1.1)
Thời gian chết của MCA phụ thuộc vào tần số đồng hồ f
c
, số kênh N
c
và thời gian chu trình nhớ
T
MC
. Tần số đồng hồ trong dải từ 50 đến 400 Hz là điển hình và thời gian chu trình nhớ từ 0,5 đến 2 s
là thông dụng. Thời gian biến đổi cực đại đối với một ADC Wilkinson 8192 kênh kéo dài từ 20 đến 165
s. Ưu điểm của ADC Wilkinson là độ phi tuyến vi phân thấp (điển hình < 1%). Nhược điểm là thời
gian biến đổi dài và phụ thuộc vào biên độ xung.
1.3.3.2.2. ADC loại song song
[2]


+
_
+
_
+
_
+
_Hình 1.21. Nguyên tắc hoạt động của ADC loại song song.
1.3.4. Khối phân tích biên độ nhiều kênh (Multi Channel Analyzer -
MCA
)
1.3.4.1. Cấu tạo
Khối phân tích biên độ nhiều kênh bao gồm ADC, một bộ nhớ biểu đồ, bộ chỉ thị biểu đồ được
ghi trong bộ nhớ.
[2]

ADC
Bộ nhớ dữ liệu
Bộ vi xử lý
Bộ nhớ
chương trình
Các MCB khác
PC
Máy tính cá
nhân
Tín hiệu
trực tiếp

- Thực hiện chương trình tự động (xác lập hệ thống bằng một lệnh đơn).

1.3.5. Card thu nhận dữ liệu - Interface
1.3.5.1. Sơ đồ nguyên lý của card thu nhận dữ liệu - Interface

Hình 1.23. Sơ đồ nguyên lý của card thu nhận dữ liệu Interface.
1.3.5.2. Nguyên tắc hoạt động của card thu nhận dữ liệu - Interface
[1]

Card thu nhận dữ liệu - Interface hoạt động theo hai nguyên tắc sau:
* Theo nguyên tắc trùng phùng
Khi có tín hiệu trùng phùng, card thu nhận sẽ phát tín hiệu điều khiển để cho phép các ADC
thu nhận tín hiệu ở lối vào và bắt đầu biến đổi. Khi đó, một trong ba khả năng sau sẽ xảy ra:
- Một hoặc cả hai tín hiệu lối vào không vượt ngưỡng của ADC, khi đó một hoặc cả hai ADC
sẽ không có tín hiệu Data Ready gửi đến Interface nên nó sẽ không phản ứng.

thống phổ kế năng lượng. Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu và điều kiện thiết bị mà người ta có thể
thiết lập hệ thống phổ kế năng lượng có cấu hình khác nhau. Dưới đây là một số hệ phổ kế năng lượng
đã được xây dựng và sử dụng để ghi nhận phổ năng lượng của các nguồn phóng xạ với các cấu hình
khác nhau.
1.4.1. Hệ phổ kế năng lượng sử dụng một đầu dò bán dẫn
Để ghi nhận các bức xạ phát ra từ các nguồn đồng vị phóng xạ, chúng ta có thể dùng các hệ phổ
kế đơn giản sử dụng một đầu dò bán dẫn như được trình bày trên hình 1.24 và hình 1.25.

Ge or Si(Li)
PC
Source
Bias
Supply
Preamp
Amplifer MCB
Unipolar
Busy
Pur
Ge or Si(Li)
PC
Source
Bias
Supply
Preamp
Amplifer MCB
Unipolar
Busy
Pur

Unipolar: đơn cực. Busy: bận.

PC: Máy tính cá nhân (Person Computer).
Hình 1.25. Phổ kế năng lượng sử dụng đầu dò bán dẫn HPGe.
Khi đặt nguồn phóng xạ trước đầu dò bán dẫn thì trên lối ra của tiền khuếch đại sẽ xuất hiện các
tín hiệu. Các tín hiệu này sẽ được xử lý bởi các khối điện tử tiếp theo sau như khối khuếch đại, khối
biến đổi tương tự thành số và khối phân tích đa kênh. Tín hiệu sau khi đã được các khối điện tử xử lý sẽ
được lưu trữ trên máy tính và cho ra phổ nhờ các phần mềm chuyên dụng.
1.4.2. Hệ phổ kế năng lượng sử dụng hai đầu dò bán dẫn
Để ghi nhận phổ năng lượng của các lượng tử gamma phát ra gần như đồng thời (trùng phùng)
từ các nguồn phóng xạ, các nhà khoa học đã xây dựng nên hệ thống phổ kế gamma - gamma như hình
1.26. Ưu điểm của hệ thống phổ kế này là phổ năng lượng thu được sẽ có nền Compton thấp hơn các
phổ năng lượng do hai hệ phổ kế trên thu được. Kết quả là tỷ số đỉnh trên Compton sẽ cao hơn, các đỉnh
phổ hiện rõ trên nền Compton được hạ thấp. Nguyên nhân chính là hệ phổ kế này sử dụng khối trùng
phùng có tác dụng chỉ cho ghi nhận các sự kiện hạt nhân xảy ra trong hai đầu dò trong khoảng thời gian