在X荧光能谱测量中, 当两个事例发生间隔较短时, 存在脉冲前沿或后沿堆积的情况。 如果能谱仪的脉冲分辨能力不足, 在事例发生间隔小于能谱仪脉冲分辨能力时, 发生了偶然符合效应。 当堆积发生在信号的上升沿时, 后端电子学无法识别堆积脉冲, 并将堆积脉冲当成1个脉冲, 从而在测量能谱中会产生虚假能峰; 当堆积出现在下降沿时, 堆积信号间隔小于通道成形时间时, 堆积信号会被丢弃, 导致所测量谱线的有效计数减小, 对精确放射性测量带来了不利影响。 从提高能谱仪模拟电路信噪比、 降低误触发、 缩短快成形通道成形时间、 提高能谱仪的脉冲分辨能力, 从而减小符合效应等角度入手, 研制了一种低偶然符合效应的快慢双成形通道的数字化能谱仪。 该能谱仪设计了具有高脉冲分辨能力的快通道, 采用对称零面积梯形成形算法, 有效消除快通道时间变窄带来的不足, 结合对梯形平顶的判断, 实现对低频噪声抑制与降低误触发概率; 同时设计高信噪比、 低噪声的模拟电路以减小快通道对噪声误触发的概率, 降低偶然符合概率。 文中先利用仿真验证了提升快通道时间可以提升脉冲分辨能力, 接着利用MOXTEK的X光管激发被测样品Cu获得特征X射线, 由KETEK的高分辨率SDD探测器检测信号, 通过调节X光管的管流得到计数率范围为13～103 kcps的X荧光能谱, 从而得到偶然符合概率与计数率的关系, 并且通过改变快通道成形时间分析其对偶然符合的影响。 实验表明, 更低的快通道成形时间拥有更高的脉冲分辨率能力, 更低的偶然符合效应; 在103 kcps计数率下, 150 ns快通道成形时间条件下, Cu的Kα峰、 Kβ及Kα+Kβ的偶然符合概率分别为1.568%, 0.265%和0.403%; 设计的对比实验结果表明: 在相同快通道成形时间条件下, 所研制的数字化能谱仪相比于Amptek的DP-5型号数字化能谱仪偶然符合概率低了60%。

半导体探测器具有优异的性能因而被广泛应用于能量色散X射线荧光测量, 以传统型Si-PIN半导体探测器与复合型CdTe半导体探测器为研究对象, 分别从材料属性、 探测效率、 能量分辨率等方面对两种探测器进行对比, 重点分析探测器灵敏区厚度、 入射X射线能量、 后级电路成型时间等因素对其性能的影响, 并对由逃逸峰、 空穴拖尾效应所导致的X射线荧光能谱的差异进行分析; 同时, 针对探测器空穴收集不完全的问题, 基于FPGA设计了带有上升时间甄别功能的数字多道脉冲幅度分析器, 能够有效消除空穴拖尾的影响, 提高能量分辨率。 从实验结果可知: 对能量低于15 keV的射线, Si-PIN与CdTe探测器的探测效率基本相当; 对能量大于15 keV的射线, CdTe探测器的的探测效率明显占优; Si-PIN探测器的最佳成形时间约为10 μs, CdTe探测器的最佳成形时间约为2.6 μs, 因而CdTe探测器更适用于高计数率条件; 对于不同能量的X射线, Si-PIN探测器的能量分辨率优于CdTe探测器; CdTe探测器具有明显的空穴拖尾效应, 将CdTe探测器与带上升时间甄别功能的数字多道脉冲幅度分析器配合使用, 其能量分辨率显著提高。