鈾礦伽馬能譜測井核脈沖信號數(shù)字化處理技術(shù)

喬寶強(qiáng)， 蔡煜琦， 焦倉文

(核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 中核集團(tuán)鈾資源勘查與評價技術(shù)重點實驗室， 北京 100029)

目前，伽馬能譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要基于兩種構(gòu)建：模擬和數(shù)字化核脈沖信號處理。相對于模擬構(gòu)建，采用數(shù)字化核脈沖信號處理技術(shù)構(gòu)建的伽馬能譜采集系統(tǒng)具有較好的低噪聲和高計數(shù)率特性，以及較強(qiáng)的穩(wěn)定性和靈活性[1-7]。對鈾礦伽馬能譜測井而言，高計數(shù)率條件下的質(zhì)量是保證伽馬能譜數(shù)據(jù)測井結(jié)果準(zhǔn)確的最關(guān)鍵因素之一。因此，本次采用數(shù)字化核脈沖信號處理技術(shù)來實現(xiàn)伽馬能譜采集。

1 模擬譜儀與數(shù)字譜儀構(gòu)建對比

模擬譜儀構(gòu)建，其大部分的信號處理是由模擬電路完成的，包括極零相消(PZC)、堆積判棄(Pileup)、基線恢復(fù)(BLR)、峰值檢測、幅度分析等功能(圖1a)。由于積分譜具有好的積分和微分線性而被廣泛應(yīng)用在伽馬能譜測量中[8]。該類型分析器，對來自探測器的模擬信號采用比閃爍信號衰減時間長的采樣間隔進(jìn)行采集，脈沖信號經(jīng)調(diào)理后做峰值檢測，然后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，結(jié)果送至多道脈沖幅度分析[9]。其不足主要包括：①大的死時間；②積分器零點電壓引起脈沖幅度的不確定性；③溫度影響積分電容的不穩(wěn)定性；④無源分立元件和有源元器件等組成的積分模塊老化引起的伽馬能譜分辨率降低；⑤由于放大器頻帶寬度限制引起寬帶信號的低能量分辨率。此外，模擬方案不能隨意更換閃爍體的類型，因為模擬成形器的參數(shù)是針對特定的探測器設(shè)定的，需相互匹配。……