オシロスコープでのエネルギースペクトル測定

5.2.1 波形データ収集

Strip-2D-PSDのエネルギー分解能とSN比を調べるために、 線が入射したときの出力 波形データの取得を行った。511keV 線を放出する線源として ²²Na 点線源を用いた。

Strip-2D-PSDの出力信号（8chアンプ出力）をオシロスコープへ入力した。Strip-2D-PSD のバイアス電圧は である。オシロスコープの機能によって100000個の波形（0.1M カ ウント）をデジタルデータとして保存した。図5-2に測定体系の概略図を示す。測定に用い たオシロスコープはAgilent社のMSO0714Bである。このときサンプリング設定は、頭部 用半導体PETに搭載されているCommon信号用ADC（Analog to Digital Converter）の 仕様にほぼ一致するよう、サンプリング周波数 68.96MHz、電圧量子化幅 0.47mV に設定 した。

図 5-2 出力波形測定体系

トリガにはエッジトリガを用いた。エッジトリガは波形上の指定エッジを検索することに よりトリガを識別するものである。トリガレベルは とし、スロープは立ち下がりエ ッジとした。この設定で、 の電圧レベルを信号が立ち下がったときにトリガがかか ることになる。波形データの保存にはセグメント・メモリ機能を用いた。この機能はトリ ガイベントをオシロスコープのメモリがいっぱいになるまで保存するものである。1回のセ グメント収集で保存できる波形データの数はサンプリング周波数によって変わり、今回の サンプリング周波数では1回に1000個の波形データを保存できる。オシロスコープのメモ リに保存された波形データは電圧と時間のペアをとるバイナリデータファイルとしてコン ピュータに保存することができる。Strip-2D-PSDからの出力信号は負の極性のパルスであ

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るが、解析時に混乱しないように極性を反転して保存している。一つの波形データの長さ は、3448point（50μs）である。これらのセグメント収集とコンピュータへの保存の操作 を100 回繰り返し、計 100000個の波形データをコンピュータへ保存した。観測される信 号波形を図5-3に示す。

図 5-3 デジタルオシロスコープの画面

5.2.2 測定スペクトル

保存した波形データの最大波高値を検索する。横軸電圧（またはチャネル番号）、縦軸 カウント数のヒストグラムが測定スペクトルとなる。測定スペクトルを図5-4に示す。

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図 5-4 測定スペクトル（上.電圧軸 下.チャネル番号軸）

511keVに対する電圧値は323mV、チャネル番号は946chであった。

100 200 300 400 500 600 700 800 900

10⁰ 10¹ 10² 10³

電圧 [mV]

Count

323mV

400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

10⁰ 10¹ 10² 10³

チャネル

Count

946ch

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5.2.3 エネルギー対チャネル番号の校正曲線

検出器が発生する電圧パルスは検出器内に費やされた粒子のエネルギーに比例するので

(5.1)

ここで、 、 の2点を(5.1)式に代入してエネルギー対チャ ネル番号の関係式である校正曲線(5.2)式が得られる。

(5.2)

図5-4よりPEAK=946chであり、1chあたり0.74keVの校正曲線が得られた。電子ボルト 軸にしたときの測定スペクトルを図5-5に示す。²²Na核種は消滅 線511keV と 線

1275keVを放出し、エネルギースペクトルで観測される。

図 5-5 測定スペクトル（電子ボルト軸）

200 400 600 800 1000 1200 1400

10⁰ 10¹ 10² 10³

電子ボルト [keV]

Count

1275keV 511keV

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