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针对生活中对环境放射性物质的检测和因核技术应用的不断发展而可能导致的放射性污染等实际问题,为了确定放射性污染种类及浓度,需要有能够快速识别放射性核素并给出浓度定量值的便携式核素识别仪,该仪器是进行核素分析、检测核设施安全性、辐射防护和防止核恐怖主义发生的有效手段。为了使仪器达到易用、集成化的目的,逐渐由大型核仪器检测设备发展成具有能谱测量、分析及处理等功能的小型化、便携化的核素识别仪。本文主要采用2英寸的NaI（Tl）晶体与超薄片Cs2LiYCl6（Ce）（CLYC）晶体的切面进行耦合作为复合探测器对原始核脉冲信号采集,然后通过数字多通道脉冲幅度分析器转化为能谱数据存储在STM32的FIFO中,再利用搭载WinCE系统的核心板卡通过串口传输方式进行数据交互,开发基于WinCE系统的应用程序,实现对谱分析算法封装、谱线绘制与信息展示。能谱分析算法提前运用MATLAB进行理论验证并将其在具有嵌入式平台SDK的Visual Studio 2008集成开发环境进行编写到应用程序。论文的主要研究内容和取得的主要成果如下:（1）探测器设计:在常用伽马能谱仪中的晶体NaI（Tl）上耦合一片超薄的CLYC晶体进行中子测量。介绍了NaI（Tl）晶体与CLYC晶体各自的物理特性、探测原理等,以及对复合晶体进行实际的原始脉冲信号测试,分析了NaI（Tl）晶体与CLYC晶体之间产生的原始脉冲信号的差异以及作为为伽马与中子共同测量的探测器的可行性。（2）上位机主控板:采用搭载Windows CE操作系统的型号为S5PV210嵌入式核心板卡作为上层主板,采用串口进行数据传输,额外预留3个串口、SD卡接口备用,一个USB2.0接口用于数据备份。裁剪冗余接口并制作了精简的主控底板降低总体功耗。（3）软件设计:谱分析软件基于WinCE系统开发,详细介绍了在WinCE系统中应用程序开发的相关事项,软件算法主要包括了原始谱数据光滑、光滑谱线寻峰、核素识别、核素库设计等部分;功能部分则有谱线数据获取、参数设置、数据存储等。通过串口通信的方式实现了上位机软件与下位机硬件之间的数据交互,运用最小二乘拟合法实现原始谱线光滑去噪、对称零面积法寻峰和特征峰能量比对的方法实现核素识别。采用大容量存储卡,可实现对上万条1024道数据的存储。（4）系统测试:经测试,NaI（Tl）晶体与CLYC晶体耦合的复合探测器基本满足作为伽马核素与中子巡测仪的要求。仪器中采用的谱数据处理算法实现了对137Cs和60Co的正确识别,软件中设计了具有能谱测量显示、剂量率显示、中子测量、超阈值蜂鸣器报警以及核素识别的功能。研究表明,仪器能够准确、快速的实现识别天然和人工放射性核素。