核电子学研究的重要内容之一是核电子学前端系统研究，光电倍增管这种探测器具有较强的灵敏性，可在阴极光电子脉冲较低的环境下进行工作[1-2]，本文对此进行了前端系统噪声研究。
1.光电倍增管的噪声源
光电倍增管噪声具有两种不同的来源，其一是光电倍增管工作状态下出现的噪声，其二是光电倍增管设计与制作过程中出现的噪声。
1.1噪声源的主要来源因素
热宽带源是光子噪声重要的来源渠道之一，是光电倍增管的主要噪声来源，光子达到速率与光阴极所需要的时间与噪声之间有着紧密的联系，量子效率、单位时间内发射热电子平均率影响着光阴极电子流的噪声。在时间的不断推进下二次发射噪声也产生了一定的变化，在与光电倍增管撞击之后表现尤为明显。随着倍增及的输出倍增极串噪声也产生了相应的变化，第一次撞击释放的二次电子与噪声影响之间有着紧密联系[3]。
1.2噪声形成的其他原因
光子发射、脉冲随机发射、二次发射所引起的过剩噪声、放射性所引起的噪声源等因素也是噪声形成的重要原因，构成了光电倍增管的主要噪声，对光电倍增管核电子学前端系统的正常运行造成了一定的影响作用。在分析过程中能够明确噪声的来源，并分析噪声的影响因素以及计算方式。分析中可以建立光电倍增管的噪声模型，并以此作为基点建立前置放大器噪声模型，并构建滤波形成电路的函数计算模型，结合多种因素对模型进行分析，并促进其后续计算[4]。
光阴极、阳极、若干二次发射倍增极等共同构成了光电倍增管，因此在光量子达到光阴极情况下，在阴极中会释放光电子，同时在二次发射时，倍增会产生阳极电荷脉冲。光电倍增管具有较高的增益，属于带有内放大的真空光电探测器件。对系统的正常运行起着非常重要的影响作用。
2.核电子学前端系统噪声分析
光电倍增管、滤波成形电路、前置放大器共同构成了核电子学前端系统，因此在对其噪声问题的研究上需要从噪声的上下界角度进行，并界定噪声的适当范围。可以采用计算机模型的分析方式搜集相关数据建立一个核电子学前端噪声模型，并对此进行研究。如下：
在这一模型中探测器的偏置电阻以R b表示，电荷灵敏前置放大器的反馈电容以C i 表示，前置放大器的反馈电阻以R i表示，电荷灵敏前置放大器的输入电容以C in 表示，总输出电压以V表示，热力学波尔兹曼常数以k表示，温度以T表示，JFE跨导以g m 表示，栅级漏电流以I g表示，修正因子以γ表示，电荷灵敏前置放大器变换增益以A cq 表示，场效应管栅极电容以C gf 表示，工艺参数以K F 表示。
结合实际运行情况可知，频率取值为正值，因此频段分布在（0，+ ∞ ）范围内，以f2表示频段的上界，以f1表示频段的下界，对上式进行简化，得出下式：
图1 前端系统噪声数值仿真图
可结合据光电倍增管噪声模型设计前置放大器的噪声模型。从上述分析中能够看出前置放大器是对系统噪声部分具有较大影响的部分，对整个过程运行频率具有较为正常影响作用，但是应当看到，随着噪声的不断增大，对核电子学前端系统设计的影响也随之增大。可采用计算方式分析这种影响。限定核电子学前端系统噪声上界，进而找出较为合适的界线点，这与最后系统设计的点之间具有紧密的联系，通过对其有效设计能够将噪声控制在一个较为合理的范围之内。
3.放射性污染治理
光电倍增管的核电子学前端系统噪声是核电子研究中产生的重要污染物之一，在加强核电子学前端系统噪声防治的同时，应当加强对其他放射性环境污染的治理。这也是目前核电子学重要的研究领域之一。
放射对人体具有多种危害，主要表现在对人体白内障、致癌、白血病、遣传效应等层面,在放射性检测设备运用过程中要求加强对放射性噪音等放射性污染的有效处理[5]。
3.1加强外照射防护
外照射的辐射源主要是在机体外部位置，其照射主要来自于χ射线、中子、 λ射线、β射线等，在对其防护过程中要求对辐射人体照射量进行有效控制与，将其控制在人体能够接受的范围之内。为此可以缩短照射时间，在人体与辐射源之间设置一个天然的屏障们，扩大人体与辐射源之间的距离。
3.2加强内照射防护
内照射主要是由于人体吸入被放射性污染的空气，饮用了辐射的水，或者人体皮肤触及了放射性污染物。
在防护过程中要求注意避免人体吸入放射性物质。包括放射性粉尘、放射性气溶胶、挥发性放射性物质等，对此采取一定措施进行有效防护，可以加强空气净化，通过除尘、空气过滤等多种方式，降低空气中的粉尘浓度。加强放射性物质的密封，避免外泄在空气之中，加强个人防护，要求工作人员在接触到放射性物质过程中及时佩戴好相应的器具。
避免出现放射性物质经口进入人体内。由于手、水源以及衣物污染等原因可能造成放射性物质进入人体内，应该对此有效避免。在接触放射性物质过程中应当采取有效的防护措施，禁止直接使用手接触放射性溶液，及时清洗双手。要求将放射性物质进行一定处理之后再将其排入江河湖海之中，避免污染地下水。
4.结束语
在核电子学前端系统中噪声问题的解决过程中应当确定核电子学前端最小以及最大噪声的界限值，以此优化前端设计，为系统设计提供一个较好的参考数值。频带不影响前置放大器的整体噪声，而参数的设置则在其中起着一定的影响作用，信号频带宽度在一定程度上影响着前端系统的总噪音，在设计过程中要求优化相关的系统参数。
参考文献：
[1]王文斌. 响应范围可调倍增型有机光电探测器的制备及机理研究[D].北京交通大学,2019.
[2]王璐. 光电倍增管信号诱导噪声的特性分析[D].中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心),2019.
[3]秦羽. 基于光电联合补偿的紫外光通信信号处理关键技术研究[D].北京邮电大学,2019.
[4]付春亮,林江景,郭明,等.光电倍增管下的核电子学前端系统噪声问题分析[J].海峡科技与产业,2018(06):46-47.
[5]吴军龙,刘成,刘成安,等.基于光电倍增管的核电子学前端系统噪声研究[J].长江大学学报(自科版),2015,12(07):17-20+3.