ORTEC高純鍺(HPGe)γ能譜儀

ORTEC高純鍺探測器HPGe

ORTEC高純鍺HPGe探測器制造已有近半世紀的歷史，多年來不斷發展和提升探測器的性能和種類，可提供不同種類的探測器，相對效率涵蓋5%至200%，滿足不同領域的特殊應用。

GEM,GMX,GEM ,GWL,SGD

探測器：
GEM系列：P型同軸HPGe探測器
GMX系列：N型同軸HPGe探測器
GEM Profile系列：P型優化同軸HPGe探測器
GWL系列：井型HPGe探測器
SGD系列：核保障與無損分析專用HPGe探測器

多道分析器：
高的數據通過率：大于100Kcps
數字化穩譜、數字化自動極零、自動zuiyou化
用戶可預置多個核素的MDA，在所有MDA滿足時自動終止計數
道數：16K道
非線性：積分非線性：≤ ±0.025%；微分非線性：≤ ±1%
溫度系數：增益:<35ppm/°C；零點:<3 ppm/°C

軟件：
ORTEC的譜獲取軟件可識別并處理其所有形式和型號的MCA的信號，對于系統的一切參數設置在同一軟件界面下完成；有非常靈活、完整的報告生成方式。
具體的功能包括能譜獲取，能量刻度，全能峰識別，編輯核素峰庫，建立、存儲和打印感興趣區(ROI)，通過簡單的“任務流”自動執行任務等。軟件可實現的參數設置包括：增益細調、啟動數字化穩譜、調節高壓、顯示實時間/活時間和脈沖寬度、設置上下甄別閾等。

其它附件：
便攜式液氮罐
電制冷
國產低本底鉛室：本底值：2.0cps(40%HPGe，全譜)
厚度：10cm低本底鉛(可選15cm老鉛)
內腔尺寸：Φ30cm x 40cm

ORTEC高純鍺(HPGe)γ能譜儀

半導體（高純鍺和Si（Li））探測器擁有精銳的能量分辨率，由其組成的γ和X射線能譜測量技術與產品，不僅是核結構、分子物理、原子碰撞等核物理與核反應研究的重要工具，而且在核電、環境、檢驗檢疫、生物醫學、天體物理與化學、地質、法學、考古學、冶金和材料科學等諸多科學與社會領域得到了越來越廣泛的應用。
四十多年來，ORTEC 探測器種類不斷豐富、性能不斷提高，在探測效率上，能提供相對效率200%的P型同軸探測器、175%效率的P型優化（“寬能”）同軸探測器和100%效率的N型探測器。

ORTEC高純鍺(HPGe)γ能譜儀

一、 探測器機理與各指標的簡要意義

放射性核素產生的γ光子和X射線，其能量一般在keV至MeV范圍。由于其不帶電荷，通過物質時不能直接使物質產生電離，不能直接被探測到，因此γ和X射線的探測主要依賴于其通過物質時與物質原子相互作用，并將全部或部分光子能量傳遞給吸收物質中的一個電子。這種相互作用表現出光子的突變性和多樣性，在吸收物質中主要產生三種不同類型的相互作用：光電效應、康普頓效應或電子對效應，而產生的次級電子（光電子）再引起物質的電離和激發，形成電脈沖流，電脈沖的幅度正比于γ和X射線的能量。三種效應中，光電效應中γ光子把全部能量傳遞給光電子而產生全能峰，是譜儀系統中用于定性定量分析的主要信號；而康普頓效應和電子對效應則會產生干擾，應盡可能予以YZ。
在譜儀中，探測器（包括晶體、高壓和前置放大器）實際上是一個光電轉換器，將光子的能量轉變成幅度與其成正比的電脈沖。然后通過譜儀放大器將該脈沖成形并線性放大，再送入模數變換器即ADC中將輸入信號根據其脈沖幅度轉變成一組數字信號，并將該數字信號送入多道計算機數據獲取系統，由相關軟件形成譜圖并進行分析。

以下簡要闡明所涉及的相關物理概念：
1、相對效率、效率與實際效率
相對探測效率（即標稱效率）的定義：按ANSI/IEEE Std. 325-1996定義，Co-60點源置于探測器端面正上方25cm處，對1.33MeV能量峰，半導體探測器與3"×3" NaI探測器計數率的比值，以%表示。效率：Co-60點源置于探測器端面正上方25cm處，1.33MeV能量峰處所產生的實際探測效率（3"×3"NaI探測器，此效率為0.12%）。實際探測效率：取決于感興趣核素所在能量峰、探測器的晶體結構、實際樣品的形狀、體積及探測器與樣品間的相對位置關系等因素。
針對低活度樣品的測量，通過提高實際探測效率以提高測量靈敏度是選擇探測器的出發點。
2、 能量分辨率（FWHM）：探測器或系統對不同能量γ和X射線在探測中的分辨能力，通常以半高寬（FWHM，全能峰高度一半處所對應的能量寬度）表示。比如對于1.33MeV能量峰，按ANSI/IEEE Std. 325-1996定義，Co-60點源置于探測器端面正上方25cm處，在計數率為1kcps時的全能半高寬。由于高純鍺探測器的分辨率本身已經相當精銳，除了在中子活化、超鈾元素分析等少數應用中，能量分辨率已不是S要考慮的因素。更加實際的分辨率問題是在高計數率和計數率動態變化（如中子活化、裂變產物、在線監測、現場測量）情況下，如何保證分辨率盡可能的穩定。
3、 康普頓效應與峰康比
γ光子與探測器中的半導體原子的電子相互作用時，將部分能量傳遞給電子，剩余能量的γ光子以一定的角度散射出去，成為康普頓散射。康普頓效應的結果會導致在低能部分的全能峰下方形成康普頓坪，成為相關能量峰的本底或甚至淹沒此能量峰。
峰康比：對1.33MeV能量峰，指其全能峰的中心道計數與1.040MeV至1.096MeV區間內康普頓坪的平均道計數之比。
4、 峰形
表征全能峰對稱性之指標，通常以FTWH（十分之一全高寬）與FWHM（半高寬）之比表示。為嚴格定義峰形，ORTEC對部分探測器同時提供F.02WH（五十分之一全高寬）與FWHM（半高寬）之比。

ORTEC高純鍺(HPGe)γ能譜儀

二、 ORTEC所有同軸探測器全面嚴格保證能量分辨率、峰康比和峰形指標。
1、ORTEC HPGe與Si（Li）探測器的分類與特點：
GEM系列: P型同軸HPGe探測器

ORTEC高純鍺(HPGe)γ能譜儀

GEM Profile系列: P型優化同軸HPGe探測器

• 同一型號的探測器采用相同的晶體結構和尺寸，從而保證了相當一致的效率曲線；

• GEM-M系列：專門設計適用于馬林杯狀樣品的測量，探測器端窗直徑與晶體有效厚度一致；

• GEM-F系列：采用扁平結構晶體（直徑>長度），對于濾紙、濾膜等薄層樣品的測量能獲得最理想的實際探測效率；

• GEM-FX系列：有著-F系列類似的晶體結構，但采用超薄的接觸極和碳纖維端窗，能量響應范圍10keV至10MeV；還可作為超鈾元素測量的理想選擇；提供15%，20%和50%三種探測效率選擇；

• GEM-MX系列：結合-M與-FX工藝，能量響應范圍10keV-10MeV，尤其適合于馬林杯狀樣品；提供38%, 66%，115%和175%四種效率選擇；

• GEM-FX與GEM-MX在整個10keV至10MeV（“寬能”）的能量范圍內都有十分優異的能量分辨率，從指標與實用意義上實現了傳統P型與N型探測器的“優勢組合”。

ORTEC高純鍺探測器HPGe

ORTEC高純鍺(HPGe)γ能譜儀

Actinide-85: 肺部計數HPGe探測器：
采用GEM-FX8530探測器工藝，用于肺部計數探測器；采用超低本底冷指材料和整體碳纖維封裝結構。

SLP系列: X-射線Si(Li)探測器：
用于X-射線能譜測量；能量響應范圍1keV至30keV；有效面積12.5至200mm²。

ORTEC高純鍺(HPGe)γ能譜儀

對于700keV以下的能量峰，120cc體積的井式探測器已能很好的滿足探測效率的要求，增大探測器體積并沒有太多的實際意義。

ORTEC高純鍺(HPGe)γ能譜儀

2、探測器的附屬選項及其意義

ORTEC高純鍺(HPGe)γ能譜儀

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