1、高純錯(cuò)、STU）探則器FMfdwtcarfi pack半導(dǎo)體（高純錯(cuò)和 Si （Li）探測(cè)器擁有精銳的能量分辨率，由其組成的丫和X射線能譜測(cè)量技術(shù)與產(chǎn)品，不僅是核結(jié)構(gòu)、分子物理、原子碰撞等核物理與核反應(yīng)研究的重要工 具，而且在核電、環(huán)境、檢驗(yàn)檢疫、生物醫(yī)學(xué)、天體物理與化學(xué)、地質(zhì)、法學(xué)、考古學(xué)、冶 金和材料科學(xué)等諸多科學(xué)與社會(huì)領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。四十多年來(lái)，ORTEC探測(cè)器種類不斷豐富、性能不斷提高，在探測(cè)效率上，能提供相 對(duì)效率200%的P型同軸探測(cè)器、175%效率的P型優(yōu)化（“寬能”）同軸探測(cè)器和100%效率的N型探測(cè)器。ORTEC PWban O*t<Kto*iCwh HW

2、Enlw I- KM QBmiw-AAy 宇ixEuniFraffi <1Mt¥鬲純錨探測(cè)器的詳?shù)卮鶚?gòu)困，F(xiàn)tfli t. MfTEC EWwdkn Cwdsr w £En Sp»ctrun! mt >teMvv一、探測(cè)器機(jī)理與各指標(biāo)的簡(jiǎn)要意義放射性核素產(chǎn)生的丫光子和X射線，其能量一般在keV至MeV范圍。由于其不帶電荷, 通過(guò)物質(zhì)時(shí)不能直接使物質(zhì)產(chǎn)生電離，不能直接被探測(cè)到，因此 丫和X射線的探測(cè)主要依 賴于其通過(guò)物質(zhì)時(shí)與物質(zhì)原子相互作用，并將全部或部分光子能量傳遞給吸收物質(zhì)中的一個(gè)電子。這種相互作用表現(xiàn)出光子的突變性和多樣性，在吸收物質(zhì)中主要產(chǎn)生三種

3、不同類型的相互作用：光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)或電子對(duì)效應(yīng)，而產(chǎn)生的次級(jí)電子（光電子）再引起物質(zhì)的電離和激發(fā)，形成電脈沖流，電脈沖的幅度正比于丫和X射線的能量。三種效應(yīng)中，光電效應(yīng)中丫光子把全部能量傳遞給光電子而產(chǎn)生全能峰，是譜儀系統(tǒng)中用于定性定量分析的主要信號(hào)；而康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)則會(huì)產(chǎn)生干擾，應(yīng)盡可能予以抑制。在譜儀中，探測(cè)器（包括晶體、高壓和前置放大器）實(shí)際上是一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，將光子 的能量轉(zhuǎn)變成幅度與其成正比的電脈沖。然后通過(guò)譜儀放大器將該脈沖成形并線性放大，再送入模數(shù)變換器即 ADC中將輸入信號(hào)根據(jù)其脈沖幅度轉(zhuǎn)變成一組數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信 號(hào)送入多道計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，由相關(guān)軟件形成

4、譜圖并進(jìn)行分析。 以下簡(jiǎn)要闡明所涉及的相關(guān)物理概念：1、相對(duì)效率、絕對(duì)效率與實(shí)際效率相對(duì)探測(cè)效率（即標(biāo)稱效率）的定義：按 ANSI/IEEE Std. 325-1996定義，Co-60點(diǎn)源置 于探測(cè)器端面正上方 25cm處，對(duì)1.33MeV能量峰，半導(dǎo)體探測(cè)器與 3" X 3" NaI探測(cè)器計(jì) 數(shù)率的比值，以 表示。絕對(duì)效率：Co-60點(diǎn)源置于探測(cè)器端面正上方25cm處，1.33MeV能量峰處所產(chǎn)生的實(shí)際探測(cè)效率（3" x 3"NaI探測(cè)器，此絕對(duì)效率為 0.12%）。實(shí)際探測(cè)效率：取決于感興趣核素所在能量峰、探測(cè)器的晶體結(jié)構(gòu)、實(shí)際樣品的形狀、 體積及探

5、測(cè)器與樣品間的相對(duì)位置關(guān)系等因素。針對(duì)低活度樣品的測(cè)量，通過(guò)提高實(shí)際探測(cè)效率以提高測(cè)量靈敏度是選擇探測(cè)器的出發(fā)點(diǎn)。2、能量分辨率（FWHM ）:探測(cè)器或系統(tǒng)對(duì)不同能量 丫和X射線在探測(cè)中的分辨能 力，通常以半高寬（FWHM ,全能峰高度一半處所對(duì)應(yīng)的能量寬度）表示。比如對(duì)于1.33MeV能量峰，按 ANSI/IEEE Std. 325-1996定義，Co-60點(diǎn)源置于探測(cè)器端面正上方25cm處，在計(jì)數(shù)率為1kcps時(shí)的全能半高寬。由于高純錯(cuò)探測(cè)器的分辨率本身已經(jīng)相當(dāng)精銳，除了在中子活化、超鈾元素分析等少數(shù)應(yīng)用中，能量分辨率已不是首要考慮的因素。更加實(shí)際的分辨率問(wèn)題是在高計(jì)數(shù)率和計(jì)數(shù)率動(dòng)態(tài)變化（

6、如中子活化、裂變產(chǎn)物、在線監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量）情 況下，如何保證分辨率盡可能的穩(wěn)定。3、 康普頓效應(yīng)與峰康比丫光子與探測(cè)器中的半導(dǎo)體原子的電子相互作用時(shí)，將部分能量傳遞給電子，剩余能量的丫光子以一定的角度散射出去，成為康普頓散射。康普頓效應(yīng)的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致在低能部分的全能峰下方形成康普頓坪，成為相關(guān)能量峰的本底或甚至淹沒(méi)此能量峰。峰康比：對(duì)1.33MeV能量峰，指其全能峰的中心道計(jì)數(shù)與1.040MeV至1.096MeV區(qū)間內(nèi)康普頓坪的平均道計(jì)數(shù)之比。4、 峰形表征全能峰對(duì)稱性之指標(biāo)，通常以FTWH （十分之一全高寬）與 FWHM （半高寬）之比表示。為嚴(yán)格定義峰形，ORTEC對(duì)部分探測(cè)器同時(shí)提供F.0

7、2WH （五十分之一全高寬）與FWHM （半高寬）之比。二、ORTEC所有同軸探測(cè)器全面嚴(yán)格保證能量分辨率、峰康比和峰形指標(biāo)。1、ORTEC HPGe與Si （ Li）探測(cè)器的分類與特點(diǎn)： GEM系列：P型同軸HPGe探測(cè)器GEM Profile系列：P型優(yōu)化同軸HPGe探測(cè)器同一型號(hào)的探測(cè)器采用相同的晶體結(jié)構(gòu)和尺寸，從而保證了相當(dāng)一致的效率曲線；GEM-M系列：專門設(shè)計(jì)適用于馬林杯狀樣品的測(cè)量， 探測(cè)器端窗直徑與晶體有效厚度一致； GEM-F系列：采用扁平結(jié)構(gòu)晶體（直徑 長(zhǎng)度），對(duì)于濾紙、濾膜等薄層樣品的測(cè)量能獲得 最理想的實(shí)際探測(cè)效率；GEM-FX系列：有著-F系列類似的晶體結(jié)構(gòu)，但采用超

8、薄的接觸極和碳纖維端窗，能量響 應(yīng)范圍10keV至10MeV;還可作為超鈾元素測(cè)量的理想選擇；提供 15%, 20%和50%三種 探測(cè)效率選擇；GEM-MX系列：結(jié)合-M與-FX工藝，能量響應(yīng)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(gè)10keV至10MeV （“寬能”）的能量范圍內(nèi)都有十分優(yōu)異的能量分辨率，從指標(biāo)與實(shí)用意義上實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)P型與N型探測(cè)器的“優(yōu)勢(shì)組合”。Actinide-85:肺部計(jì)數(shù)HPGe探測(cè)器：采用GEM-FX8530探測(cè)器工藝，用于肺部計(jì)數(shù)探測(cè)器；采用超低本底冷指材料和整

9、體碳 纖維封裝結(jié)構(gòu)。LL3探測(cè)器的射煙選項(xiàng)及其意義心如lee與前I®舊廓庫(kù)探測(cè)器結(jié)構(gòu)* R鯉萋萼是ORTEC的專利技術(shù)之一£ u.SA. Patent NO. 4.S51.684 ）,是一種與冷指采用可拆卸式連 搭的探測(cè)器結(jié)枸P于是同一個(gè)探測(cè)器可以在不同應(yīng)用下分別匹配各種實(shí)驗(yàn)室杜瓦、便攜式杜瓦或電 g冷.這無(wú)疑大大聯(lián)大了探測(cè)器在其倏年的使用壽命內(nèi)的可利用率,對(duì)于擁有多個(gè)ORTEC高純錯(cuò)伽 商詣儀系統(tǒng)的用戶來(lái)說(shuō)，增大了其系統(tǒng)配置的靈活性目前用戶所訂購(gòu)的探測(cè)器中絕大部分為Popn渴榔.*對(duì)于井式高純精探測(cè)器, 用于中子場(chǎng)合的呆測(cè)器和其它須匹配特殊結(jié)構(gòu)冷指（杜瓦）的探測(cè)藉通常仍然

10、梟用非FQ似比的Stm加忸0構(gòu)SLP系歹【：X-射線Si（Li）探測(cè)器：用于X-射線能譜測(cè)量；能量響應(yīng)范圍1keV至30keV；有效面積12.5至200mm2并設(shè)計(jì)有干燥狀態(tài)顯示計(jì)會(huì)自動(dòng)指示探測(cè)器內(nèi)的濕度狀態(tài)并可由用戶更換新的干燥劑不同盲嗣科下G工工的探J。下限HE肄則器的液晶液晶屏上顯示的高壓與晶體溫度信息lnierfa:e Module)SxarM探測(cè)器采用了單一集成智能化持口，在數(shù)字代喈僅Sman-：集底榛口屏上可以實(shí)時(shí)跡取晶體溫度、后任狀態(tài)' 冥時(shí)洵活時(shí)間、計(jì)敷率和探測(cè)器序列號(hào)等信息，以便用戶隨 時(shí)快諫準(zhǔn)確攣握探測(cè)器與譜儀系統(tǒng)的當(dāng)前工作狀急.*對(duì)于賽場(chǎng)與野動(dòng)測(cè)量的悟況，Smar

11、vl矣構(gòu)無(wú)疑保證了系統(tǒng)連接的衢京與可代.探測(cè)器的能則應(yīng)下限除了與其工藝本身相關(guān)外，還嬲無(wú)蛔豉材料及厚度高純箱探測(cè)器的端前蝸一聯(lián)有鐵窗、碟軒推窗和鋁窗等幾種可選I +在探測(cè)船艙室和封裝材料上，0RTEC提供魴種水平的保本底至超低本底供選擇低本底探測(cè)器在材料上的改進(jìn)手段有匕采用整體碳纖維封裝結(jié)構(gòu)（對(duì)于需維持其原始雅 X，采用銅材料封裝穗B置卜艙堂內(nèi)主要金屬材選用無(wú)氧高密度OFHC胤在前版高壓Smart 1與DIM智能舞測(cè)器與晶旅之間采用女工厚電措屏蔽.用活性炭代替分孑篩作吸附劑等；*針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)濕度較大的情況，OKIEC提供特殊抗潮設(shè)計(jì)的高期精探測(cè)器,廉種探測(cè)器采用整障碳桿罐封對(duì)于700keV以下的能

12、量峰，120cc體積的井式探測(cè)器已能很好的滿足探測(cè)效率的要求，增大探測(cè)器 體積并沒(méi)有太多的實(shí)際意義。阻抗反饋（RF晶體者恢復(fù)CTRP）與脈沖光反饋（POF）前放口2- Eiwrw RM« d PwmtfMnwtOi Photon DMkIO.Hlumum Eiwgy Piwpwrtyp*o*e*ciorlyp*RjupweTZ-j GEM+0UX.145JOOOLOAX. GIP（25.猊 36 mm） 4.0QQ 一奧Fig.s._ 一 Imnaaot R«m<GEM, G MXT .000,000l（Q<a>tTW）.Optical1GLETJGIET

13、-X.*,W»*F«««XSLR GLf* SLBOtfef +OF|3 箱 mmjModeled For HCRAlt GLPs10.000iRKittM FX0b*Cfc）'The POF w5 not *g up* a Hiix4 at hi學(xué)i QCuni ”br, urt*fl 除sn/MeZlu區(qū) 比s守母 Al uflr-i*gh courd ratesthe POfPUYDuptA is nrmed Dy resec pul即 ratss 1000 M&V 工百 an eelejib or （inxm -useawe' energy rate對(duì)于高計(jì)數(shù)率測(cè)量場(chǎng)合，如中子活化、現(xiàn)場(chǎng)或在裝測(cè)量場(chǎng)合所并采用同軸探測(cè)器（GEM和GMXL 可凈峻采用快前置放大器，體現(xiàn)在型號(hào)上為"-PLA如GEM30P4-76-PL.，2、探測(cè)器的附屬選項(xiàng)及其意義/ &si皿與Stmmli口紙測(cè)器結(jié)構(gòu)，, £oRP是ORTEC的專利技術(shù)之一（ U,SA F疵Mhlo 4.851,534）,是一沖與冷指采用可拆卸