如何選擇合適的HPGe及其最新進(jìn)展和應(yīng)用

1、1ORTEC產(chǎn)品應(yīng)用工程師邱遠(yuǎn)法2如何選擇合適的HPGe系統(tǒng)HPGe探測系統(tǒng)的最新進(jìn)展HPGe探測系統(tǒng)在核電工藝和流出物監(jiān)測中的應(yīng)用3您所感興趣射線的能量范圍 預(yù)期的計(jì)數(shù)率需要排除干擾的射線計(jì)數(shù)率和能量樣品尺寸或其他特定的幾何條件4探頭類型封裝類型固定式 OR 移動式標(biāo)準(zhǔn) OR 低本底液氮 OR機(jī)械制冷580 keV以上10 keV以上3 keV以上高能射線678Up to 1000 for big detectors910P型優(yōu)化 結(jié)合P、N型探測器的優(yōu)點(diǎn) 分辨率更好 效率更高11晶體尺寸: 59 mm x 70 mm = 38% Nominal Efficiency 70 mm x 80

2、mm = 66% Nominal Efficiency 82 mm x 95 mm = 115% Nominal Efficiency 94 mm x 100 mm = 175% Nominal Efficiency分辨率 14.4 and 122 keV from 57Co 1.33 MeV from 60Co 碳窗標(biāo)配PopTop and streamline 冷指其他配置同 GEM12端窗接觸極 小于15微米的死層厚度MX高至3MeV的能量范圍需要低溫保存 高溫條件下性能降低 室溫長時(shí)間保存性能降低 同競爭對手產(chǎn)品類似 四周 600 - 700 微米厚低噪聲封裝 GEM-FX yes G

3、EM-MX no131415 a161718選擇GEM P型探測器192021選擇GMX (N-type) or GEM FX型探測器根據(jù)IEEE 325定義, GMX 被定義為反轉(zhuǎn)電極使用碳窗22選擇GMX N型探測器使用鈹窗23選擇LO-AX 型探測器使用鈹窗或碳窗相比于GMX探測器，分辨率更好2425在 3 to 300 keV之間有卓越的分辨率有效面積從 30 到 1000 mm2 PopTop 和 Streamline可選26您所關(guān)注的能量大于 3 MeV你需要一個(gè)體積大的探測器 厚端窗、厚死層低能端不靈敏分辨率差HPGe也許不是一個(gè)好的選擇27 a28如果很低，-低本底儀器如果高,

4、 -TRP前放如果非常高, -TRP前放+高通過率譜儀29高 高于75000 cps 輸入計(jì)數(shù)率, -TRP低 低于 100 cps 低本底儀器 10KeV-3MeV，一共3CPS非常高 高于 100000 cps, -TRP+DSPEC 50/PRO DSpec Pro 在500000 cps 輸入計(jì)數(shù)率時(shí)的死時(shí)間為66%降低系統(tǒng)成型時(shí)間也可提高通過率301，優(yōu)化型探測器（Profile)的出現(xiàn)，該探測器結(jié)合了N型和P型探測器的綜合優(yōu)點(diǎn)2，高效率HPGe探測器3，電制冷技術(shù)的發(fā)展，施特靈壓縮機(jī)的廣泛應(yīng)用4，高度集成，小型化，一體化譜儀技術(shù)5，離子泵技術(shù)的應(yīng)用6，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展31GEM PROF

5、ILE and GEM PROFILE FX Specifications Model Crystal Dimensions Energy Resolution (FWHM)1,2 Peak Shape1 效率端窗直徑 直徑厚度 14.4461221.33 峰形峰形P:C GEM-M5970P4 59 70 900 1.9 1.9 2.65 62 38 70 GEM-F5930P4 59 30 675 1.85 1.9 2.65 40 20 70 GEM-M7080P4 70 80 950 1.95 2.0 3.00 75 66 83 GEM-F7040P4 70 40 750 1.95 1.

6、9 2.65 50 40 83 GEM-M8295P4 82 95 1300 2.1 2.0 3.10 85 115 95 GEM-F8250P4 82 50 850 2.1 2.0 3.00 62 60 95 GEM-M94100P4 94 100 1300 2.3 2.0 3.10 90 175 108 GEM-FX5825P4 58 25 450 500 650 1.8 1.9 2.65 35 15 70 GEM-FX7025P4 70 25 525 575 650 1.9 1.95 2.75 40 20 73 GEM-FX8530P4 85 30 600 625 650 1.9 2.0

7、 2.90 55 50 108 32ANSI/IEEE Std. 325-1996相對效率的定義：Co60 （1.33MeV）點(diǎn)源，距離探測器端窗正方向25cm，HPGe與（3”*3*NaI探測器計(jì)數(shù)率的比值；（3”*3*NaI的絕對探測效率為0.12%）分辨率FWHM（5.9keV-Fe55，122keV-Co57, 1.33MeV-Co60)。同相對效率的測量方法相同，對置于探測器端窗正方向25cm的點(diǎn)源，在計(jì)數(shù)率為1kcps時(shí)的全高半峰寬；峰形：對1.33MeV峰，與分辨率測量方法相同，F(xiàn)W.1M/FWHM，F(xiàn)W.02M/FWHM。（對于高斯峰形， FW.1M/FWHM=1.83，F(xiàn)W.

8、02M/FWHM=2.38）該指標(biāo)主要用于定義在峰的高能端是否有較嚴(yán)重拖尾。峰康比 1.33MeV峰與1.040至1.096MeV之間平均峰高的比值33能量分辨率(FWHM,全高半峰寬)是任何類型探測器的重要指標(biāo)。但由于高純鍺的分辨率已經(jīng)非常優(yōu)秀，一般對于環(huán)境樣品的測量并不是首要問題。當(dāng)然對于核素種類較多的復(fù)雜樣品，分辨率仍然需要列為首要考慮。峰形指標(biāo)（FW.1M/FWHM與FW.02M/FWHM) 直接涉及到峰面積計(jì)算與本底扣除的準(zhǔn)確性，從而影響分析結(jié)果的可靠性。峰康比?？灯疹D坪會增加鄰近低能峰的本底，從而直接影響其測量?？傮w上，系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性才是最重要的。34型號制冷量功耗重量 溫度穩(wěn)定

9、性供電長度直徑方向工作溫度MT5W77K 80W2.1kg+0.1KDC24V242.8mm73mm任意-40-60CT11W77K160W3.1kg+0.1KDC24V261mm83mm任意-40-60GT15W77K240W3.1kg+0.1KDC48V275.5mm83mm任意-40-6035XCOOLER已經(jīng)推出十年，目前已廣泛應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)是完全脫離液氮，減省了工作量；其次是運(yùn)行成本低廉?，F(xiàn)已推出第三代產(chǎn)品，無需任何維護(hù)，連續(xù)運(yùn)行5萬小時(shí)。POPTOP接口設(shè)計(jì)，平滑升級到最新系統(tǒng)36 l 集成探測器、致冷與數(shù)字化譜儀；l 微型斯特林壓縮機(jī)致冷；完全脫離液氮；l 探測器整體真空封裝，

10、不存在抽真空問題；探測器整體真空封裝，不存在抽真空問題；l 可用于實(shí)驗(yàn)室與車（船）載，輕巧、易于移動與組裝；l 40%相對效率P型同軸高純鍺探測器；l 10-17V直流供電，功耗小于20瓦；內(nèi)置電池可工作3小時(shí)；l 可以在局部回溫情況下隨時(shí)啟動致冷；l USB2.0通訊接口；l 與ORTEC標(biāo)準(zhǔn)鉛室完美匹配。HPGe探測器：探測器：同軸P型高純鍺。 晶體尺寸：65 mm直徑 50 mm厚。相對探測量效率：40%（typical）；分辨率（在最優(yōu)化設(shè)置下FWHM的保證值）：1.5keV 122 keV, 2.3keV 1332 keV； 峰形(typical)：1.95(FWTM/TWHM)。

11、37探測器尺寸: 85mm diameter x 30 mm thick可以在局部回溫情況下隨時(shí)啟動致冷相對效率 (IEEE-325) 50%低功耗 (30 Watt)斯特林壓縮機(jī)致冷LFR集成集成數(shù)字化譜儀USB 2.0 通訊AC/DC 供電 3 小時(shí)電池工作時(shí)間38ORTEC最近十年的產(chǎn)品都可以與現(xiàn)有產(chǎn)品輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化連接391，實(shí)驗(yàn)室取樣監(jiān)測2，在線監(jiān)測401，取樣管線的設(shè)計(jì)2，設(shè)備的抗,震能力3，設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)能力4，設(shè)備長時(shí)間工作穩(wěn)定性5，屏蔽體設(shè)計(jì)41探頭-GEM40P4-76制冷-X-Cooler-III譜儀-Dspec JR 2.0低本底鉛室42測量機(jī)柜控制機(jī)柜43快速響應(yīng)I/O輸入輸出44系統(tǒng)配置： HPGe探頭，GEM10-GEM100選配 X-COOLER-III電制冷裝置 DSPEC JR 2.0數(shù)字化譜儀 I/O 輸入輸出控制系統(tǒng) 集中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 取樣系統(tǒng)系統(tǒng)功能