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標(biāo)準(zhǔn)形制“寬能”高純鍺探測器

高純鍺(HPGe)伽馬能譜儀

高純鍺伽馬能譜儀通常由：高純鍺探測器，譜儀，制冷器，鉛室，軟件等五部分組成。

一、高純鍺探測器：

“寬能”探測器：GEM-S/GEM-C/GEM-SP

• 三個系列可選：“精銳”、“全優(yōu)”和“超精銳”

• 性能指標(biāo)上綜合了傳統(tǒng)GEM與GMX探測器的優(yōu)勢；能量下限降至3keV;分辨率優(yōu)異；中低能段效率顯著提升；

• GEM-S和GEM-C系列采用超薄可靠接觸極，GEM-SP系列采用點接觸極；

• 在常溫下保存不會損害探測器性能；

• 嚴(yán)格保證效率、分辨率、峰型與峰康比等完整指標(biāo)；

• 以晶體尺寸定義型號，同一型號的探測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。

1、精銳系列：GEM-S

2、全優(yōu)系列：GEM-C系列

3、超精銳系列：GEM-SP系列：

以上型號通常采用整體低本底碳纖維外罩封裝，型號上有LB-C后綴，同時匹配CFG-SV-LB超低本底冷指。探測器出廠時保證以上全部指標(biāo)并提供本底譜圖。

二、標(biāo)準(zhǔn)形制同軸探測器：GEM-F/GEM-M

應(yīng)用（測量）中如不關(guān)注低能射線，ORTEC提供基于傳統(tǒng)GEM工藝、但以晶體尺寸定義型號的探測器。

1、GEM-F系列：短同軸探測器（尤其適合于濾紙/濾膜等扁平樣品）

2、GEM-M系列：同軸探測器 （尤其適合于體源/馬林杯樣品）

二、能譜儀：

• 集數(shù)字化譜儀、鍵盤、顯示屏、軟件與譜存儲器于一體，可以獨立完成現(xiàn)場刻度、參數(shù)設(shè)置、測量、分析、保存譜等一切工作，可完全脫離計算機

• 可匹配ORTEC高純鍺或閃爍體探測器

• DigiDart可保存23個16K譜圖，DigiDart-LF可保存150個2K譜圖

• 性能指標(biāo)毫不遜色于實驗室譜儀

• 交流電和鋰電池兩種供電方式，四節(jié)鋰電池充電后，可連續(xù)工作9小時

• 高度防水、抗震，工作溫度-10℃到60℃

• 可*多設(shè)置9個ROI，可在線計算并顯示活度和不確定度

• 屏幕顯示計數(shù)率、實時譜、狀態(tài)等信息

• 通過USB連接電腦進行數(shù)據(jù)傳輸，

• 通過USB連接電腦時，可完全代替實驗室數(shù)字化譜儀（鍵盤和屏幕自動鎖定）

• 重量（包括電池）小于900g.

3、實驗室數(shù)字化譜儀DSPEC-50 & DSPEC-502

DSPEC-50是ORTEC于成立50周年之際推出的新一款數(shù)字化譜儀。主要特點：

• 指標(biāo)優(yōu)秀，功能齊全，各項參數(shù)等同于DSPEC-Pro；

• 提供單個MCA（DSPEC-50）和雙路MCA（DSPEC-502）選擇；

• 既可以直接連接探測器，也可以由DIM連接探測器；

• 同時提供USB2.0和以太網(wǎng)接口；

• 抗干擾能力強；

• 大屏幕彩色液晶可以連續(xù)顯示狀態(tài)和譜圖信息：

4、技術(shù)參數(shù) ：

5、ORTEC數(shù)字化譜儀性能比較

三、制冷方式：

ORTEC除了傳統(tǒng)的液氮制冷方式外，還有電制冷、Mobius液氮回凝制冷，*近又新推出了ICS集成電制冷。

1、X-COOLER III電制冷

X-COOLER-III（美國6，380，544號**）是ORTEC于1998年推出的第三代電致冷產(chǎn)品，采用世界范圍內(nèi)迄今應(yīng)用*為廣泛的高純鍺電制冷技術(shù)，可與任何體積、大小的、采用Pop Top結(jié)構(gòu)的高純鍺探測器匹配；

2、MOBIUS液氮回凝制冷器

• 仍采用液氮制冷，但采用Sun Power斯特林壓縮機使其在相當(dāng)長周期內(nèi)保持液氮水平，從而維系探測器在低溫下工作；

• 斷電情況下可靠液氮維系制冷，工作的連續(xù)性得到更好保障；

• 減少液氮填充的材料與人力消耗成本；

• 控制/顯示電路與電源同杜瓦分離而不會受到液氮影響；

• 28升液氮罐，不斷電情況下可連續(xù)工作近兩年；

• 可匹配垂直或水平冷指。

• 自帶感應(yīng)與控制元件，以文字或數(shù)字形式顯示如下信息：制冷狀態(tài)：是否在液氮循環(huán)狀態(tài)；>在當(dāng)前制冷狀態(tài)下所能維持的制冷時長（以小時數(shù)顯示）。

• 制冷維系時長為48小時時，給出提示，并報警。

3、ICS集成電制冷

• 可選配任一效率的 P 型 HPGe 探測器；

• 微型斯特林壓縮機制冷；完全脫離液氮；

• 可用于實驗室與車（船）載多種場合，輕 巧、易于移動與組裝；

• 使用主動避震技術(shù)，對分辨率無影響；

• 長達(dá) 200，000 小時的無故障使用壽命；

• 采用核級真空保持技術(shù)，可以在局部回溫 情況下隨時啟動制冷；

• 冷指長度 2-12inch 內(nèi)可調(diào)；

• 無需任何維護；

• 可選配任何效率的P型同軸探測器，N型和寬能探測器工廠定制；

• 能量響應(yīng)范圍同P型HPGe探測器；

• 前置放大器：可選Plus放快前放；

• 可外接ORTEC DSPEC系列數(shù)字化譜儀；

• 可選ICS-STAND ICS匹配支架。

四、軟件：

ORTEC的高性能，超低背景Ge輻射探測器防護罩具有**質(zhì)量的工藝和材料。它們包括基于多年鉛屏蔽設(shè)計經(jīng)驗的功能，提供**的性能和易用性。

所有ORTEC高性能，超低背景鉛屏蔽均采用1英寸厚的原始鉛*內(nèi)層，可形成4或6英寸鉛材料的總厚度。提供了銅和錫層的分級內(nèi)襯，用于抑制鉛X射線。支撐架和屏蔽護套由低碳鋼制成。所有外表面均采用耐用的紋理聚氨酯制成。所有防護罩均在工廠進行調(diào)整，可移動的門和蓋子與包裝材料一起定位，以防止在運輸過程中打開。所有防護罩都需要由合格的Rigger專業(yè)安裝，這些Rigger能夠承受重型安裝。安裝后，蓋子（和適用的門）只需要很少的調(diào)整就可以去除任何包裝材料并確保正常操作。每個護罩都配有初始調(diào)整說明，警告和扳手。補漆可以與材料安全數(shù)據(jù)表（MSDS）單獨訂購，可能需要特殊運輸。

每個ORTEC防護罩都配有以下產(chǎn)品：

1.剛性支撐架

2.鉸鏈調(diào)整說明

3.組裝扳手

4.抬起眼睛和蓋子約束支架

5.兩個適合海外運輸?shù)闹匦湍就斜P/板條箱

五、軟件

一、Maestro和GammaVision解譜軟件

ORTEC 在軟件的研發(fā)上始終保持與Windows操作系統(tǒng)的兼容性，操作界面十分友好而簡潔。僅以GammaVision兩點作為例證：對于系統(tǒng)的一切參數(shù)設(shè)置在同一個軟件界面下完成。

MAESTRO軟件

• Maestro是ORTEC的基本譜獲取軟件，可識別并處理ORTE 所有形式和型號的MCA信號。

• Maestro具體的功能包括：能譜獲取、能量刻度、全能峰識別、編輯核素庫、建立、存儲和打印感興趣區(qū)(ROI)、通過簡單的任務(wù)流自動完成重復(fù)性測量任務(wù)等

• Maestro可設(shè)置增益細(xì)調(diào)、上/下甄別閾、調(diào)節(jié)高壓、脈沖寬度等參數(shù)；啟用/停止數(shù)字化譜儀穩(wěn)譜功能；顯示實時間/活時間......

GammaVision軟件

• GammaVision是建立在Maestro基礎(chǔ)上，集硬件控制、能譜獲取、數(shù)據(jù)分析、報告生成和質(zhì)量控制于一體的專業(yè)軟件包。

• GammaVision具有多路譜圖同步獲取功能MDI（Multiple Detector Interface）。與Windows、Windows XP、Windows NT等軟件良好兼容。

• GammaVision現(xiàn)在的版本是V7.02，其功能已臻**。

五種分析引擎

• WAN32：GammaVision原始分析引擎，采用庫引導(dǎo)尋峰，用于一般應(yīng)用及分析研究型譜數(shù)據(jù)。

• GAM32：Mariscotti法尋峰，并對核素庫進行“預(yù)過濾”，以減少環(huán)境樣品測量的正向偏差。

• NPP-32：用于裂變產(chǎn)物復(fù)雜譜圖的分析。

• ENV32： 用于環(huán)境水平樣品的分析，Mariscotti法尋峰，同時產(chǎn)生活度與MDA報告。

• ROI32：感興趣區(qū)分析引擎

能量與效率刻度

• 在初次手工刻度完成之后，軟件根據(jù)存儲的標(biāo)準(zhǔn)源數(shù)據(jù)文件，可完全自動完成能量、峰形與效率重新刻度。

• 效率曲線的定義方式有：單一函數(shù)多項式擬合、插值法、用戶定義的“拐點”（Knee）前后的二項式擬合或線性擬合。

• 可根據(jù)刻度過程中的圖形清楚地判斷刻度結(jié)果是否滿意。

本底確定方法

• 自動確定法、多點法、拋物線法、引導(dǎo)式擬合及階躍法等。一般軟件會自動選定**方法。

譜分析中的校正

• 用于本底中存在待測核素峰的PBC校正（Peaked Background Correction）；

• 手動或自動峰間干擾校正；

• 不同基質(zhì)的衰減因子校正；

• 樣品幾何形狀校正；

• 樣品收集與譜獲取期間衰變校正。

ZDT（Zero Dead Time）

• 用于高活度樣品分析中的死時間校正，方法同時給出不確定度。

• 用于高活度樣品分析中的死時間校正，方法同時給出不確定度。

TCC（True Coincidence Summing Correction）

• 用于級聯(lián)伽瑪射線產(chǎn)生的和峰效應(yīng)的校正。

重峰分析方法

• 結(jié)合尋峰程序與核素庫進行引導(dǎo)。必要時根據(jù)已識別峰進行能量重刻度。

多峰活度平均：

• 對同一核素的多個g峰按其相對豐度（分支比）進行活度計算后給出平均值。

MDA計算：

• ORTEC MDA、ORTEC Critical Level、KTA MDA、PISO MDA、Currie Limit等16種算法。

分析結(jié)果報告：

• 未知峰；按核素庫峰的能量排列；按核素庫峰的同位素種類排列；總活度。

不確定度報告

• 活度百分比；

• 計數(shù)或總計數(shù)不確定度；

• 1、2或3個Sigma（s）；

• 系統(tǒng)誤差或隨機不確定度。

推演的同位素定量報告

• 平均能量（EBar），按TID14844標(biāo)準(zhǔn)；

• 碘當(dāng)量：按TID14844標(biāo)準(zhǔn)；

• DAC（Maximum Permissible Concentration）。

• 所有分析結(jié)果的報告均以與MS Access兼容的格式存儲，用戶可以自行編輯。

• 所有與譜分析結(jié)果相關(guān)的硬件參數(shù)都隨之一同保存，以便于回溯檢驗。

分析用核素庫

• GammaVision-32包括一個功能強大的可編輯核素庫，用戶可以根據(jù)實際需要建立自己的專門核素庫并對感興趣峰加以標(biāo)簽（如單逃逸峰，c-射線峰等）。

質(zhì)量保證（Quality Assurance）

按ANSI N13.30標(biāo)準(zhǔn)，隨時記錄每個探測器的以下參數(shù)：

• 探測器總本底；

• 經(jīng)衰變校正的所有刻度核素的總活度

• 平均FWHM比（實測譜與刻度標(biāo)準(zhǔn)相比）

• 平均FW0.1M比（實測譜與刻度標(biāo)準(zhǔn)相比）

• 平均峰漂移（偏離核素庫值）

• 實際峰中心能量。

為更好地服務(wù)于中國用戶，ORTEC已推出了GammaVision中文版本。

ORTEC十分注重其軟、硬件產(chǎn)品的延續(xù)性與相互兼容性，其所有軟件產(chǎn)品都屬于Connections-B32家族，并且可提供完整的開發(fā)工具軟（A11-B32）。這樣，無論年代有多久遠(yuǎn)，ORTEC的產(chǎn)品都有很好的互換性，且十分容易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制與通訊。

對ORTEC高純鍺譜儀的遠(yuǎn)程控制，只需要遠(yuǎn)程計算機與現(xiàn)場計算機均與網(wǎng)絡(luò)連接即可輕松實現(xiàn)。

二、ANGLE V3.0 無源效率刻度軟件

ANGLE V3.0是一款應(yīng)用于實驗室高純鍺伽瑪譜儀的無源效率刻度軟件。

ANGLE原理是基于對每套實驗室譜儀，以點源的完整效率曲線為基準(zhǔn)，結(jié)合**算法與相對算法，并由無數(shù)實驗修正，以"效率轉(zhuǎn)換”（efficiency transfer）方法推演其它柱體狀（體源）、平面狀（面源）或馬林杯樣品源等形式樣品的效率刻度曲線。方法在較大程度上排除了采用純粹的蒙特卡洛方法時，探測器參數(shù)輸入偏差（尤其如死層厚度）而導(dǎo)致的較大誤差。

在探測器長時間使用或經(jīng)維修后特性發(fā)生變化情況下，用戶可隨時用成系列的一套標(biāo)準(zhǔn)源完成對系統(tǒng)的重新“表征”。

相對采用純粹蒙特卡羅方法的軟件，Angle軟件的用戶界面簡潔，軟件在相應(yīng)圖形中顯示輸入?yún)?shù)的位置，避免了術(shù)語不同導(dǎo)致的問題。

即將推出中文版Angle 4。

• 效率誤差通常不超過5%

• 支持常用探測器類型，即將推出的Angle 4，支持NaI探測器

• 支持馬林杯容器

• 支持點源、片源和體源

• 可設(shè)置感興趣能量點、擬合能量區(qū)間和擬合多項式系數(shù)

• 圖形化直觀界面，輸入?yún)?shù)時，同步圖形顯示輸入?yún)?shù)的部位，避免術(shù)語不一致帶來的問題

• 預(yù)定義常用材料。新材料定義方式多樣，可以元素混合物、化合物、化合物混合物方式定義新材料，操作簡單

• 多種報告界面，輸出可復(fù)制到剪貼板，便于在Word等文字處理軟件中編輯

• 方法的可溯源性：如基準(zhǔn)效率曲線所用的刻度點源為可溯源，則結(jié)果亦可溯源。

• ORTEC可在出廠時提供具體探測器（系統(tǒng)）的點源效率曲線。

• 軟件保存完整信息，某一參數(shù)發(fā)生變化時，可調(diào)用歷史數(shù)據(jù)進行修改，再生成新的效率曲線

探測器、容器參數(shù)輸入界面

新材料定義界面

設(shè)置感興趣能量點、擬合能量區(qū)間和擬合多項式系數(shù)

獲得實際樣品的效率刻度曲線步驟：

1、輸入探測器信息：名稱、類型、晶體高度和直徑、內(nèi)接觸極孔直徑和深度、外接觸極材料與厚度、晶體死層厚度、導(dǎo)出極材料與尺寸等；

2、輸入樣品容器信息：（對體源、馬林杯或帶支架樣品）：名稱、形狀、材料、（內(nèi)外）直徑、高度、壁厚等；

3、輸入樣品信息：名稱、材料、重量、高度、直徑等

4、保存以上信息，計算，生成效率曲線

5、命名得到的效率曲線，導(dǎo)入GamaVision