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產品簡介
ORTEC-高純鍺探測器
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
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
詳細介紹
實驗室高純鍺（HPGe）伽馬γ能譜儀
第一部分：高純鍺探測器
高鍺探測器由于其的優異分辨率，是核測量工具，在核物理 研究與核測量中具有不可替代的地位。
完整的高純鍺探測器的制造過程包括晶體制備、探測器結構設計、高性能低噪聲前置放大 器設計、超高真空封裝與生產成型、指標測試和穩定性考核等。經國家計量部門檢定， 其關鍵 性能指標優異、穩定性良好。
高純鍺探測器的工作機理：高純鍺晶體的雜質濃度低至 1010 原子/cm3 量級，是純凈的物質。高純鍺探測器表面 分別有 N+、P+電極，在該兩種電極上加反向偏壓后，由于高 純鍺晶體極低的雜質濃度，其內部將工作在全耗盡狀態，此時伽馬射線在其內部沉積能量產生 的載流子在電場的作用下被收集，形成的電流信號通過前置放大器被轉換為與沉積能量成正比 的電壓信號。
高純鍺探測器所采用的晶體外形為一圓柱體，在 其外表面為 N+電極，在其內部電極孔內部為 P+電極， 兩種電極分別使用成熟的鋰擴散、硼離子注入技術制 造。威視®系列高性能 P 型同軸高純鍺探測器的 N+電 極約為 0.5mm 厚，P+電極約為 0.5μm 厚。
探測器的前置放大器可根據用戶需求選用阻容反饋或脈沖反饋前放，性能優異，長期穩 定性好，除適配威視®系列數字譜儀外，還可兼容市場上主流的譜儀產品。 威視®系列高性能 P 型優化高純鍺探測器配置垂直冷指，并可根據用戶需要配置“L 形"、 “U 形"、水平冷指等定制化設計，同時為用戶在探測器封裝與冷指材料上提供超低本底選項。為保證制冷效率，探測器艙室應保持嚴密的真空條件。
P 型探測器的總體特性：
能量響應范圍：30keV 至 10MeV；相對探測效率 10% 至 80%；
可滿足絕大部分樣品測量應用和大部分研究測量應用的要求；
全面保證相對效率、分辨率、峰康比和峰形指標；
可配置普通阻抗反饋前放或適于高計數率的脈沖光反饋前放。
ORTEC-高純鍺探測器
型號 | 晶體尺寸(mm) | 能量分辨率-FWHM(≤keV) | 峰形(≤) | 峰康比 （≥） | 效率 （≥） | ||||
直徑 | 厚度 | @59.5keV | @122keV | @1.33MeV | FW.1M/FWHM | FW.02M/FWHM | |||
TKGEP-S12 | 50 | 30 | 0.70 | 0.80 | 1.8 | 1.9 | 2.7 | 32 | 12% |
TKGEP-S30 | 70 | 30 | 0.70 | 0.85 | 1.8 | 1.9 | 2.7 | 45 | 30% |
TKGEP-S40 | 70 | 40 | 0.75 | 0.90 | 1.85 | 2.0 | 2.8 | 48 | 40% |
TKGEP-S50 | 85 | 30 | 0.85 | 0.95 | 1.85 | 2.0 | 3.0 | 53 | 50% |
TKGEP-S60 | 90 | 30 | 0.90 | 1.0 | 1.90 | 2.0 | 3.0 | 58 | 60% |
TKGEP-S70 | 85 | 50 | 0.95 | 1.1 | 1.95 | 2.0 | 3.0 | 62 | 70% |
第二部分：譜儀（多道分析儀）
配套高純鍺探測器的一款新型數字化譜儀。其設計功能完善，其穩定性業已經實際使用驗證。針對高效率探測器或高 計數率條件下對信號處理的要求，結合軟件，譜儀在數字化極零調 節、死時間校正和彈道虧損校正方面做了具有相當*性和獨到 性的設計。
譜儀整體功能與特性：
全數字化控制，保證人機交互靈活
探測器回溫情況下高壓自動切斷功能（shutdown）
多種濾波模式，可根據特定環境配置濾波參數，具備低頻噪聲抑制功能
具備門控數字化基線恢復，自動極零，零死時間校正，彈道虧損校正等完 整*功能
最大數據通過率大于 100kcps，對高計數率樣品能獲得準確的測量結果
支持 USB3.0 接口
譜儀特征功能：
基礎參數顯示：系統的電源開啟狀態，高壓開啟狀態，高壓目標值，高壓升降過程 動態顯示。
全數字化自動高壓加載：用戶根據探測器參數選定高壓后，系統自動按速率 和目標值進行高壓加載，直到滿足探測器要求。
異常處理功能：當系統意外掉電，設備自動啟動 UPS 功能，并按異常處理邏輯，進 行高壓緩降，以保護探測器安全。
抑制電荷收集時間效應功能：基于 FPGA 的硬件算法，利用快通道梯形脈寬來統計 電荷收集的方法簡單實用高效。
具體參數指標：
系統非線性：積分非線性：≤ 0.01%；微分非線性：≤±0.28
最大通過率：成形時間設置為上升時間 500ns，平頂時間 500ns時，系統等效的死時間約為 2.79μs，此時，最大脈沖通過率將達到 130Kcps。
粗調增益：：由計算機選定為 1,2,4,8
細調增益：由計算機設定為 0.45 至 1.00
尺寸與重量：376D X 242W X 116 H mm, 2.2KG
工作條件：0?C 到 50?C（包括 LCD 顯示）。操作系統：Windows 7/ Windows10。
顯示/接口：320?240 像素(pixel) 有機發光半導體(OLCD)系統狀態信息。220V
市電接入端子，USB3.0接口。高壓輸出接口，探測器電源接口，探測器信號輸入端子。
第三部分：液氮回凝制冷器
采用低振動長壽命脈沖管制冷機，運行壽命長于 10 年；
25L 液氮容器，不斷電條件下可連續工作兩年以上；
對探測器分辨率無影響；
可匹配垂直、水平與彎頭型冷指；
液晶顯示屏實時顯示液氮水平、制冷機運行狀態等信息；
可選購基于無線技術的遙控器，遠程控制制冷系統或顯示運行狀態；
配有自動式液氮填充接口，可自動加注液氮；
在制冷維系時長為 48 小時前發出提示與報警；
外形尺寸：64.5cm 高 x 45.6cm 直徑（不含探測器）；
功耗：運行時小于 150W，啟動時最大 250W；
工作環境：0 - 35℃，相對濕度 20%至 80%（無冷凝）；
噪聲：1m 處小于 60 分貝。
第四部分：伽馬譜軟件包
研制開發一套完整的實驗室高純鍺伽馬譜儀，除了高純鍺探測器這一核心部件之外，還需要在與其配套的制冷器、譜儀和分析軟件上下足十分的功夫。
歷經十年的反復磋磨與雕琢，目前這款即將商品化的TKGammaWiz軟件包已具備完整而 強大的功能。
它是一個完整的軟件包，只需一次安裝，用戶即可實現如下功能：
系統的參數設置與硬件控制，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、
系統的能量與效率刻度。初始化安裝時，軟件會提示用戶進行參數設置與能量/效 率刻度。
能譜獲取與顯示。具有多路譜圖同步獲取功能。
譜分析與活度計算。多種尋峰方法與峰面積計算方法、多種本底算法、完善的各種校正功能，以期得到最小的不確定度。
分析結果報告與質量保證。完整的數據報告會給出每一次測量的條件與結果，以保 證隨時可以回溯。
它具有如下鮮明的個性化功用與特點：
設計有可切換的操作員（operator）與專家（expert）兩種使用權限，以保證系統 與數據安全可靠。
的能譜采集回放功能。設計用于當數據超出設置的限值、或不確定度較高時， 從源頭上予以確認或診斷。
對具備"批處理"條件的樣品，可定制流程化的“一鍵分析"。
具體參數與特性：
刻度：支持能量、峰形、效率刻度，可人工刻度，也可載入存儲的數據文件。效率曲線可
載入自主研發的無源效率刻度軟件產生的效率刻度文件，并支持三種擬合方法：單一函數多 項式擬合、插值法、帶“拐點"（Knee）的多項式擬合。
尋峰：支持 Mariscotti 法尋峰，可自動或手動完成尋峰。
本底確定方法：自動確定法、SNIP剝譜法、峰侵蝕法等。軟件會自動選定最佳方法。
分析用核素庫： 軟件包含默認的 2000 個核素的衰變綱圖與相應的伽馬射線能量數據, 用 戶可在此基礎上進一步編輯并生成自己的自定義子庫。軟件核素庫支持對核素名稱、質量、 能量的查詢，和對母子核的編輯。
核素識別的方法： 軟件默認使用基于庫尋峰的核素識別方法，具體執行程序如下： 使用廣義二階差分方法初步尋峰，根據尋峰結果對核素庫進行篩選。用峰侵蝕方法分析全譜本底，扣除本底后，在庫峰位所在能量點用最小二乘法進行峰擬合作為尋峰結果。
分析后的核素將會直接標注在譜上，方便查看。 譜分析中的校正：母子核衰變校正；樣品集與譜獲取期間的衰變校正。 MDA 計算：Currie 算法，后續可擴展 ORTEC MDA 等 18 種算法。
分析結果報告：報告主要包括能譜信息、刻度、分析設置、分析峰、分析核素幾個部分內
容，支持 pdf、rpt、doc 三種格式。
界面：默認 office 風格，可自行切換。一圖展示能譜、尋峰、核素識別結果等內容，并 可根據核素計算顯示其余能量峰的高度。
適應的操作系統：Windows7/810 32/64 位操作系統。
第五部分：實驗室無源效率刻度軟件
蒙特卡羅程序包：基于 Geant4 軟件程序包，能夠準確模擬光子與物質相作用的整個過程。 探測器類型：支持同軸型、面型、井型三種類型探測器。
能量范圍：10keV-7000keV； 刻度角度：支持任意角度刻度。
探測效率：支持真實物理級別的級聯符合校正，通過自研能量沉積算法獲取探測效率。 常見容器庫：內置 9 種常見的容器庫，支持圓柱、圓盤、燒杯、馬林杯、U 型杯、盒子、球 型、點源、橫向圓柱等對稱型樣品模型。
材料庫工具：內置 40 余種常見材料，允許用戶自定義材料。
3D 視覺及幾何校驗：提供快速 3D 視覺及更精細的幾何模型定義，提供完整的幾何模型校驗。 輸入參數敏感性分析：提供輸入參數敏感性分析工具，方便用戶定位影響效率刻度的參數項。
自表征校正工具：允許用戶自主完成探測器表征，無需返廠，確保刻度的準確性。 效率刻度擬合公式：允許用戶通過擬合公式計算不同能量對應的探測效率。
刻度結果報表:支持完整刻度結果數據的報表預覽及打印。 適應的操作系統：Windows7/8/10 64 位操作系統。
第六部分：鉛室
1.標準鉛室
TKLBS-G2 是一款頂開門壓桿式低本底鉛室，用于高純鍺γ能譜儀系統，屏蔽環 境本底對探測過程的干擾，提高測量的準確性。
具體參數：
外層材料：1cm 低碳鋼；
中層材料：10cm 低本底鉛 4π 方向屏蔽；
內層材料：3 mm 無氧銅；
結構：壓桿式頂部平移開門設計；
承重桌材料：低碳鋼；占地面積：65cm x 65cm；
內腔尺寸：Φ310mm x 409mm；
重量：大于 1.1 噸；
鉛室說明：分三個型號，TKLBS-G1，TKLBS-G2，和TKLBS-U，TKLBS為low background shelid低本底屏蔽的縮寫，G1代表Grad1等級1，使用鉛材料厚度為10cm，本底保 證＜3.0cps，常規值＜2.8cps；G2代表Grad1等級2，使用鉛材料厚度為15cm，本 底保證＜2.0cps，常規值＜1.6cps；U代表Ultra超級，使用鉛材料厚度為15cm， 同時使用液氮揮發氣體趕走鉛室內腔空氣，使之降低空氣中氡的影響，本底保證＜1.0cps。按照約定俗稱，以上本底均針對40%效率高純鍺探測器。
2.超低本底鉛室
TKULBS-G 是一款頂開門壓桿式超低本底鉛室，用于高純鍺γ能譜儀系統，屏蔽環境本底 對探測過程的干擾，提高測量的準確性。
本底指標：
本底指標：在正常放射性環境下 50keV 至 3MeV 范圍內保證值小于 1.2cps（40%效率）， 典型值約 1cps 左右。
具體參數：
高度 682.1 mm (26.9 in.)；
直徑 558.8 mm (22.0 in.)；
內腔: 直徑 228.6 mm (9 in.)；
深度：355.6 mm (14 in.)；
最外層：9.5 mm (3/8 in.) 厚的低碳鋼；
屏蔽層: 152 mm (6 in.)厚的低本底鉛；
內襯：1 mm 厚的錫與 1.5mm 厚的無氧銅
重量: 1625 Kg
噴漆: 淺灰色環氧漆
桌子高度：68.5-765 .5cm 高度可調
可選超低本底內襯：2.5cm 厚的 25Bq/kg 的超低本底鉛。
ORTEC-高純鍺探測器