低本底伽马能谱仪

实验室低本底宽能高纯锗HPGE伽马γ能谱仪第一部分：高纯锗探测器 高锗探测器由于其无与伦比的优异分辨率，是核测量最精密和最先进的工具，在核物理 研究与核测量中具有不可替代的地位。 完整的高纯锗探测器的制造过程包括晶体制备、探测器结构设计、高性能低噪声前置放大 器设计、超高真空封装与生产成型、指标测试和稳定性考核等。经国家权威计量部门检定， 其关键 性能指标优异、稳定性良好。 高纯锗探测器的工作机理：高纯锗晶体的杂质浓度低至 1010 原子/cm3 量级，是世界上最纯 净的物质。高纯锗探测器表面 分别有 N+、P+电极，在该两种电极上加反向偏压后，由于高 纯锗晶体极低的杂质浓度，其内部将工作在全耗尽状态，此时伽马射线在其内部沉积能量产生 的载流子在电场的作用下被收集，形成的电流信号通过前置放大器被转换为与沉积能量成正比 的电压信号。 高纯锗探测器所采用的晶体外形为一圆柱体，在 其外表面为 N+电极，在其内部电极孔内部为 P+电极， 两种电极分别使用成熟的锂扩散、硼离子注入技术制 造。威视系列高性能 P 型同轴高纯锗探测器的 N+电 极约为 0.5mm 厚，P+电极约为 0.5μm 厚。 探测器的前置放大器可根据用户需求选用阻容反馈或脉冲反馈前放，性能优异，长期稳 定性好，除适配威视系列数字谱仪外，还可兼容市场上主流的谱仪产品。 威视系列高性能 P 型优化高纯锗探测器配置垂直冷指，并可根据用户需要配置“L 形”、 “U 形”、水平冷指等定制化设计，同时为用户在探测器封装与冷指材料上提供超低本底选项。为保证制冷效率，探测器舱室应保持严密的真空条件。P 型探测器的总体特性：能量响应范围：30keV 至 10MeV；相对探测效率 10% 至 80%； 可满足绝大部分样品测量应用和大部分研究测量应用的要求； 全面保证相对效率、分辨率、峰康比和峰形指标； 可配置普通阻抗反馈前放或适于高计数率的脉冲光反馈前放。 TKGEP-S 系列探测器型号与性能指标：型号晶体尺寸(mm)能量分辨率-FWHM(≤keV)峰形(≤)峰康比（≥）效率（≥）直径厚度@59.5keV@122keV@1.33MeVFW.1M/FWHMFW.02M/FWHMTKGEP-S1250300.700.801.81.92.73212%TKGEP-S3070300.700.851.81.92.74530%TKGEP-S4070400.750.901.852.02.84840%TKGEP-S5085300.850.951.852.03.05350%TKGEP-S6090300.901.01.902.03.05860%TKGEP-S7085500.951.11.952.03.06270%第二部分：谱仪（多道分析仪） 配套高纯锗探测器的一款新型数字化谱仪。其设计功能完善，其稳定性业已经实际使用验证。针对高效率探测器或高 计数率条件下对信号处理的要求，结合软件，谱仪在数字化极零调 节、死时间校正和弹道亏损校正方面做了具有相当先进性和独到 性的设计。 谱仪整体功能与特性：全数字化控制，保证人机交互灵活探测器回温情况下高压自动切断功能（shutdown）多种滤波模式，可根据特定环境配置滤波参数，具备低频噪声抑制功能具备门控数字化基线恢复，自动极零，零死时间校正，弹道亏损校正等完 整先进功能最大数据通过率大于 100kcps，对高计数率样品能获得准确的测量结果支持 USB3.0 接口谱仪特征功能： 基础参数显示：系统的电源开启状态，高压开启状态，高压目标值，高压升降过程 动态显示。全数字化自动高压加载：用户根据探测器参数选定高压后，系统自动按指定的速率 和目标值进行高压加载，直到满足探测器要求。异常处理功能：当系统意外掉电，设备自动启动 UPS 功能，并按异常处理逻辑，进 行高压缓降，以保护探测器安全。抑制电荷收集时间效应功能：基于 FPGA 的硬件算法，利用快通道梯形脉宽来统计 电荷收集的方法简单实用高效。 具体参数指标： 系统非线性：积分非线性：≤ 0.01%；微分非线性：≤±0.28最大通过率：成形时间设置为上升时间 500ns，平顶时间 500ns时，系统等效的死时间约为 2.79μs，此时，最大脉冲通过率将达到 130Kcps。粗调增益：：由计算机选定为 1,2,4,8细调增益：由计算机设定为 0.45 至 1.00尺寸与重量：376D X 242W X 116 H mm, 2.2KG工作条件：0 C 到 50 C（包括 LCD 显示）。操作系统：Windows 7/ Windows10。显示/接口：320 240 像素(pixel) 有机发光半导体(OLCD)系统状态信息。220V市电接入端子，USB3.0接口。高压输出接口，探测器电源接口，探测器信号输入端子。第三部分：液氮回凝制冷器 采用低振动长寿命脉冲管制冷机，运行寿命长于 10 年； 25L 液氮容器，不断电条件下可连续工作两年以上； 对探测器分辨率无影响； 可匹配垂直、水平与弯头型冷指； 液晶显示屏实时显示液氮水平、制冷机运行状态等信息； 可选购基于无线技术的遥控器，远程控制制冷系统或显示运行状态； 配有自动式液氮填充接口，可自动加注液氮； 在制冷维系时长为 48 小时前发出提示与报警； 外形尺寸：64.5cm 高 x 45.6cm 直径（不含探测器）； 功耗：运行时小于 150W，启动时最大 250W； 工作环境：0 - 35℃，相对湿度 20%至 80%（无冷凝）； 噪声：1m 处小于 60 分贝。第四部分：伽马谱软件包 研制开发一套完整的实验室高纯锗伽马谱仪，除了高纯锗探测器这一核心部件之外，还需要在与其配套的制冷器、谱仪和分析软件上下足十分的功夫。 历经十年的反复磋磨与雕琢，目前这款即将商品化的TKGammaWiz软件包已具备完整而 强大的功能。 它是一个完整的软件包，只需一次安装，用户即可实现如下功能： 系统的参数设置与硬件控制，包括增益细调、启动数字化稳谱、调节高压、显示实 时间/活时间和脉冲宽度、 系统的能量与效率刻度。初始化安装时，软件会提示用户进行参数设置与能量/效 率刻度。 能谱获取与显示。具有多路谱图同步获取功能。 谱分析与活度计算。多种寻峰方法与峰面积计算方法、多种本底算法、完善的各种校正功能，以期得到最小的不确定度。 分析结果报告与质量保证。完整的数据报告会给出每一次测量的条件与结果，以保 证随时可以回溯。 它具有如下鲜明的个性化功用与特点： 设计有可切换的操作员（operator）与专家（expert）两种使用权限，以保证系统 与数据安全可靠。 独特的能谱采集回放功能。设计用于当数据超出设置的限值、或不确定度较高时， 从源头上予以确认或诊断。 对具备”批处理”条件的样品，可定制流程化的“一键分析”。 具体参数与特性： 刻度：支持能量、峰形、效率刻度，可人工刻度，也可载入存储的数据文件。效率曲线可 载入自主研发的无源效率刻度软件产生的效率刻度文件，并支持三种拟合方法：单一函数多 项式拟合、插值法、带“拐点”（Knee）的多项式拟合。 寻峰：支持 Mariscotti 法寻峰，可自动或手动完成寻峰。 本底确定方法：自动确定法、SNIP剥谱法、峰侵蚀法等。软件会自动选定最佳方法。 分析用核素库： 软件包含默认的 2000 个核素的衰变纲图与相应的伽马射线能量数据, 用 户可在此基础上进一步编辑并生成自己的自定义子库。软件核素库支持对核素名称、质量、 能量的查询，和对母子核的编辑。 核素识别的方法： 软件默认使用基于库寻峰的核素识别方法，具体执行程序如下： 使用广义二阶差分方法初步寻峰，根据寻峰结果对核素库进行筛选。用峰侵蚀方法分析全谱本底，扣除本底后，在库峰位所在能量点用最小二乘法进行峰拟合作为寻峰结果。 分析后的首选核素将会直接标注在谱上，方便查看。 谱分析中的校正：母子核衰变校正；样品集与谱获取期间的衰变校正。 MDA 计算：Currie 算法，后续可扩展 ORTEC MDA 等 18 种算法。分析结果报告：报告主要包括能谱信息、刻度、分析设置、分析峰、分析核素几个部分内容，支持 pdf、rpt、doc 三种格式。 界面：默认 office 风格，可自行切换。一图展示能谱、寻峰、核素识别结果等内容，并 可根据指定核素计算显示其余能量峰的高度。适应的操作系统：Windows7/810 32/64 位操作系统。第五部分：实验室无源效率刻度软件 蒙特卡罗程序包：基于 Geant4 软件程序包，能够准确模拟光子与物质相作用的整个过程。 探测器类型：支持同轴型、面型、井型三种类型探测器。 能量范围：10keV-7000keV； 刻度角度：支持任意角度刻度。探测效率：支持真实物理级别的级联符合校正，通过自研能量沉积算法获取探测效率。 常见容器库：内置 9 种常见的容器库，支持圆柱、圆盘、烧杯、马林杯、U 型杯、盒子、球 型、点源、横向圆柱等对称型样品模型。 材料库工具：内置 40 余种常见材料，允许用户自定义材料。 3D 视觉及几何校验：提供快速 3D 视觉及更精细的几何模型定义，提供完整的几何模型校验。 输入参数敏感性分析：提供输入参数敏感性分析工具，方便用户定位影响效率刻度的参数项。 自表征校正工具：允许用户自主完成探测器表征，无需返厂，确保刻度的准确性。 效率刻度拟合公式：允许用户通过拟合公式计算不同能量对应的探测效率。 刻度结果报表:支持完整刻度结果数据的报表预览及打印。 适应的操作系统：Windows7/8/10 64 位操作系统。第六部分：铅室1.标准铅室 TKLBS-G2 是一款顶开门压杆式低本底铅室，用于高纯锗γ能谱仪系统，屏蔽环 境本底对探测过程的干扰，提高测量的准确性。具体参数： 外层材料：1cm 低碳钢；中层材料：10cm 低本底铅 4π 方向屏蔽；内层材料：3 mm 无氧铜；结构：压杆式顶部平移开门设计； 承重桌材料：低碳钢；占地面积：65cm x 65cm；内腔尺寸：Φ310mm x 409mm；重量：大于 1.1 吨； 铅室说明：分三个型号，TKLBS-G1，TKLBS-G2，和TKLBS-U，TKLBS为low background shelid低本底屏蔽的缩写，G1代表Grad1等级1，使用铅材料厚度为10cm，本底保 证＜3.0cps，常规值＜2.8cps；G2代表Grad1等级2，使用铅材料厚度为15cm，本 底保证＜2.0cps，常规值＜1.6cps；U代表Ultra超级，使用铅材料厚度为15cm， 同时使用液氮挥发气体赶走铅室内腔空气，使之降低空气中氡的影响，本底保证＜1.0cps。按照约定俗称，以上本底均针对40%效率高纯锗探测器。2.超低本底铅室 TKULBS-G 是一款顶开门压杆式超低本底铅室，用于高纯锗γ能谱仪系统，屏蔽环境本底 对探测过程的干扰，提高测量的准确性。本底指标：本底指标：在正常放射性环境下 50keV 至 3MeV 范围内保证值小于 1.2cps（40%效率）， 典型值约 1cps 左右。具体参数： 高度 682.1 mm (26.9 in.)； 直径 558.8 mm (22.0 in.)； 内腔: 直径 228.6 mm (9 in.)； 深度：355.6 mm (14 in.)；最外层：9.5 mm (3/8 in.) 厚的低碳钢； 屏蔽层: 152 mm (6 in.)厚的低本底铅； 内衬：1 mm 厚的锡与 1.5mm 厚的无氧铜 重量: 1625 Kg 喷漆: 浅灰色环氧漆 桌子高度：68.5-765 .5cm 高度可调可选超低本底内衬：2.5cm 厚的 25Bq/kg 的超低本底铅。

CIT-3000F建材放射性检测仪（低本底多道&gamma 能谱仪）是四川新先达测控技术有限公司在原有建材放射性检测仪基础上研制的新一代智能化低本底多道&gamma 能谱仪，是符合国家最新标准JJG417-2006中华人民共和国计量检定规程和GB6566-2010建筑材料放射性检测限量的法定产品。该仪器在多道谱仪、自动稳谱、活度测量模型、数据采集与处理、方法研究等技术方面雄居国内领先水平，是适用于测量建材、矿物、环境放射性比活度、活性碳测氡的新型智能化核测量仪器。 技术指标 .样量：500克 .时间量程：10-65500秒，时间可调 .高灵敏低钾NaI(Tl)能谱探头：晶体尺寸ф75mm× 75mm .标准铅室：屏蔽室壁厚100mm，内腔直径200mm .1024（2048）多道脉冲分析器 .专利技术梯形成形，成形时间2.0&mu s .微分非线性0.2%，积分非线性0.01% .计算机可调增益，1-65535细分 .RS-232C，通用串行接口联接计算机显示操作 .测量结果不确定度： &le 10%(K=2) .仪器能量分辨率：优于7%(137Cs661KeV) .长期稳定性：24小时内峰位漂移不大于1% .本底计数率：在能区50keV-3000keV内本底计数率不大于6s-1（cps） .分析软件：Windows全中文操作系统，人机对话，汉字菜单显示，操作简单方便 .整机功耗：电流小于300mA .使用环境：温度0℃&mdash 50℃，湿度&le 95% .主机重量：3kg，尺寸：31× 32× 13cm 性能特点 1.数字化能谱仪、计数率高，无漏计，稳定性能好； 2.脉冲模式与谱模式自由切换； 3.测量时间量程10-65500S，时间可以调节， 3600秒分析时间，工作效率高； 4.采用Ra、Th、K单核素源（每个重500克）建立模型，科学合理，符合国际标准。能提供准确数据，为仪器标定、自校提供方便； 5.可以测量U、h、K、Cs137、Am241等核素； 6.库管理功能，测量数据自动保存； 7.Excel报表打印功能； 8.仪器经过MC计量认证，由中国测试技术研究院（国家级）提供检定证书； 9.仪器采用模块化设计，人机界面友好，操作简单，仪器性能稳定； 10.探头采用单连接头结构，可以屏蔽磁干扰，对磁场不敏感； 11.采用高能区特征谱线，本底干扰小，各核素相互干扰也小。谱线分辨率高，测量精确度高； 12.计算采用逆矩阵法，消除了各核素峰之间的影响，计算结果准确； 13.现场模型只需1000秒，工作效率高； 14.一机两用：室内定量分析；现场快速检测； 仪器配置 1.智能化低本底多道&gamma 能谱仪主机一台 2.高灵敏低钾NaI(Tl)能谱探头一个(晶体尺寸ф75mm× 75mm) 3.标准铅室1套（屏蔽室壁厚100mm，内腔直径200mm） 4.系统操作软件一套 5.通讯电缆一根 6.国家放射性标准物质一套（镭、钍、钾各一份） 8.国家放射性标准物质证书一套（镭、钍、钾各一份） 9.放射性标准样品盒一套（10个） 10.中国测试技术研究院（国家级）仪器检定证书一份 11.电脑、打印机（选配）

一体化低本底快速伽马能谱仪—— 整台仪器集成一体，单次测量时间小于5 分钟，测量精度优于0.02Bq/gRT-50实验室伽玛射线能谱分析仪是专门设计用于监测和检测各种金属材料、建筑材料、金属制品、地质样品、环境采样样品及食品中可能存在的放射性辐射。例如：钢铁厂内钢、尘、渣的快速辐射分析。测定建筑材料和岩石中钾、铀和钍的浓度。测量食品、动物饲料和环境样品中可能存在的放射性辐射。RT-50采用落地式设计，操作方便快捷。在拥有极高的检测灵敏度的同时，操作者可以在5分钟内快速完成一个完整的分析，实时的能量频谱显示功能让你轻松了解整个检测过程，最终的测量精度可达到0.02 Bq/g (60Co)，自动分析数据不仅实时显示在设备信息显示屏上方便快速浏览、打印，同时设备会自动保存包括所有样品信息和完整的日志，操作者可以轻松下载所有已保存的数据至电脑终端以进行进一步的分析、统计。借助高性能的RT-50伽玛射线光谱仪，操作者就可以轻松的在实验室完整的分析测量样品，获得高质量、可靠性的测量数据。通过使用高容量闪烁探测器并在其上添加大量屏蔽，可以大幅度缩短测量时间和减少被测样品量，实现了极高的灵敏度。LabCenter的核心是一种独特而新颖的测量伽马射线谱活性的方法，可以精确测量含有不同放射性同位素的混合样品的活性。RT-50是一个1024通道的伽玛谱仪，带有一个圆柱形碘化钠闪烁探测器(直径3英寸x 3英寸)，封装在厚铅屏蔽中，最小壁厚为3.5英寸(9厘米)。特别设计的盖子，便于样品的装载和拆卸。高压电源，放大器，模拟-数字转换器都集成在该分析仪上。RT-50谱仪通过USB在计算机的控制下工作。RT-50系统组成1、多通道γ-射线光谱分析器（MCA）,置于一个高密度屏蔽落地柜中 多通道γ-射线光谱分析器（MCA）是该系统心脏，它是一个高度可靠、自包含1024个通道的脉冲幅度分析器，分析器内部核心是一个高性能的碘化钠(thallium doted)NaI（TI）闪烁晶体。内部数字化处理器进行实时能量线性化，并提供一个完整的线性频谱。RT-50前端是一个复杂、厚重的高屏蔽的滑动式盖板，但是打开却非常轻松，操作者可以非常方便的对样品容器进行清洁。RT-50的机柜采用坚固的箱体设计，内部集成超厚铅或者钢（可选）屏蔽层，以最大限度的提高灵敏度和抗干扰性能。2、 LabCentre专用PC端数据分析软件 多通道γ-射线光谱分析器（MCA）是由安装在电脑上的Lab Centre软件控制，Lab Centre是一个多平台的程序（支持Windows、Linux）,软件可实现包括校准、样品的测量和结果归档等多种功能。开源的SQL数据库设计可以让操作者将测量数据方便的集成到自己的系统中。Lab Centre简化了用户输入样品描述和输出协议，操作者可以在简单的总计数模式、背景计数比较模式、复杂的多组分分析模式中选择不同的评估模式3、一组标准校准数据，支持自定义扩展。 优化的校准功能和内部数据库预先测量标准可以免除通常校准程序的费时、烦锁。特 点：l 高灵敏性，可以快速、精确的测量一个给定样本的放射性，测量灵敏度可达0.02 Bq/gl 内部集成一个高灵敏度NaI(TI)闪烁晶体，自包含1024个通道的脉冲幅度分析器l 检测速度快,全样本分析只需5分钟l 易于使用，图形菜单驱动界面，快速、高效地输入样品数据和得到测量结果，操作者无需复杂的使用训练l 易于校准，优化的校准功能消除常规校准的烦锁l 强大的数据处理功能，跨平台的开源SQL数据库，操作者可以方便的将存储数据集成到自己的系统中l 完善的数据分析，可以快速、方便的查看、打印、存储数据，或者将数据发布到网络典型应用：l 快速监测金属、炉渣、灰尘等的放射性污染l 适应于炼钢、废钢回收和其它金属处理行业l 适应于地质和地球物理领域中对天然放射性核素浓度的测量l 环境放射性安全监测l 食品和食品生产行业放射性安全监测技术参数探测器:：NaI(TI) 体积0.35l ，76 x 76 mm (3"×3") PMT分辨率：优于7.5%@662 keV高压电源：500 - 1000V DC能量范围：20keV-3.0MeV输出：NaI(TI) 0.35 ，76 x 76 mm (3"×3") bi-alkali PMT，正脉冲，上升时间优于0.5μS，最大振幅线性范围 2.5V，双极整形，时间常数1μs，增益粗调高压可控，增益细调+/-3%（在1000 gain steps）谱仪稳定性：两点偏移和增益校正，662 keV typ. at ch. 220.精度 +/- 0.1 chADC： 近似值，双缓冲，高速高线性，转换时间1.5μs，1024通道 down sampled from 65535，数位可调 ADC zero +/- 80 mV，数位可调 LLD 范围从第2到第30通道。自动死时间校正 ，精度优于0.25%非线性：在95%范围内的全比例积分上限为0.1%，在95%范围内的最大差值为全尺寸差值的3%通信接口：USB参考源：137Cs - 9 kBq (0.25μCi)功耗：100mA操作环境：操作温度范围：0℃- 40℃ 储存温度范围：-20℃-70℃尺寸和重量：HxWxD 770mm×360mm×620mm 重量410 kg (如果选用铅防护盖580 kg)软件要求：操作系统 Windows 2K ，XP ，Vista ，Windows 7 或Linux with Kernel 2.6 ，FirebirdSQL 2.0标准测量室：铝空心圆柱体,壁厚1.5mm，直径150mm、高度150mm的铝空心圆柱体。标准的测量室可以被 马林杯（Marinelli Beaker）中的一个被允许测量的小室所取代，这个测量室可以达到700ml，适用于直径为3英寸的探测器。