ORTEC核检测设备

1ORTEC测量系统核行业实验研究及检测2需求与应用(以核电为例)•一回路在线监测系统——用于在线监测核燃料原件是否存在破损——基于HPGe的燃料原件在线监测系统；•化学回路的在线监测与实验室分析——总放水平与（中）高活度复杂样品的分析——HPGe与NaIγ谱仪；•环境实验室——环境本底调查，低活度样品的分析，需要降低最低检出限——HPGe谱仪(γ)，低本底计数器(α/β)；•保健物理——人员内照射剂量水平评估——基于NaI的全身计数器，基于HPGe的器官计数器；•核废物——核废物的处置——基于HPGe的废物桶/箱测量系统；•核应急——对核泄漏的实时监测——基于HPGe的各种实验室与现场测量系统（如HPGe核素甄别器）；•各种现场测量——土壤，废物桶/箱，管道，建筑物（如墙壁，地板等）——基于HPGe的各种现场测量系统。3测量应用(1)•1、测年分析（实验室测量系统）•2、环境放射性本底监测（实验室测量和现场本底调查）•3、人员内照射剂量水平评估（全身/器官计数器）•4、核废物的处置（废物桶/箱测量系统）•5、核应急监测（实验室与现场测量系统）•6、实时在线监测（实验室与现场测量系统）•7、国土安全（现场测量系统）•8、食品监测（实验室快速检测系统）4实验室测量——环境取样测量：•HPGe与NaIγ能谱仪（γ，原样分析）；•低本底α/β正比计数器（α/β，制样分析）；•α谱仪（α，制样分析）；现场测量——现场本底调查：•HPGe核素甄别器，现场γ能谱仪（γ，原样分析）；•车/船载单路低本底α/β正比计数器（α/β，制样分析）。测量应用(2)5•γ放射性：Cs-137，I-131，Ra-228，Ra-226，Pb-210(46keV)，Th-234，U-234，U-238等•β放射性：Sr-90•α放射性：Ra-226，U-234，U-238，Th-232，Th-230，Pb-210主要监测的核素6ORTEC能提供哪些系统？•实验室仪器–HPGeγ能谱仪–NaIγ能谱仪–多路低本底α/β计数器–多路Alpha谱仪•便携式仪器–便携式NaI/LaBrγ能谱仪–便携式HPGeγ能谱仪：HPGe-LN2液氮制冷；Trans-Spec系列；Detective系列核素甄别器；ISO-CART-85移动测量系统；•集成系统–WBC全身计数器–Auras-3000放射性废物箱、桶测量系统7一、实验室仪器•HPGeγ能谱仪•NaI（LaBr）γ能谱仪•多路低本底α/β计数器•多路α谱仪81HPGeγ能谱仪HPGeγ能谱仪的功能及市场定位系统功能：γ核素的准确识别与精确定量分析市场定位：实验室样品分析，现场快速分析，核辐射应急测量，户外连续测量，在线核素定性定量分析目标用户：有任何γ核素精确定量分析需求的用户：环保，疾控，出入境，建材，大学，科研院所，放化分析等相关领域可检测的样品种类：土壤，水质，空气等可取样物质。如是不可取样设备可选择现场测量系统。910一套完整的HPGeγ能谱仪包括哪些部分？11HPGeγ能谱仪的基本构成•HPGe探测器（含HPGe晶体、前置放大器和场效应管）•数字化谱仪（高压模块、主放大器、多道分析器、低压电源）•制冷系统（液氮或电或液氮回凝制冷装置）•铅屏蔽装置（铅室）•分析软件包（集硬件控制、能谱获取数据分析、报告生成和制冷保证于一体）12HPGe探测器具有什么功能？•探测器-传感器（一种信号转换装置）–放射性物质放出的γ射线在探测器的灵敏体积内与物质相互作用，产生一定量的电荷。通过对此极少量电荷的处理来获知放射性物质的信息。FinishedCrystal(Justabigphotodiode)•90.4mmdiameter•104.9mmlength•3479grams•BoronIonImplantedinnercontact(shootingdowntheholeistough!)•Lithiumdiffusedoutercontact13LN2DewarGermaniumCrystal~95oKFETat~120oKCharge-SensitivePreamplifierHPGe探测器1patent14前置放大器具有什么功能？•电荷灵敏前置放大器•收集电荷并转化成脉冲，输出幅度一般在毫伏级15前置放大器16主放大器具有什么功能？•简单说来，主放大器的功能就是信号的近一步放大，高斯成型。•输出幅度一般为0-10V。17多道分析器具有什么功能？•简单说来就是一种AD转换，把模拟信号转换成数字信号；•1024，2048,4096，8192，16384ANuclearADC“captures”pulseheightsandconvertstheheighttoadigitalvalue.Oncepulseheightisconvertedtoadigitalvalue,thedigitalvaluesarehistogrammedtoformaspectrum.InputMeasurethisvoltageandconverttoaDigitalValue18谱分析软件19HPGe探测器HPGe探测器是ORTEC的立身之本。作为分辨率最优秀的γ探测器，始终是核测量中精确分析的首要工具。ORTEC最高能提供相对效率150%的P型探测器、175%效率P型优化探测器，和100%的N型探测器；高效率探测器对提高系统的信噪比，降低探测下限有着最直接的意义。这对于环境样品的准确分析尤其重要。ORTEC严格遵照国际原子能委员会的ANSI/IEEEStd.325-1996标准，全面保证探测器的相对效率、分辨率、峰康比和峰形等性能指标，并且实际指标与保证值之间通常留有较大余量。针对具体的应用推出了相应的Profile“优化”探测器。比如马林杯状液体样品，滤膜、滤纸和薄片状样品。20不同类型探测器的晶体构造GEMGEM-MXGMXGEM-FX8530GLP21GEMP型同轴系列HPGe探测器型号相对效率(%)分辨率（keV）峰康比峰形@122keV@1.33MeVFW.1M/FWHMFW.02M/FWHMGEM1501501.302.390:12.03.1GEM1001001.202.183:12.03.0GEM60601.001.9570:11.93.0GEM40400.871.8564:11.92.6•优点：分辨率/峰康比/峰形综合指标好•30%至40%效率GEM系列探测器，主要用于一回路化学实验室中（高）活度样品的测量。（秦山一、二、三期）•50%至80%效率GEM系列探测器，主要用于环境样品的测量。（秦山一、二、三期，田湾）22GMX系列N型同轴HPGe探测器型号相对效率(%)分辨率峰康比峰形@5.9keV（eV）@1.33MeV(keV)FW.1M/FWHMFW.02M/FWHMGMX10106001.8040:11.92.6GMX40407602.0059:12.03.0GMX808011002.363:12.03.0GMX10010012002.564:12.23.2•优点：能量响应范围宽（3keV-10MeV)，抗中子损伤能力强•能量响应范围最宽，可测量全能段的核素；•适应性最好的探测器，且比P型有更好的抗中子损伤能力；•适于绝大多数应用，尤其适用于中子场环境下的现场测量。23PROFILE系列应用优化探测器GEMPROFILEandGEMPROFILEFXSpecificationsModelCrystalDimensionsEnergyResolution(FWHM)PeakShape1RelativeEffi.%EndcapDia.mmActualDiameterActualLength14.4keV(eV)46kev(eV)@122keV(eV)@1.33MeV(keV)FW.1M/FWHMFW.02M/FWHMP:CGEM-FX5825P458254505006501.81.92.65351570GEM-FX8530P485306006256501.92.02.905550108GEM-MX5970P459708009001.81.902.65623870GEM-MX7080P470808809501.92.03.1756683GEM-MX94100P494100128013002.32.03.190175108•GEM-M系列：特别适用于马林杯等体源样品测量，能获得最佳实际探测效率；•GEM-F系列：特别适用于薄片（盘）状样品测量，能获得最佳实际探测效率；•GEM-FX系列，-F系列的进一步改进，能量下限降至10keV；•GEM-MX系列，-M系列的进一步改进，能量下限降至10keV。（改进方案：超薄接触级—15微米厚的Li扩散层；碳纤维端窗）应用优化探测器-重点推广•M系列为标准P型同轴HPGe晶体，且晶体的长度比直径长，最大限度的提高马林杯样品的实际探测效率；•F系列为标准P型同轴HPGe晶体，且晶体的直径比长度长，最大限度的提高滤纸滤膜样品的实际探测效率；•FX和MX系列的改进：超薄接触级—15微米厚的Li扩散层；碳纤维端窗•同时拥有N型探测器的能量探测范围和P型探测器的能量分辨率；•合同保证14.4keV，122keV，1.33MeV处的能量分辨率和峰形指标！24杀伤力指数：价格分析：同等效率，比传统的P探测器便宜适用对象：样品形状确定且比较单一的用户关键指标：晶体尺寸，能量范围，分辨率25GWL系列井式HPGe探测器（仅Streamline结构）型号有效体积（cc）井直径（mm）井深度（mm）能量分辨率端窗直径（mm）@1.33MeV(keV)@122keV(keV)GWL120-1012010402.11.270GWL120-1512015.5402.31.470GWL250-1025010402.11.295GWL250-1525015.5402.31.495GWL450-1045010402.151.2108GWL450-1545015.5402.31.4108•应用：环境实验室中用于量少且能量较低样品的测量。•优点：接近4π测量，实际探测效率高（在合适的能段可接近100%）。26GLP平面HPGe探测器型号有效直径（mm）晶体尺寸分辨率端窗直径（mm）面积（mm2）直径（mm）@5.9keV（eV）@1.33MeV(keV)GLP-06165/05P4≥6≥28≥5≤165≤48070GLP-25300/13P4255001330054570GLP36360/13P43610001336058570*3keV至300keV能量范围内有着卓越的分辨率；*采用阻抗反馈式前置放大器；*可选用POF脉冲光反馈式前放，在低能端获得更好的分辨率，同时保证高计数率。如何帮助用户选择HPGeγ能谱系统？•首先确定用户要测的能量范围（感兴趣核素？）EPA：10keV-10MeVCDC：40keV-10MeVCIQ：40keV-10MeVORTECHPGe探测器的对比型号类型能量响应范围分辨率最高效率GEMP型同轴40keV–10MeV好200%GEM-FX/MXP型扁平短同轴10keV–10MeV优秀175%GMXN型同轴3keV–10MeV一般100%LO-AXN型扁平短同轴3keV–2MeV优秀50%GWL井式10keV–10MeV一般最大体积450cm329PopTop可拆卸冷指（U.S.A.PatentNo.4,851,684）P4PopTop是ORTEC独创的一种探测器封装结构，它的显著特点和最大的好处是便于探测器的拆卸和维修。同一个探测器可以在不同时间分别匹配各种实验室杜瓦、便携式杜瓦和电制冷，大大增大了探测器使用的灵活性和可利用率。整体低本底碳纤维封装-RB整体低本底碳纤维封装：•低本底（无放射性金属杂质）•坚固•耐腐蚀•可擦洗。30杀伤力指数：价格分析：比普通探测器贵5000美金适用对象：对本底要求较高或测量水样或地处潮湿地带用户，可推广至所有用户关键指标：探测器整体