高纯锗探测器，高纯锗探测器，高纯锗探测器
半导体（高纯锗和Si（Li））探测器拥有精锐的能量分辨率，由其组成的γ和X射线能谱测量技术与产品，不仅是核结构、分子物理、原子碰撞等核物理与核反应研究的重要工具，而且在核电、环境、检验检疫、生物医学、天体物理与化学、地质、法学、考古学、冶金和材料科学等诸多科学与社会领域得到了越来越广泛的应用。 一、 探测器机理与各指标的简要意义 放射性核素产生的γ光子和X射线，其能量一般在keV至MeV范围。由于其不带电荷，通过物质时不能直接使物质产生电离，不能直接被探测到，因此γ和X射线的探测主要依赖于其通过物质时与物质原子相互作用，并将全部或部分光子能量传递给吸收物质中的一个电子。这种相互作用表现出光子的突变性和多样性，在吸收物质中主要产生三种不同类型的相互作用：光电效应、康普顿效应或电子对效应，而产生的次级电子（光电子）再引起物质的电离和激发，形成电脉冲流，电脉冲的幅度正比于γ和X射线的能量。三种效应中，光电效应中γ光子把全部能量传递给光电子而产生全能峰，是谱仪系统中用于定性定量分析的主要信号；而康普顿效应和电子对效应则会产生干扰，应尽可能予以抑制。 在谱仪中，探测器（包括晶体、高压和前置放大器）实际上是一个光电转换器，将光子的能量转变成幅度与其成正比的电脉冲。然后通过谱仪放大器将该脉冲成形并线性放大，再送入模数变换器即ADC中将输入信号根据其脉冲幅度转变成一组数字信号，并将该数字信号送入多道计算机数据获取系统，由相关软件形成谱图并进行分析。 以下简要阐明所涉及的相关物理概念： 1、相对效率、**效率与实际效率 相对探测效率（即标称效率）的定义：按ANSI/IEEE Std. 325-1996定义，Co-60点源置于探测器端面正上方25cm处，对1.33MeV能量峰，半导体探测器与3"×3" NaI探测器计数率的比值，以%表示。**效率：Co-60点源置于探测器端面正上方25cm处，1.33MeV能量峰处所产生的实际探测效率（3"×3"NaI探测器，此**效率为0.12%）。实际探测效率：取决于感兴趣核素所在能量峰、探测器的晶体结构、实际样品的形状、体积及探测器与样品间的相对位置关系等因素。 针对低活度样品的测量，通过提高实际探测效率以提高测量灵敏度是选择探测器的出发点。 2、 能量分辨率（FWHM）：探测器或系统对不同能量γ和X射线在探测中的分辨能力，通常以半高宽（FWHM，全能峰高度一半处所对应的能量宽度）表示。比如对于1.33MeV能量峰，按ANSI/IEEE Std. 325-1996定义，Co-60点源置于探测器端面正上方25cm处，在计数率为1kcps时的全能半高宽。由于高纯锗探测器的分辨率本身已经相当精锐，除了在中子活化、超铀元素分析等少数应用中，能量分辨率已不是首要考虑的因素。更加实际的分辨率问题是在高计数率和计数率动态变化（如中子活化、裂变产物、在线监测、现场测量）情况下，如何保证分辨率尽可能的稳定。 3、 康普顿效应与峰康比 γ光子与探测器中的半导体原子的电子相互作用时，将部分能量传递给电子，剩余能量的γ光子以一定的角度散射出去，成为康普顿散射。康普顿效应的结果会导致在低能部分的全能峰下方形成康普顿坪，成为相关能量峰的本底或甚至淹没此能量峰。 峰康比：对1.33MeV能量峰，指其全能峰的中心道计数与1.040MeV至1.096MeV区间内康普顿坪的平均道计数之比。 4、 峰形 表征全能峰对称性之指标，通常以FTWH（十分之一全高宽）与FWHM（半高宽）之比表示。为严格定义峰形，ORTEC对部分探测器同时提供F.02WH（五十分之一全高宽）与FWHM（半高宽）之比。 二、 ORTEC所有同轴探测器**严格保证能量分辨率、峰康比和峰形指标。 1、ORTEC HPGe与Si（Li）探测器的分类与特点： GEM系列: P型同轴HPGe探测器 GEM Profile系列: P型优化同轴HPGe探测器
Actinide-85: 肺部计数HPGe探测器： 采用GEM-FX8530探测器工艺，用于肺部计数探测器；采用超低本底冷指材料和整体碳纤维封装结构。 SLP系列: X-射线Si(Li)探测器： 用于X-射线能谱测量；能量响应范围1keV至30keV；有效面积12.5至200mm2。
对于700keV以下的能量峰，120cc体积的井式探测器已能很好的满足探测效率的要求，增大探测器体积并没有太多的实际意义。 2、探测器的附属选项及其意义