高纯锗(HPGe)伽马能谱仪

高纯锗γ核素谱仪

高纯锗伽马能谱仪通常由：高纯锗探测器，谱仪，制冷器，铅室，软件等五部分组成。

一、高纯锗探测器：

“宽能”探测器：GEM-S/GEM-C/GEM-SP

• 三个系列可选：“精锐”、“全优”和“超精锐”

• 性能指标上综合了传统GEM与GMX探测器的优势；能量下限降至3keV;分辨率优异；中低能段效率显著提升；

• GEM-S和GEM-C系列采用超薄可靠接触极，GEM-SP系列采用点接触极；

• 在常温下保存不会损害探测器性能；

• 严格保证效率、分辨率、峰型与峰康比等完整指标；

• 以晶体尺寸定义型号，同一型号的探测器采用相同的晶体结构和尺寸，从而保证了相当一致的效率曲线。

1、精锐系列：GEM-S

2、全优系列：GEM-C系列

3、超精锐系列：GEM-SP系列：

以上型号通常采用整体低本底碳纤维外罩封装，型号上有LB-C后缀，同时匹配CFG-SV-LB超低本底冷指。探测器出厂时保证以上全部指标并提供本底谱图。

二、标准形制同轴探测器：GEM-F/GEM-M

应用（测量）中如不关注低能射线，ORTEC提供基于传统GEM工艺、但以晶体尺寸定义型号的探测器。

1、GEM-F系列：短同轴探测器（尤其适合于滤纸/滤膜等扁平样品）

2、GEM-M系列：同轴探测器 （尤其适合于体源/马林杯样品）

二、能谱仪：

• 集数字化谱仪、键盘、显示屏、软件与谱存储器于一体，可以独立完成现场刻度、参数设置、测量、分析、保存谱等一切工作，可完全脱离计算机

• 可匹配ORTEC高纯锗或闪烁体探测器

• DigiDart可保存23个16K谱图，DigiDart-LF可保存150个2K谱图

• 性能指标毫不逊色于实验室谱仪

• 交流电和锂电池两种供电方式，四节锂电池充电后，可连续工作9小时

• 高度防水、抗震，工作温度-10℃到60℃

• 可*多设置9个ROI，可在线计算并显示活度和不确定度

• 屏幕显示计数率、实时谱、状态等信息

• 通过USB连接电脑进行数据传输，

• 通过USB连接电脑时，可完全代替实验室数字化谱仪（键盘和屏幕自动锁定）

• 重量（包括电池）小于900g.

3、实验室数字化谱仪DSPEC-50 & DSPEC-502

DSPEC-50是ORTEC于成立50周年之际推出的新一款数字化谱仪。主要特点：

• 指标优秀，功能齐全，各项参数等同于DSPEC-Pro；

• 提供单个MCA（DSPEC-50）和双路MCA（DSPEC-502）选择；

• 既可以直接连接探测器，也可以由DIM连接探测器；

• 同时提供USB2.0和以太网接口；

• 抗干扰能力强；

• 大屏幕彩色液晶可以连续显示状态和谱图信息：

4、技术参数 ：

5、ORTEC数字化谱仪性能比较

三、制冷方式：

ORTEC除了传统的液氮制冷方式外，还有电制冷、Mobius液氮回凝制冷，*近又新推出了ICS集成电制冷。

1、X-COOLER III电制冷

X-COOLER-III（美国6，380，544号**）是ORTEC于1998年推出的第三代电致冷产品，采用世界范围内迄今应用*为广泛的高纯锗电制冷技术，可与任何体积、大小的、采用Pop Top结构的高纯锗探测器匹配；

2、MOBIUS液氮回凝制冷器

• 仍采用液氮制冷，但采用Sun Power斯特林压缩机使其在相当长周期内保持液氮水平，从而维系探测器在低温下工作；

• 断电情况下可靠液氮维系制冷，工作的连续性得到更好保障；

• 减少液氮填充的材料与人力消耗成本；

• 控制/显示电路与电源同杜瓦分离而不会受到液氮影响；

• 28升液氮罐，不断电情况下可连续工作近两年；

• 可匹配垂直或水平冷指。

• 自带感应与控制元件，以文字或数字形式显示如下信息：制冷状态：是否在液氮循环状态；>在当前制冷状态下所能维持的制冷时长（以小时数显示）。

• 制冷维系时长为48小时时，给出提示，并报警。

3、ICS集成电制冷

• 可选配任一效率的 P 型 HPGe 探测器；

• 微型斯特林压缩机制冷；完全脱离液氮；

• 可用于实验室与车（船）载多种场合，轻 巧、易于移动与组装；

• 使用主动避震技术，对分辨率无影响；

• 长达 200，000 小时的无故障使用寿命；

• 采用核级真空保持技术，可以在局部回温 情况下随时启动制冷；

• 冷指长度 2-12inch 内可调；

• 无需任何维护；

• 可选配任何效率的P型同轴探测器，N型和宽能探测器工厂定制；

• 能量响应范围同P型HPGe探测器；

• 前置放大器：可选Plus放快前放；

• 可外接ORTEC DSPEC系列数字化谱仪；

• 可选ICS-STAND ICS匹配支架。

四、软件：

ORTEC的高性能，超低背景Ge辐射探测器防护罩具有**质量的工艺和材料。它们包括基于多年铅屏蔽设计经验的功能，提供**的性能和易用性。

所有ORTEC高性能，超低背景铅屏蔽均采用1英寸厚的原始铅*内层，可形成4或6英寸铅材料的总厚度。提供了铜和锡层的分级内衬，用于抑制铅X射线。支撑架和屏蔽护套由低碳钢制成。所有外表面均采用耐用的纹理聚氨酯制成。所有防护罩均在工厂进行调整，可移动的门和盖子与包装材料一起定位，以防止在运输过程中打开。所有防护罩都需要由合格的Rigger专业安装，这些Rigger能够承受重型安装。安装后，盖子（和适用的门）只需要很少的调整就可以去除任何包装材料并确保正常操作。每个护罩都配有初始调整说明，警告和扳手。补漆可以与材料安全数据表（MSDS）单独订购，可能需要特殊运输。

每个ORTEC防护罩都配有以下产品：

1.刚性支撑架

2.铰链调整说明

3.组装扳手

4.抬起眼睛和盖子约束支架

5.两个适合海外运输的重型木托盘/板条箱

五、软件

一、Maestro和GammaVision解谱软件

ORTEC 在软件的研发上始终保持与Windows操作系统的兼容性，操作界面十分友好而简洁。仅以GammaVision两点作为例证：对于系统的一切参数设置在同一个软件界面下完成。

MAESTRO软件

• Maestro是ORTEC的基本谱获取软件，可识别并处理ORTE 所有形式和型号的MCA信号。

• Maestro具体的功能包括：能谱获取、能量刻度、全能峰识别、编辑核素库、建立、存储和打印感兴趣区(ROI)、通过简单的任务流自动完成重复性测量任务等

• Maestro可设置增益细调、上/下甄别阈、调节高压、脉冲宽度等参数；启用/停止数字化谱仪稳谱功能；显示实时间/活时间......

GammaVision软件

• GammaVision是建立在Maestro基础上，集硬件控制、能谱获取、数据分析、报告生成和质量控制于一体的专业软件包。

• GammaVision具有多路谱图同步获取功能MDI（Multiple Detector Interface）。与Windows、Windows XP、Windows NT等软件良好兼容。

• GammaVision现在的版本是V7.02，其功能已臻**。

五种分析引擎

• WAN32：GammaVision原始分析引擎，采用库引导寻峰，用于一般应用及分析研究型谱数据。

• GAM32：Mariscotti法寻峰，并对核素库进行“预过滤”，以减少环境样品测量的正向偏差。

• NPP-32：用于裂变产物复杂谱图的分析。

• ENV32： 用于环境水平样品的分析，Mariscotti法寻峰，同时产生活度与MDA报告。

• ROI32：感兴趣区分析引擎

能量与效率刻度

• 在初次手工刻度完成之后，软件根据存储的标准源数据文件，可完全自动完成能量、峰形与效率重新刻度。

• 效率曲线的定义方式有：单一函数多项式拟合、插值法、用户定义的“拐点”（Knee）前后的二项式拟合或线性拟合。

• 可根据刻度过程中的图形清楚地判断刻度结果是否满意。

本底确定方法

• 自动确定法、多点法、抛物线法、引导式拟合及阶跃法等。一般软件会自动选定**方法。

谱分析中的校正

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

• 手动或自动峰间干扰校正；

• 不同基质的衰减因子校正；

• 样品几何形状校正；

• 样品收集与谱获取期间衰变校正。

ZDT（Zero Dead Time）

• 用于高活度样品分析中的死时间校正，方法同时给出不确定度。

• 用于高活度样品分析中的死时间校正，方法同时给出不确定度。

TCC（True Coincidence Summing Correction）

• 用于级联伽玛射线产生的和峰效应的校正。

重峰分析方法

• 结合寻峰程序与核素库进行引导。必要时根据已识别峰进行能量重刻度。

多峰活度平均：

• 对同一核素的多个g峰按其相对丰度（分支比）进行活度计算后给出平均值。

MDA计算：

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

分析结果报告：

• 未知峰；按核素库峰的能量排列；按核素库峰的同位素种类排列；总活度。

不确定度报告

• 活度百分比；

• 计数或总计数不确定度；

• 1、2或3个Sigma（s）；

• 系统误差或随机不确定度。

推演的同位素定量报告

• 平均能量（EBar），按TID14844标准；

• 碘当量：按TID14844标准；

• DAC（Maximum Permissible Concentration）。

• 所有分析结果的报告均以与MS Access兼容的格式存储，用户可以自行编辑。

• 所有与谱分析结果相关的硬件参数都随之一同保存，以便于回溯检验。

分析用核素库

• GammaVision-32包括一个功能强大的可编辑核素库，用户可以根据实际需要建立自己的专门核素库并对感兴趣峰加以标签（如单逃逸峰，c-射线峰等）。

质量保证（Quality Assurance）

按ANSI N13.30标准，随时记录每个探测器的以下参数：

• 探测器总本底；

• 经衰变校正的所有刻度核素的总活度

• 平均FWHM比（实测谱与刻度标准相比）

• 平均FW0.1M比（实测谱与刻度标准相比）

• 平均峰漂移（偏离核素库值）

• 实际峰中心能量。

为更好地服务于中国用户，ORTEC已推出了GammaVision中文版本。

ORTEC十分注重其软、硬件产品的延续性与相互兼容性，其所有软件产品都属于Connections-B32家族，并且可提供完整的开发工具软（A11-B32）。这样，无论年代有多久远，ORTEC的产品都有很好的互换性，且十分容易实现网络控制与通讯。

对ORTEC高纯锗谱仪的远程控制，只需要远程计算机与现场计算机均与网络连接即可轻松实现。

二、ANGLE V3.0 无源效率刻度软件

ANGLE V3.0是一款应用于实验室高纯锗伽玛谱仪的无源效率刻度软件。

ANGLE原理是基于对每套实验室谱仪，以点源的完整效率曲线为基准，结合**算法与相对算法，并由无数实验修正，以"效率转换”（efficiency transfer）方法推演其它柱体状（体源）、平面状（面源）或马林杯样品源等形式样品的效率刻度曲线。方法在较大程度上排除了采用纯粹的蒙特卡洛方法时，探测器参数输入偏差（尤其如死层厚度）而导致的较大误差。

在探测器长时间使用或经维修后特性发生变化情况下，用户可随时用成系列的一套标准源完成对系统的重新“表征”。

相对采用纯粹蒙特卡罗方法的软件，Angle软件的用户界面简洁，软件在相应图形中显示输入参数的位置，避免了术语不同导致的问题。

即将推出中文版Angle 4。

• 效率误差通常不超过5%

• 支持常用探测器类型，即将推出的Angle 4，支持NaI探测器

• 支持马林杯容器

• 支持点源、片源和体源

• 可设置感兴趣能量点、拟合能量区间和拟合多项式系数

• 图形化直观界面，输入参数时，同步图形显示输入参数的部位，避免术语不一致带来的问题

• 预定义常用材料。新材料定义方式多样，可以元素混合物、化合物、化合物混合物方式定义新材料，操作简单

• 多种报告界面，输出可复制到剪贴板，便于在Word等文字处理软件中编辑

• 方法的可溯源性：如基准效率曲线所用的刻度点源为可溯源，则结果亦可溯源。

• ORTEC可在出厂时提供具体探测器（系统）的点源效率曲线。

• 软件保存完整信息，某一参数发生变化时，可调用历史数据进行修改，再生成新的效率曲线

探测器、容器参数输入界面

新材料定义界面

设置感兴趣能量点、拟合能量区间和拟合多项式系数

获得实际样品的效率刻度曲线步骤：

1、输入探测器信息：名称、类型、晶体高度和直径、内接触极孔直径和深度、外接触极材料与厚度、晶体死层厚度、导出极材料与尺寸等；

2、输入样品容器信息：（对体源、马林杯或带支架样品）：名称、形状、材料、（内外）直径、高度、壁厚等；

3、输入样品信息：名称、材料、重量、高度、直径等

4、保存以上信息，计算，生成效率曲线

5、命名得到的效率曲线，导入GamaVision