ORTEC高純鍺伽瑪譜儀

ORTEC高純鍺伽瑪譜儀的功能與特點(diǎn)

• 探測(cè)器方面。
• ORTEC能提供相對(duì)效率200%的P型探測(cè)器和150%的N型探測(cè)器；ORTEC嚴(yán)格遵照原子能委員會(huì)的ANSI/IEEE Std.325-1996標(biāo)準(zhǔn)，全面保證探測(cè)器的效率、分辨率、峰康比和峰形等性能指標(biāo)，并且實(shí)際指標(biāo)與保證值之間通常留有較大余量。
• ORTEC提供兩種接口方式的探測(cè)器，一種為傳統(tǒng)的分散電纜線接口，一種為Smart-1方式集成接口；SMART-1探測(cè)器采用集成的前放、偏壓、高壓、高壓保護(hù)與信號(hào)接口，內(nèi)含高壓模塊與微處理器，大大簡(jiǎn)化了電纜線布置，使系統(tǒng)的連接十分簡(jiǎn)單可靠，尤其適用于野外測(cè)量和移動(dòng)測(cè)量的場(chǎng)合。SMART-1能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)探測(cè)器的“健康狀態(tài)”, 隨時(shí)可讀取晶體溫度、高壓狀態(tài)、計(jì)數(shù)率和探測(cè)器序列號(hào)等信息。分散的電纜線方式下，探測(cè)器與數(shù)字化譜儀（DSPEC-jr2.0與DSPEC-Pro）之間采用DIM方式連接，此種方式與Smart-1的另一個(gè)細(xì)微區(qū)別是不能讀取晶體溫度的信息。
• ORTEC高純鍺伽瑪譜儀數(shù)字化譜儀與軟件方面。
• 從外在特征來看，ORTEC DSPEC-jr2.0具有數(shù)字化液晶屏，隨時(shí)顯示系統(tǒng)主要參數(shù)信息；背面板的接口十分簡(jiǎn)潔，由Smart-1或DIM模塊過來的電纜與一個(gè)集成的25針信號(hào)接口直接連接，數(shù)據(jù)傳輸則通過USB2.0接口。

• 在主要技術(shù)指標(biāo)方面。現(xiàn)在的數(shù)字化譜儀基本上為16K道。ORTEC在這方面的明顯you勢(shì)體現(xiàn)在數(shù)據(jù)通過率方面，其所有型號(hào)的數(shù)字化譜儀（包括DSPEC-jr2.0、DSPEC-Pro、DSPEC-Plus以及便攜式的DigiDART）的大數(shù)據(jù)通過率都達(dá)到100kcps，而DSPEC-Plus更是達(dá)到133kcps。這一點(diǎn)體現(xiàn)在具體應(yīng)用中的現(xiàn)實(shí)意義是：當(dāng)匹配高效率的HPGe探測(cè)器或是測(cè)量高活度樣品時(shí)，大的數(shù)據(jù)通過率意味著更少的死時(shí)間，保證了測(cè)量結(jié)果的可靠性。
• 更明顯的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在ORTEC在核電子學(xué)與信號(hào)處理的多項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù)上，其中部分為技術(shù)。具體包括：低頻噪聲抑制LFR、自動(dòng)you化、脈沖抗堆積、數(shù)字化自動(dòng)極零Auto-PZ、零死時(shí)間校正ZDT、內(nèi)置虛擬示波器、彈道虧損校正和數(shù)字化門控基線恢復(fù)等。下面就其中部分技術(shù)作簡(jiǎn)要介紹。

   3.1 數(shù)字化自動(dòng)極零（AUTO-PZ，技術(shù)，U.S.A. Patent No. 4,866,400）、門控基線恢復(fù)與脈沖抗堆積功能

    這三項(xiàng)技術(shù)早集中應(yīng)用于ORTEC 672主放。主要基于解決中高計(jì)數(shù)率情況下峰位漂移、分辨率變差、與高能端本底增高的問題。同時(shí)，自動(dòng)極零功能還保證了系統(tǒng)的通過率盡可能的少受影響。

 3.2 低頻噪聲抑制LFR

LFR它是一項(xiàng)新型的數(shù)字化濾波技術(shù)（ORTEC正在申請(qǐng)），主要用于屏蔽測(cè)量低活度樣品時(shí)有效過濾由機(jī)械振動(dòng)（如電致冷）、接地不良等外部環(huán)境因素導(dǎo)致的低頻噪聲信號(hào)，從而進(jìn)一步改善系統(tǒng)的分辨率。

3.3 零死時(shí)間校正ZDT（USA Patent No. 6,327,549）

 ZDT功能早于2000年應(yīng)用于DSPEC-Plus數(shù)字化譜儀。在高計(jì)數(shù)率測(cè)量狀態(tài)下，尤其是在中子活化與在線監(jiān)測(cè)等動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，系統(tǒng)通常會(huì)存在較大的死時(shí)間，此時(shí)必須進(jìn)行相應(yīng)校正才能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。ZDT方法采用Gedcke-Hale時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程中死時(shí)間隨計(jì)數(shù)率變化的動(dòng)態(tài)校正，與傳統(tǒng)而簡(jiǎn)單的LTC（Live Time Correction）死時(shí)間校正方法相比，至少具有以下優(yōu)勢(shì)：1，其校正的精度遠(yuǎn)高于LTC方法，經(jīng)ORTEC專門的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其不確定度在±4% 以內(nèi)，基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)損失計(jì)數(shù)（Loss Free Counting）；2，ORTEC在ZDT功能下同時(shí)報(bào)告校正后的不確定度，并且同時(shí)保存校正前后的譜圖供用戶驗(yàn)證。請(qǐng)注意：ORTEC的數(shù)字化譜儀有兩個(gè)緩存器。

344 彈道虧損校正與內(nèi)置虛擬示波器

在系統(tǒng)采用相對(duì)效率較高的HPGe探測(cè)器時(shí)，

彈道虧損效應(yīng)（Ballistic Deficit）常導(dǎo)致分辨率變差甚至惡化（尤其在高能端），ORTEC數(shù)字化譜儀通過其內(nèi)置虛擬示波器輕松解決這一問題：比如對(duì)207%的HPGe探測(cè)器，將平頂時(shí)間設(shè)為0.8μs，就能使分辨率達(dá)到理想水平。并且用戶立即看到校正之后分辨率改善的情況。

3.5 快速的參數(shù)設(shè)置與自動(dòng)you化功能

大多數(shù)情況下，由軟件選擇“自動(dòng)you化”指令，都自動(dòng)實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)上升與平頂時(shí)間的jia參數(shù)設(shè)置。

3.6 預(yù)置MDA功能

用戶預(yù)先設(shè)置多個(gè)感興趣峰（ROI）的MDA，系統(tǒng)會(huì)在所有MDA滿足時(shí)自動(dòng)終止測(cè)量，這樣免去了用戶因不能確定待測(cè)樣品的大致活度水平而為實(shí)時(shí)間的設(shè)置長(zhǎng)短而煩惱。

366 GammaVision-32軟件的其它功能

GammaVision-32（Model No。A66-B32）軟件是悠久的伽瑪譜分析軟件，集硬件控制、譜獲取與分析、報(bào)告與質(zhì)量保證功能于一體。具有多路譜圖同步獲取功能-MDI（Multiple Detector Interface）。與Windows、Windows XP等軟件良好兼容。具有在刻度、設(shè)置參數(shù)、尋峰與譜校正等方面完整而強(qiáng)大的功能。其質(zhì)量保證執(zhí)行ANSI N13.30標(biāo)準(zhǔn)。

評(píng)論：ORTEC數(shù)字化譜儀的指標(biāo)與功能特性，使系統(tǒng)從極低到*的計(jì)數(shù)率動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，以及計(jì)數(shù)率快速變化等情況下都有良好可靠的性能保證。

三、 ORTEC高純鍺伽瑪譜儀致冷方面

ORTEC為用戶提供液氮致冷與電致冷兩種選擇。X-COOLER-II，是ORTEC推出的第二代電致冷產(chǎn)品，已經(jīng)十分成熟可靠。在國(guó)內(nèi)外都已得到廣泛應(yīng)用。除了省去了液氮填充的不便之外，其帶來的大you勢(shì)是，由于X-COOLER-II與探測(cè)器之間采用軟管連接，使探測(cè)器的方位不再受到液氮致冷中笨重的杜瓦的限制。（但是需要注意：X-COOLER-II在工作過程中不能移動(dòng)）

X-COOLER-II電致冷的不利因素：1，從原理上講，它不如液氮致冷可靠；2，斷電如果超過15分鐘，需要回復(fù)到常溫之后才能重新啟動(dòng)，整個(gè)過程約需20小時(shí)；3，對(duì)分辨率的不利影響。ORTEC的保證值是：在500keV以下時(shí)分辨率下降保證在液氮情況下10%范圍內(nèi)，在500keV以上時(shí)沒有影響。（對(duì)于采用LFR技術(shù)的數(shù)字化譜儀，對(duì)分辨率影響進(jìn)一步降低）

此外，因?yàn)镺RTEC POP TOP 探測(cè)器的可拆卸冷指結(jié)構(gòu)，使用壽命到頭或不幸損壞的電致冷上的探測(cè)器拆下來匹配新的電致冷或是液氮致冷。

ORTEC電致冷在國(guó)內(nèi)成功應(yīng)用的例子：秦山核電二期（6套）、廈門大學(xué)海洋系、中國(guó)海洋大學(xué)、北京師范大學(xué)地理與遙感科學(xué)學(xué)院、云南省質(zhì)量監(jiān)督管理局。

四、 無(wú)源效率刻度軟件方面

   首先必須謙虛地承認(rèn)，ORTEC自身沒有用于實(shí)驗(yàn)室的無(wú)源效率刻度軟件，這不能不說是一個(gè)遺憾。

讓我們理智地討論實(shí)驗(yàn)室無(wú)源效率刻度軟件的必要性。對(duì)于測(cè)量對(duì)象固定（比如土壤學(xué)研究）的情況，無(wú)源刻度是舍近求遠(yuǎn)；對(duì)于測(cè)量對(duì)象多元化（如環(huán)境調(diào)研或檢驗(yàn)檢疫）的情況，無(wú)源刻度仍然只是兩個(gè)選項(xiàng)之間的權(quán)衡而必須考慮以下因素：

1， 無(wú)源刻度軟件本身需要較長(zhǎng)時(shí)間去掌握；

2， 相對(duì)有源刻度，其進(jìn)行參數(shù)輸入與樣品描述的步驟較為繁瑣；

3， 其準(zhǔn)確性與可靠性需定期與有源刻度作比較測(cè)量而驗(yàn)證；

4，在探測(cè)器自身性能變化（如長(zhǎng)年使用或是出現(xiàn)較嚴(yán)重故障后修復(fù)）情況下，需返回到軟件開發(fā)地作重新表征。

接下來，簡(jiǎn)單地介紹一下由國(guó)內(nèi)專家研發(fā)成功的無(wú)源效率刻度軟件-GammaClib。

• 由國(guó)內(nèi)專家研發(fā)成功并獲得國(guó)ji*鑒定。

• 可用于半導(dǎo)體或NaI伽瑪射線探測(cè)器。

• 經(jīng)表征過的探測(cè)器在同一軟件下可用于實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)（野外）測(cè)量?jī)煞N場(chǎng)合。

• 軟件幾何和材料建模能力強(qiáng)大，計(jì)算精度高，速度快，界面簡(jiǎn)單，使用方便。

• 其核心算法的正確性經(jīng)過了200多塊不同形狀和能量體源的實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果檢驗(yàn)。

• 軟件提供中、英文兩種界面。

• 國(guó)內(nèi)專家隨時(shí)可提供，ORTEC將全力配合。