ORTEC核检测设备-PPT课件.ppt
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- ORTEC 检测 设备 PPT 课件
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1、ORTEC核检测设备 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NaI 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(),低本底计数器(/ ) ; 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H
2、PGe的各种现场测量系统。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)实验室测量实验室测量环境取样测量:环境取样测量:HPGe与NaI 能谱仪(,原样分析);低本底/正比计数器( / ,制样分析);谱仪( ,制样分析);现场测量现场测量现场本底调查:现场本底调查:HPGe核素甄别器,现场能谱仪( ,原样分析);车/船载单路低本底/正比计数
3、器( / ,制样分析) 。测量应用测量应用(2)放射性:Cs-137,I-131,Ra-228,Ra-226,Pb-210(46keV),Th-234 ,U-234,U-238等放射性:Sr-90放射性:Ra-226,U-234,U-238,Th-232, Th-230, Pb-210主要监测的核素主要监测的核素实验室仪器实验室仪器HPGe 能谱仪NaI 能谱仪多路低本底/计数器多路Alpha谱仪便携式仪器便携式仪器便携式NaI/LaBr 能谱仪便携式HPGe 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
4、成系统集成系统WBC全身计数器Auras-3000放射性废物箱、桶测量系统 HPGe 能谱仪 NaI(LaBr ) 能谱仪 多路低本底 / 计数器 多路谱仪1 HPGe 能谱仪能谱仪系统功能:系统功能: 核素的准确识别与精确定量分析市场定位: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:目标用户:有任何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: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。HPGe探测器(含HPGe晶体、前置放大器和场效应管
5、)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)探测器探测器-传感器传感器(一种信号转换装置)放射性物质放出的 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。Finished Crystal(Just a big photo diode)90.4 mm diameter104.9 mm length3479 gramsBoron Ion Implanted inner contact (shooting
6、down the hole is tough!)Lithium diffused outer contactLN2 DewarGermaniumCrystal95oKFET at 120oKCharge-SensitivePreamplifierHPGe探测器探测器1 patent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 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。简单说来就是一种AD转换,把模拟信号转换成数字信号;1024,2048,4096,8192,16384A Nuclear ADC “captures” pulse heigh
7、ts and converts the height to a digital value.Once pulse height is converted to a digital value, the digital values are histogrammed to form a spectrum.InputMeasure this voltage and convert to a Digital ValueHPGe探测器是ORTEC的立身之本。作为分辨率最优秀的 探测器,始终是核测量中精确分析的首要工具。l 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
8、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。l ORTEC严格遵照国际原子能委员会的ANSI/IEEE Std.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。l 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。GEMGEM-MXGMXGEM-FX8530GLP型号相对效率(%)分辨率(keV)峰康比峰形 122 keV 1.33 MeVFW.1M /FWHMFW.02M/ FWHMGEM150
9、1501.302.390:12.03.1GEM1001001.202.183:12.03.0GEM60601.001.9570:11.93.0GEM40400.871.8564:11.92.6优点:分辨率优点:分辨率 / 峰康比峰康比 / 峰形综合指标好峰形综合指标好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)型号相对效率 (%)分辨率峰康比峰形 5.9 keV(eV) 1.33 MeV(keV)FW.1M/FWHMFW.02M/FWHMGMX1
10、0 10 6001.8040:11.92.6GMX40 40 7602.0059:12.03.0GMX80 80 11002.363:12.03.0GMX100 100 12002.564:1 2.23.2优点:能量响应范围宽(优点:能量响应范围宽(3keV-10MeV),抗中子损伤能力强,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。GEM PRO GEM PRO Specifications Model Crystal Dimensions Energy Resolution (
11、FWHM) Peak Shape1 Relative Effi. % Endcap Dia. mm ActualDiameterActualLength 14.4 keV (eV) 46kev (eV) 122keV (eV) 1.33MeV (keV) FW.1M/ FWHM FW.02M/ FWHMP:C GEM-FX5825P4 58 25 450 500 650 1.8 1.9 2.65 35 15 70 GEM-FX8530P4 85 30 600 625 650 1.9 2.0 2.90 55 50 108 GEM-MX5970P45970800 9001.81.902.65623
12、870GEM-MX7080P47080880 9501.92.03.175 6683GEM-MX94100P4941001280 13002.32.03.190175108 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)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
13、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!杀伤力指数:杀伤力指数:价格分析:价格分析:同等效率,比传统的P探测器便宜适用对象:适用对象:样品形状确定且比较单一的用户关键指标:关键指标:晶体尺寸,能量范围,分辨率型号有效体积(cc)井直径(mm)井深度(mm)能量分辨率端窗直径(mm) 1.33 MeV (keV) 122 keV (k
14、eV)GWL120-1012010402.11.270GWL120-1512015.5402.31.470GWL250-1025010402.11.295GWL250-1525015.5402.31.495GWL450-1045010402.151.2108GWL450-1545015.5402.31.4108应用:环境实验室中用于应用:环境实验室中用于量少且能量较低量少且能量较低样品的测量。样品的测量。优点:接近优点:接近4测量,实际探测效率高(在合适的能段可接近测量,实际探测效率高(在合适的能段可接近100%)。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)
15、5.9keV (eV) 1.33 MeV(keV)GLP-06165/05P46 285165 48070GLP-25300/13P425 5001330054570GLP36360/13P436 10001336058570* 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。首先确定用户要测的能量范围(感兴趣核素?)EPA:10keV-10MeVCDC:40keV-10MeVCIQ:40keV-10MeV型号类型能量响应范围 分辨率 最高效率 GEMP型同轴 40keV 10MeV
16、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450cm3PopTop 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: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。杀伤力指数:杀伤力指数:价格分析:价格分析:比普通探测器贵50
17、00美金适用对象: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:关键指标:探测器整体低本底碳纤维封装杀伤力指数:杀伤力指数:价格分析:价格分析:比普通探测器贵6000美金适用对象:适用对象:测量环境比较恶劣或对本底要求较高或测量水样或地处潮湿地带的用户,可推广至所有用户关键指标:关键指标:抗潮设计抗潮设计:抗潮设计:整体低本底碳纤维封装;分子筛外置,显示吸湿饱和度,用户可自行更换。SMART-1一体化智能集成接口,一根线缆包含所有接口(低压电源,高压电源,信号,高压截止),同时在数字化谱仪上显示晶体温度。杀伤力指数:杀伤力指数:价格分析:价格分析:比普通探测器
18、贵2400美金适用对象:适用对象:对探测器状态需要实时关注用户,可推广至所有用户主要指标:主要指标:SMART-1接口,能实时显示晶体温度1. 液氮制冷液氮制冷LN2 常规的制冷方式;适合于购买液氮比较方便或不经常使用仪器的用户。2. 电制冷电制冷X-Cooler-III新型制冷方式,纯粹机械制冷,完全脱离液氮;适合于实验室条件较好、不方便采购液氮或需要更换探测器方向的用户。3. 液氮回凝制冷器液氮回凝制冷器Mobius 新型制冷方式,通过制冷器将挥发的液氮重新押回,可长时间不用填充液氮,断电时使用液氮制冷;适合于对仪器连续使用要求比较高的用户。制冷装置制冷装置可灵活选择探测器方位和与杜瓦的连
19、接方式;与ORTEC所有高纯锗探测器匹配,无论是PopTop结构还是Streamline结构。杀伤力指数:杀伤力指数:价格分析:价格分析:采购价格低廉适合对象:适合对象:采购经费少,实验室条件较差,购买液氮比较方便或不经常使用仪器的用户。关键指标:关键指标:液氮制冷液氮制冷液氮制冷LN2避免了填充液氮的累赘和安全隐患;探测器方位可灵活调整;匹配ORTEC所有PopTop结构HPGe探测器;接近零维护(仅需定期更换或清洗滤网);在世界范围内广泛应用,在中国的运行数量已超过150套。杀伤力指数:杀伤力指数:价格分析:价格分析:对比LN2,采购成本约增加1.5万美金,但后续使用只需电力供应,没有液氮
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