ORTEC高純鍺伽瑪譜儀

ORTEC高純鍺伽瑪譜儀的功能與特點(diǎn)

• 探測器方面。
• ORTEC能提供相對(duì)效率200%的P型探測器和150%的N型探測器；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，大大簡化了電纜線布置，使系統(tǒng)的連接十分簡單可靠，尤其適用于野外測量和移動(dòng)測量的場合。SMART-1能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測探測器的“健康狀態(tài)”, 隨時(shí)可讀取晶體溫度、高壓狀態(tài)、計(jì)數(shù)率和探測器序列號(hào)等信息。分散的電纜線方式下，探測器與數(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。
• 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探測器或是測量高活度樣品時(shí)，大的數(shù)據(jù)通過率意味著更少的死時(shí)間，保證了測量結(jié)果的可靠性。
• 更明顯的優(yōu)勢體現(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)率測量狀態(tài)下，尤其是在中子活化與在線監(jiān)測等動(dòng)態(tài)測量時(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：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)終止測量，這樣免去了用戶因不能確定待測樣品的大致活度水平而為實(shí)時(shí)間的設(shè)置長短而煩惱。

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、 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勢是，由于X-COOLER-II與探測器之間采用軟管連接，使探測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器拆下來匹配新的電致冷或是液氮致冷。

ORTEC電致冷在國內(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)室無源效率刻度軟件的必要性。對(duì)于測量對(duì)象固定（比如土壤學(xué)研究）的情況，無源刻度是舍近求遠(yuǎn)；對(duì)于測量對(duì)象多元化（如環(huán)境調(diào)研或檢驗(yàn)檢疫）的情況，無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， 無源刻度軟件本身需要較長時(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量而驗(yàn)證；

4，在探測器自身性能變化（如長年使用或是出現(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，簡單地介紹一下由國內(nèi)專家研發(fā)成功的無源效率刻度軟件-GammaClib。

• 由國內(nèi)專家研發(fā)成功并獲得國ji*鑒定。

• 可用于半導(dǎo)體或NaI伽瑪射線探測器。

• 經(jīng)表征過的探測器在同一軟件下可用于實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場（野外）測量兩種場合。

• 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)測量結(jié)果檢驗(yàn)。

• 軟件提供中、英文兩種界面。

• 國內(nèi)專家隨時(shí)可提供，ORTEC將全力配合。