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高純鍺(HPGe)γ能譜儀結構和工作原理

發布日期:2020-04-12點擊次數:571

   高純鍺(HPGe)γ能譜儀廣泛應用於核能、核物理研究、輻射環境監測、核安全、食品安全以及地質勘探等領域。高純鍺能譜儀由高純鍺探測器、低溫恒溫器、屏蔽室、數字化譜儀、多功能譜分析軟件等組成,是一款用於放射性核素定性定量分析的設備。具有高能量分辨率、16K道的信號處理係統、可靠的本底屏蔽能力、集數據獲取與分析於一體的譜分析軟件等特點。
  高純鍺(HPGe)γ能譜儀探測器結構:高純鍺伽馬能譜儀探測器分為N型和P型。所有高純鍺探測器本質上就是一個大的反轉二極管。為了放大信號,需要連接二極管和進行信號處理的電子學線路,在晶體上做出兩個接觸極。晶體上的電接觸具有兩極:較厚的鋰擴散極,即N+接觸極(幾百微米);較薄的離子注入極,即P+極(幾百納米)。鋰接觸極較厚,因為此極是金屬鋰擴散到晶體中所形成的,厚度可控製在幾百微米的量級。晶體能夠被切割成任意形狀,然而晶體(二極管)內部的電場分布很重要,這點使得具有實用價值的晶體形狀被限製成帶有中心圓孔的圓盤狀或圓柱體狀。圓柱體探測器的一端是封閉的,又稱為同軸探測器;而圓盤狀的探測器一般稱為平麵探測器。?根據所用材料類型的不同(N型或者P型),接觸極是不同的。對於P型探測器,較厚的鋰擴散極在探測器的外表麵而薄的離子注入極在內表麵。對於N型探測器,接觸極和P型恰好相反。
  高純鍺(HPGe)γ能譜儀探測器工作原理:探測的射線進入靈敏區,產生電離,生成大量的電子-空穴對,在外加電場作用下,電子和空穴分別迅速向正負兩極漂移、被收集,在輸出電路中形成脈衝電信號半導體探測器中的電子-空穴對稱為探測器的信息載流子。多道脈衝幅度分析器(MCA)是處理脈衝信號幅度分布的儀器。它把脈衝信號按幅度的大小進行分類並記錄每類信號的數目。主要由模數轉換(ADC)、地址編碼器和存儲器構成。探測器將不同能量的伽馬射線換成幅度與能量成正比的脈衝信號,輸入到ADC,轉化成數字表示,進入編有地址的存儲器中每個地址存儲器為一道,設有一個計數器。每存一次使該道讀數加一,測量完成後根據不同道數的計數顯示的二維譜線即為能譜圖。
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