NaI(Tl)探测器进行能谱测量。现在已有部分基于 HPGe、CZT、LaBr3(Ce)探测器的高性的能便携式 RID 仪器问世。图 1.1 给出了几款数字化谱仪产品:
(a) SAIC 公司生产的 GR-135:内置高压、放大器、1024 道数字化便携式RID。使用 NaI(Tl)探测器,和可选的 CZT 探测器。能量范围 20keV~3.0MeV,662keV 全能峰分辨率高于 7.5%。可以存储 40000 个剂量率数据以及 185 个能谱数据,并且具有剂量率报警、核素识别功能。利用停靠站内137Cs 源进行刻度。工作时候温度-10℃~50℃,电池工作 8~12 小时。
(b) Target 公司生产的 ICX indetiFINDER:1024 道数字化便携式 RID。使用 Φ1.4″×2″的 NaI(Tl)或 Φ1.2″×1.2″的 LaBr3(Ce)探测器,能量探测的范围可达15keV~3MeV,662keV 全能峰的分辨率可分别达到 7.0%~7.5%(NaI(Tl)) 与2.7%~3.5%(LaBr3(Ce)), 通过率>100kcps。具有剂量率测量、核素识别等功能,采用内置的137Cs 源进行刻度。可在 15℃~55℃的环境温度下工作。在剂量率模式下的连续工作时间为 10 个小时。20852
(c) Canberra 公司生产的 Inspector 1000:可外接 NaI(Tl)(Φ1.5″×1.5″,Φ2″×2″,Φ3″×3)或 LaBr3(Ce)(Φ1.5″×1.5″) 探测器。能量探测范围 50keV ~3MeV(NaI(Tl))或 30keV~3MeV(LaBr3(Ce))。脉冲通过率>50kcps。可以连续工作 9小时以上,允许在 10℃~50℃的温度范围内工作。通过 USB 接口与计算机连接,进行能谱上传或核素库下载操作。论文网
(d) Ortec 公司生产的 Micro-Detective:使用 HPGe 探测器,通过 Stirling这种制冷技术在常温下工作,是目前最小的基于 HPGe 的手持式仪器。在不外接电池的条件下,重量为 6.9kg,可连续工作 3 个小时以上(HPGe 探测器需要被充分冷却过)。触摸屏操作,可以 10℃~40℃的温度环境下工作。利用 USB 接口与计算机连接。
(e) Canberra 公司生产的 DSA1000:功能强大的实验室用数字化多道系统,内置放大器和高压,接 NaI(Tl)、CZT、LaBr3(Ce)、HPGe 多种探测器。通过USB 口与计算机通信,可对放大倍数、高压、脉冲成形等个参数在 PC 机上通过配套的 Genie 2000 软件进行调节,配合软件,可实现能谱采集、核素定性与定量分析的功能。
(f) Thermo 公司与 Target instrument 公司合作推出的 Interceptor:能谱式个人辐射探测系统,使用 7mm×7mm×3.5mm CZT 探测器及 He-3 计数管,外观尺寸为 122mm×68mm×30mm,重 390g。具有剂量率测量、gamma 能谱测量、显示,中子测量以及核素识别等功能。另外还内置了数码相机、GPS 和录音。
本文重点研究的便携式RID来说,国外发展趋势目前看来主要有3个方面的方向:(1)高度集成化,将探测器、多道脉冲分析器都集合在一起,并采用内置电池进行供电,集剂量率、中子,γ 测量、核素识别等这些功能于一身。(2)数字化,利用数字信号处理技术完成脉冲处理,提高仪器的整体的功能性能。(3)智能化,利用嵌入式操作系统,通过 LCD 屏幕监控仪器,用以摆脱计算机控制的限制。中低档的便携式 RID仪器通常选用 NaI(Tl)探测器,这类仪器的能量分辨率比较差,但是可以满足测量及核素识别的基本要求,并且价格低廉、适于推广。高档便携式 RID 仪器可选择HPGe、CZT 或 LaBr3(Ce)探测器。因为 HPGe 仪器需要配备机械或者电制冷装置才能在常温下工作,因为其系统庞大复杂、连续工作时间短。CZT 探测器由于高能探测效率比较低,一般只做 NaI(Tl)的辅助探测器,故此此类便携式 RID 仪器系统较复杂,能量分辨率也较一般。但是基于 LaBr(Ce)的便携式 RID 仪器由于其系统简单(可直接与 NaI(Tl)替换)、能量分辨率高,因此是高档便携式 RID 仪器是最可能的发展方向。
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