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HPGeγ探测器的点源效率函数及其参数确定

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高纯锗γ能谱仪功率 用电量

高纯锗γ能谱仪功率 用电量

高纯锗γ能谱仪功率用电量
高纯锗（HPGe）γ能谱仪的功率和用电量因不同型号和配置而异。

一般来说，HPGeγ能
谱仪的功率在几瓦到几十瓦之间，用电量相应地在几百瓦到几千瓦之间。

ORTEC高纯锗γ能谱仪的功率和用电量如下：
1. 功率：ORTEC高纯锗γ能谱仪的功率取决于所使用的探测器型号。

例如，GEM系列P型同轴HPGe探测器的功率在50W左右，而GWL系列井型HPGe探测器的功率约为100W。

2. 用电量：ORTEC高纯锗γ能谱仪的用电量也因探测器型号和配置而异。

一般来说，用电量在几百瓦到千瓦级别。

例如，GEM系列P型同轴HPGe探测器的用电量约为300W，
而GWL系列井型HPGe探测器的用电量约为500W。

需要注意的是，实际使用中的用电量可能会受到设备运行模式、温度控制、谱分析软件等因素的影响。

此外，不同型号的探测器和高纯锗γ能谱仪之间的性能和功耗可能有所不同。

在选购设备时，请务必详细了解产品规格和性能参数。

另外，为了确保高纯锗γ能谱仪的正常运行，应当使用稳定的电源，并确保电源电压与
设备要求的电压相匹配。

在实际应用中，根据实验需求和设备性能，合理安排实验时间和工作模式，以降低能耗和提高设备使用效率。

用于HPGe探测器效率标定的模拟气体刻度源的研制

用于HPGe探测器效率标定的模拟气体刻度源的研制
（ ． ｐ ｒｍｅ ｔ ｆ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｙｓｃ ，Ｔｓｎ ｈ ａ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ，Ｂｅｊ ｎ ０ ０ ４，Ｃｈ ｎ １ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｇ ｅ ｉｇ Ｐｈ ｉｓ ｏ ｉｇ ｕ ｉｅ ｓｔ ｉｉｇ １ ０ ８ ｉａ； ２ ＣＴＢＴ ｉｉ ｇ Ｎａ ｉｎ ｌＤａａ Ｃｅ ｔｅａ ｄ Ｒａ ｏ ｕ ｌｄ ａ ｏ ａｏ ｙ，Ｂｅｊｎ ０ ０ ５ ｈ ｎ ． Ｂｅｊｎ ｔｏ ａ ｔ ｎ ｒ ｎ ｄｉｎ ｃｉ ｅＬ ｂ ｒ ｔ ｒ ｉｉｇ １ ０ ８ ，Ｃ ｉａ）
ｆ ｒ Ｃａ ｉ ｒ ｔｎｇ Ｐｅ ｋ Ｅｆ ｉ ｉ ｎ ｙ ｏ ＰＧｅ Ｄｅ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌｂ ａ ｉ ａ ｆｃ ｅ ｃ ｆ Ｈ ｔ ｃｏ
Ｗ ＡＮＧ ｈ—ｉｎ ～，Ｌ 。 Ｓ ｉ ａ ｌ ＩＱｉ ，ＦＡＮ ａ — ｉ ｇ Ｙｕ ｎ ｑｎ ，ＬＩ Ｓ ｕｊ ｎ Ｕ ｈ —ｉ ｇ ，ＣＨＡＮＧ ｎ ｚ ｏ ｇ ， ａ Ｙｉ—ｈ ｎ Ｊ Ａ ａ— ｏ ，ＣＨＥＮ ａ — ｉｇ ，Ｚ Ｉ Ｈｕ ｉｍａ 。 Ｚｈ ｎ ｙ ｎ ＨＡＮＧ ｎｊ ｎ Ｘｉ－ｕ ，Ｗ ＡＮＧ ｕ Ｊｎ
中 图分 类 号 ： Ｌ ３ Ｔ ３１ 文献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ ６ ３ （ ０ ０ ０ — ７ ３ ０ １ ０－９ １ ２ １ ）７０ ７－５
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ Ｇ ａ ｌｂ ａ ｉ ｎ Ｓ ｕ ｃ ｓ ｇ ｆ Ｓ ｍ ｌ ｔｏ ｓ Ｃａ ｉ ｒ ｔｏ ｏ ｒ ｅ
模 拟 气 体 刻度 源 的 制 备 方 案 并 进 行 了实 验 研 究 ， 制 备 的 模 拟 刻 度 源 最 小 基 质 密 度 为 ０ ０ ３ｇ ｃ ， 所 ． ４ ／ｍ。 自 吸收 的影 响小 于 ０５ 。通 过 与效 率参 考值 的 比较 表明 ， 拟 气体 刻度 源 的制 备方 案 简单 可行 ， 制备 的 模 拟 ． 模 所 气 体 刻度 源可 代替 气体 标 准源 实现气 体 活度 测量 中 ＨＰ 探 测 器 的效 率校 准 以及探 测 效率 的 日常 监督 。 （ 关 键 词 ： 拟 气 体 刻 度 源 ； 度 ； 效 率 ； Ｇ 探 测 器 模 活 峰 ＨＰ ｅ

ORTEC公司GMX60型低本底HPGe伽马谱仪调试及刻度

ORTEC公司GMX60型低本底HPGe伽马谱仪调试及刻度

ORTEC公司GMX60型低本底HPGe伽马谱仪调试及刻度本文主要介绍美国ORTEC公司GMX60型低本底HPGE伽马谱仪的调试和刻度。

探测器的调试确保实验仪器处于良好的工作状态，如偏压、温度等，为实验的开展提供保证。

探测器的效率刻度则是进行实际测量与定量计算的基础。

实验中使用ORTEC GMX60型高纯锗探测器测量了Co-60，Cs-137，Ba-133和Eu-152的能谱，对能谱的分析计算从而得到探测器的源峰探测效率，能量覆盖范围大约从80keV~1.2MeV。

MCNP作为无源效率刻度的一种，具有操作简便，节约成本，能量范围不受限等优点，使用MCNP模拟光子在探测器中的输运过程中由于厂商给出的探测器尺寸未能精确描述探测器的实际尺寸，模拟低能情况未能给出正确趋势，所以在模拟中修正了探测器几何参数中的Li接触死层厚度和铝包层厚度。

对探测器效率影响最大的主要是死层厚度，特别是在低能情况下。

通过模拟几个源位置的效率得到模拟的效率刻度。

另外，通过对探测器死层和冷孔半径的模拟分析得出探测器死层主要影响低能(<200keV)部分的探测效率而对较高能量的探测效率影响不大，探测器的冷孔半径在小范围内（0~1.5mm）的改变对探测效率的影响不大，并主要影响高能部分。

通过函数拟合，得出了探测效率随能量改变的函数表达式。

另外，也对GMX40型高纯锗探测器做了MCNP 效率模拟，得到了探测器的效率刻度模拟值。

关键词：HPGe探测器；效率刻度；MCNP；Li接触死层第一章引言在核物理的研究中，测量原子核的激发态、核反应研究等以及放射性分析方面都离不开对γ射线的测量[1]。

HPGe伽马谱仪以其优良的分辨性能成为伽马探测的重要手段。

使用HPGe伽马谱仪的首要工作就是对其进行能量及效率刻度以，例如需要测量某个样品中的核素成分以及它的活度，就需要用到相应能量下的效率值。

所以，对HPGe伽马谱仪进行能量及效率刻度是进行能量测量及利用谱仪进行放射性核素活度定量计算的基础。

HPGe探测器对圆柱型体γ源效率刻度的经验公式

HPGe探测器对圆柱型体γ源效率刻度的经验公式

HPGe探测器对圆柱型体γ源效率刻度的经验公式聂鹏;倪邦发;田伟之【摘要】介绍了HPGe γ探测器的圆柱型体源效率刻度的经验公式.利用单能量γ射线放射性源~(141)Ce(145.4keV)、~(51)Cr(320.8 keV)、~(198)Au(411 keV)、~(65)Zn(1115.5 keV)的水介质体源对经验公式进行了检验.结果表明,用经验公式计算的相对效率与实验结果的相对偏差在5%以内,证明了该公式的实用性.【期刊名称】《核技术》【年(卷),期】2010(033)001【总页数】2页(P79-80)【关键词】HPGeγ探测器;体源;效率刻度;经验公式【作者】聂鹏;倪邦发;田伟之【作者单位】中国原子能科学研究院核物理研究所,北京,102413;中国原子能科学研究院核物理研究所,北京,102413;中国原子能科学研究院核物理研究所,北京,102413【正文语种】中文【中图分类】O571.5在体源γ射线发射率的HPGe γ谱学测定中，通常采用点源近似法或相同几何和近似基体的标准体源比较测定的方法。

点源近似法是一种粗略的处理方法，不适合于精确的计算。

用相同体积和近似基体的标准体源进行探测效率的相对测定方法，虽然精确，但要制作满足上述要求的标准体源，既耗费劳力又浪费物力。

本文通过对体源放射性探测的物理过程、体源的几何特征以及体源与探测器的相对位置的分析，推导出以给定几何点源效率归一的、圆柱型体源中级联符合效应可忽略的、γ射线全能峰效率计算的经验公式以放射性水溶液体源141Ce (145.4 keV)、51Cr (320.8 keV)、198Au (411 keV)、65Zn (1115.5 keV)γ射线全能峰相对效率实测值与计算值的比较，证明了该公式的实用性和简便性。

设圆柱型体源的半径为R，高度为H，体源底部到HPGe探测器表面的距离为S，探测器的半径为R’，探测器的有效作用深度为S0[1]。

用蒙特卡罗程序对HPGeγ谱仪做能谱模拟和探测效率计算

用蒙特卡罗程序对HPGeγ谱仪做能谱模拟和探测效率计算

每种样 品制 备标 准 物质 用 于 探测 效 率 的 测 量 ， 这将
对测量 结果 的准 确度产 生很 大 的影 响 。为 了解 决这
一
标 准土 壤装 在 ０ ５ｍ ×５ ｍ 的圆柱 体 塑料 ７ ｍ ０ｍ 盒 内， 主要成 分 为 ＳＯ 、 １ Ｏ 、 ｅ Ｏ 、 ｅ Ｍ Ｏ和 ｉ ２ Ａ ３ Ｆ 。 Ｆ Ｏ、 ｇ Ｃ Ｏ。 光 子在标 准土 壤 内各 向同性 ， 匀分 布 。用 ａ 均 ＭＮ Ｐ所建 立 的模 型见 图 １ Ｃ 。
作描 述 。
２ １ 探 测 器 ．
因此被广 泛 应 用 于 能 谱 测 量 和 分 析 工 作 中 。 由
于 射线与物质的相互作用 主要有光电效应、 康
普 顿效应 、 电子 对效 应 ， 输 出能谱 颇 为 复 杂 ， 能 其 在 谱 中形成 全 能 峰 、 普 顿 坪 、 逃 逸 峰 和 双逃 逸 峰 康 单 等 。除 以上 ３种 效 应 ， 还有 散 射 光子 、 致 辐射 、 韧 累
收稿 日期 ：０ ０ ０ － １ ２ １ —３ Ｏ
是否 进入探 测器 晶体 ， 定是 否 与 晶 体 发生 相 互 作 确
朱国锋 ： 用蒙特 卡罗程序对 ＨＰ ｅ 谱仪做能谱模 拟和探测效率计算 Ｇ＇ ， ／
３ ７
开发 的一个 大 型 、 功能 的蒙特 卡罗 中子 、 多 光子 及 电 子耦合 输运 程序 。运 用 该 程 序 可 实 现 能谱 模 拟 ， 编
在 核应急 监测 工作 中 ， 以用 谱 仪 对环 境 气 可 溶 胶等 样 品 进行 测 量 和 分 析 。在 放 射 性 常 规 监 测 中 ， 以用 谱仪 对 生 物 、 、 可 水 土壤 等 样 品做 精 细 分
析， 准确 判断环 境辐射 水平 是否 发 生变 化 ¨ 。Ｈ Ｇ Ｐｅ

点源效率函数确定大体积样品的HPGe探测器γ射线峰效率

点源效率函数确定大体积样品的HPGe探测器γ射线峰效率
５ｍｍ￣ ５ ２ 的 土 壤 样 品 的半 径 和 高度 数 值 积 分 计 算 可 得 到 ５ ． 、６ １ ６ １１３２ １ ３ ．ｋ ｖ丫射 ｍｍ ９５ ４ ６ ． 、 ７ ．、 ２５ ｅ ６ ３ 线 全 能 峰 效 率 。 将 点 源 效 率 函 数 数 值 积 分 计 算 的 体 源 全 能 峰 效 率 与 实 测 标 准 体 源 全 能 峰 效 率 以 及 Ｌｂ Ｏ ａ Ｓ ＣＳ 无 源 效率 刻度 结 果 进 行 比较 ， 相 对 偏 差 在 １ ％内符 合 ， 说 明 该 点 源 效 率 函数 参 数确 定 方 法 是 ０ 正 确 的 。同 时 ， 该 点 源 效 率 函 数 在 计 算 任 意 几 何 形 状 的样 品 得 到 了应 用 ，积 分 计 算 了球 状 样 品 的探 测 效 率 ，并 与 Ｌ ｂ ＯＣ ａ Ｓ Ｓ无 源 效率 刻度 结 果 进 行 比较 ，两 者 相 对 偏 差 在 １％内 符 合 。 ０
ＴＩ ＡＮ — ｉ ｇ， ＺＨＡＮＧ ｎｇ， Ｊ Ａ ｉ ・ ａ Ｚｉｎ ｎ Ｙａ Ｉ Ｍ ｎｇ ｙ ｎ， Ｓ ＨＥＮ ａ — ｕａ Ｍ ｏ ｑ ｎ， ＬＥＩＺｈｅ ｎ
（ ｏ ｔｗ ｓ ｓｉ ｔ Ｎｕｌ ｒ ｅｈ ｏｏｙ Ｘｉ ｎ７ ０ ２ ， ｈｎ ） Ｎ ｒ ｅｔｎｔｕｅ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｌ ， １０ ４ Ｃ ｉａ ｈ Ｉ ｔ ｏ ａＴ ｇ ａ
ＨＰ 探测器 丫射线 峰效 率 Ｇｅ
田 自宁，张 洋 ，贾 明雁 ， 申茂泉 ，雷 震
（ 西北核 技 术研 究所 ， 陕西 西安 ７０ ２ ） １０４
摘要 ：利用 ＨＰ ｅ 谱仪 ，用 Ａ Ｃ 、６ ｏ混合 点源 分别测量样 品在 ５个 高度 上、不 同剖面 、不 同 Ｇ 丫 ｍ、 ｓ ｏ Ｃ 位 置 的全 能 峰效 率 ，通 过 最 小二 乘拟 合 确 定 了点 源 峰效 率 函数 的拟合 参 数 ，用 该 点源 效 率 函数 对

HPGeγ谱仪点源效率与探测高度的相关性研究


表 ３ Ⅲｃ 射线 的效率测量 和拟合参数
２ 实验 结 果
２ １ 曲线拟 合及 结 果 ．
１ １． ７ １ ７ ． ３ １ ３ ． １ １ ０ ． ８ｋ Ｖ 处 效 ｌ ２ ０ 、 １ ３ ２ 、 ３ ２ ５ 、４ ８ ０ ｅ
率 ￡随探 测 距 离 Ｈ 的变 化 曲线 ； ３中 给 出 图
间距离的变化 ， 建立 了ｅ ～Ｈ 的拟合关系， 并采 用 样 品源 及标 准源对 实验 结果 进行 验证 。
ｒ 的函数 ， 同时又与 ７ 射线能量有关 ， 即可表示 为 ｅ Ｅ ｈ ｒ， （ ， ， ） 结合点源效率实验测量 曲线， 我们取下列形式的点源效率函数 ：
１ 实验方法与结果
７ ， 与参考值有较好的符合 。 关键词 ： Ｃ ７谱仪 ｝ ＨＰ － ｅ 探测效率 ； 探测高度
中 图 分 类 号 ： Ｔ １ ＋． Ｌ８７ ２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ５ －９４ ２ １） ７０ ６－４ ２８０ ３ （ ００ ０ －９ ００
在 ＨＰ ７谱 仪 分 析 测 量 过 程 中 ， 源 在 Ｇｅ 点 空 间位置的变 化直 接 影 响 ＨＰ ７探 测 器对 点 Ｇｅ
１ ２ 效 率刻 度 ．
为点源到探 测器 上 表 面 的距 离 ；ｒ为点 源 到 探 测 器轴线距 离 ； 一 １ ２ 口（ ， ，… ，） 待定参 数 ， ５为
效率 刻度 时选 用 的标 准源 及 １ ４种特 征 能
且与 ｙ 射线能量及探测器 的性能有关 。 若在测
量过程 中 ａ（— ｌ ２ ｆ ， ，… ， ） ５ 已知 ， 确定 测 量 且 源的轴线距 离 ， 探 测 高度 ｈ将 成 为影 响 探 测 则 效 率的关键 因素 。本 实验 主要 研究 在 ｙ射线 能 量 、 测 器 的性 能确 定 及点 源 到 探测 器 的 轴线 探

HPGe γ谱仪无源效率刻度软件验证

HPGe γ谱仪无源效率刻度软件验证作者：钟军郭翔博王玮罗老永来源：《科技视界》2016年第18期【摘要】本文通过制作一系列不同密度、不同形状、不同厚度的标准源，测量得到HPGe 谱仪效率，并与无源效率刻度软件计算结果比较，验证无源效率刻度软件的准确度。

【关键词】无源效率刻度；γ谱分析；验证The Verified of Sourceless Calibration Software for HPGe SpectrometerZHONG Jun GUO Xiang-bo WANG Wei LUO Lao-yong（Nuclear Power Institute of China， Chengdu Sichuan 610005， China）【Abstract】Standard resources which has different density， shape， material and thickness was measured by HPGe spectrometer. The efficiency was compared with calculated result of sourceless calibration software. And the accuracy of the sourceless calibration was verified.【Key words】Sourceless calibration； Gamma spectrum analysis； Verify0 引言在核设施退役、环境监测、实验室测量等领域，需使用高纯锗γ谱仪对所取样品进行核素分析及活度测量，而γ谱仪为相对测量装置，测量前需对仪器进行效率校准。

由于样品种类多，样品尺寸变化大，全部采用实验校准方法工作量巨大，难以实施。

为了解决这一问题，可采用无源与有源相结合的方法对谱仪进行校准，即通过一系列试验，验证计算方法准确性，确认计算方法可行的前提下，对其余类型样品可采用无源效率刻度方法进行效率计算。

用于HPGe探测器效率标定的模拟气体刻度源的研制

用于HPGe探测器效率标定的模拟气体刻度源的研制王世联;李奇;樊元庆;刘蜀疆;常印忠;贾怀茂;陈占营;张新军;王军【摘要】准确校准测量系统的探测效率是HPGe探测器γ能谱法测量放射性气体活度的关键,放射性气体的半衰期一般较短且样品制备过程复杂,这些客观因素给效率校准工作带来很多不便.本工作提出了模拟气体刻度源的制备方案并进行了实验研究,所制备的模拟刻度源最小基质密度为0.043 g/cm3,自吸收的影响小于0.5%.通过与效率参考值的比较表明,模拟气体刻度源的制备方案简单可行,所制备的模拟气体刻度源可代替气体标准源实现气体活度测量中HPGe探测器的效率校准以及探测效率的日常监督.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2010(044)007【总页数】5页(P773-777)【关键词】模拟气体刻度源;活度;峰效率;HPGe探测器【作者】王世联;李奇;樊元庆;刘蜀疆;常印忠;贾怀茂;陈占营;张新军;王军【作者单位】清华大学,工程物理系,北京,100084;禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室,北京,100085;禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室,北京,100085;禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室,北京,100085;禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室,北京,100085;禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室,北京,100085;禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室,北京,100085;禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室,北京,100085;禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室,北京,100085;禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室,北京,100085【正文语种】中文【中图分类】TL331核爆炸过程中,235U和239Pu等核燃料裂变产生大量的固体裂变产物及裂变气体。

由于稀有气体氙同位素(131Xem、133Xem、133Xe和135Xe)的裂变产额大且易挥发,较易释放到大气中,且半衰期适中,是CTBT(全面禁止核试验条约)核素监测中重要的放射性气体核素。

高纯锗_HPGe_谱仪对环境样品的探测效率刻度_陆继根


-0. 14
+ 1. 4 -3. 1
+ 2. 2 -5. 9
+ 2. 2 + 2. 5 + 8. 8
对 241 Am、 109 Cd、57 Co 的 59. 54kev、 88. 03kev、 122. 06kev、 136. 47kev 4个全 能峰 效
率 求 自然 对数后 作抛 物线 拟合。 再利用 57 Co、 137 Cs、54 M n、 60 Co、 22 N a 的 136. 47kev、 661. 65kev、 834. 87kev、 1173. 21kev、 1274. 55kev 的全能峰探测效率求自然对数后作线 性拟合。 曲线见图 1。 误差分析表明 ,本实验 效率曲线从低能段到高能段的总不确定度为
12% ～ 5% ,置信水平 95% 。 2. 2 152 Eu井形盒状体标准源作效率刻度
在环境样品测量位置上获取 152 Eu 标准 源的谱数据 ,测量时间 24h,各实验点的峰面 积计数误差小于 0. 5% 。 全能峰净峰面积用 自编程序算出 ,由于缺少必要的参数及条件 , 对峰面积没有 作符合相加和自吸收效 应校
一元线性回归分析 ,水质指标存在以下 相关性。
CO DMn= -0. 0955DO+ 2. 70 相关系数 r= -0. 601
拟合效率值 ε拟
7. 103× 10-3 8. 120× 10-3 2. 569× 10-2 2. 153× 10-2 1. 658× 10-2 1. 454× 10-2 1. 373× 10-2 9. 050× 10-3 7. 725× 10-3 7. 076× 10-3 6. 948× 10-3 5. 832× 10-3
效率刻度的标准源由中国计量科学研究 院提供。 其中混合单能 γ核素园柱盒状体 γ 标准源参数见表 1。152 Eu井形盒状体标准源 放射性比活度为 5. 11609× 103 Bq,参考日期 1993年 7月 22日。 同时还提供了一个基质
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＝
用数值法和图解法 相结合的方法进行拟合。
２ 实验及结果
２ ． １ 实验 仪器
我们对 Ｈ Ｐ Ｇ ｅ一９ ｌ ８ Ａ型 ８ ｋ多道丫 谱仪 （ 美国 （ ． 【 ， （ Ｅ ， ｈ ， ｒ ） ｄ ） ／ ｖ （ ２ ） ＯＲＴＥ Ｃ公 司 ） 的点源效率函数进行 了确定。 谱仪探
图２ Ｈ Ｐ Ｇ ｅ Ｙ 探测器对点源的探测效率
Ｆｉ ｇ ． ２ Ｅｆ ｆｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ＨＰＧｅ ｙ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｔ ｏ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ
第一作者：王崇杰，男，１ ９ ６ ４年出生，１ ９ ９ ０年于东北师范大学获硕士学位 ，核物理与核技术专业，副教授，主要从事Ｙ 能谱分析技术及其应用研 究 、谱学数据处理分析研究等工作
图 １ 点源相对 Ｈ Ｐ Ｇｍｅ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ＨＰ Ｇｅ 丫ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ
，
Ｅ ：ｅ － ｑ ， 。 ２ １ （ ａ ３ ＋ ａ ４ ｈ ＋ ％ｈ ２ ）（ １ ）
即
峰康比为 ５ ６ ： １ ，屏蔽室为 ７ ５ ０ ０ Ｃ型低本底屏蔽室。
２ ． ２ 标 样 制备 与测 量
地， ＥＨ ， ＝ （ 【【 ， Ｅ ， ｈ ， ｒ ） ２ ｒ ｗ ｄ ｒ ｄ ｈ ） ／ （ ｒ ｄ ￣ Ｈ ）
（ ３）
标准样 品物质为膨胀砖材料粉末。 压碎后过筛 ， 使其粒度＜ ｌ ｍ ｍ。经相对 比较法 测量分析 ，得到 放射性核素 ６ Ｒ ａ 、 ｒ ｈ 、 ４ ０ Ｋ的放射性 比活度分别
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第２ ９ 卷 第１ 期
２ ０ ０ ６年 １ 月
核
技
术
Ｖｏ １ ． ２ ９ ， Ｎｏ ． １ Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ２ ０ ０ ６
Ｎ ＵＣ Ｌ Ｅ Ａ Ｒ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｉ Ｑ ＵＥ Ｓ
Ｈ Ｐ Ｇ ｅ 丫 探测器 的点源效率 函数及 其参数确定
收稿 日期 ：２ ０ ０ ５ ． ０ ３ ． ２ ９ ．修 回 日期 ：２ ０ ０ ５ ． ０ ６ ． ０ ９
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７ ８
核
技
术
第２ ９ 卷
论上就可以利用式 （ ２ ） 求 出探测器对任意形状样 品 的探测效率 ， 从而实现对样 品的非破坏性测量和 分析 ；而通过在不 同方位或不 同位置对样品进行实 验测量 ，可实现核素非均匀分布样 品的分析。
为 ：５ ２ ． ３ ０ ４ Ｂ ｑ ／ ｋ ｇ 、６ ２ ． １ ６ ０ Ｂ ｑ ／ ｋ ｇ 、４ ４ ３ ． ７ ８ ８ Ｂ ｑ ／ ｋ ｇ 。
式 中，Ｅ为丫 射线能量 ；Ｈ、Ｒ分别为园柱形体源 的 厚度和半径。而 ｓ （ ａ ｆ ， Ｅ ， 尺 ） 又可以通过实验测量 和式 （ ４ ） 计算 ，为区别于 （ ３ ） 式理论计算结果 ， 将实验测量值记为 ｓ （ Ｅ ， Ｈ ， 尺 ） ，即
王崇杰 张爱莲 ２ 吕建洲
１ （ 辽宁师范大学物理与 电子技术 学院 大 连 １ １ ６ ０ ２ ９ ）
２（ 辽宁师范大学实验 中心 大连 １ １ ６ ０ ２ ９）
３（ 辽宁师范大学生命科学学 院 大连 １ １ ６ ０ ２ ９ ）
摘要
文章阐述 了 Ｈ Ｐ Ｇ ｅ Ｙ 探测器对点源 的探测效率函数及其参数 的确定方法 ，并利用该 函数 ，通过数值拟合
方法 ， 对两块 已知样品中 ６ Ｒ ａ 、 ２ Ｔ ｈ 和４ ０ Ｋ三种放射性 核素 的放射性活度进 行 了分析 ， 结果与 已知数据吻合 ， 证明了点 源效率 函数及其参数确定方 法的实用性 。从而可扩展到对任 意形状样 品的非破坏性测量和分析 。
关键词 Ｈ Ｐ Ｇ ｅ Ｙ 探测器， 探测效率，点源，全能峰，丫 能谱分析
采用模糊模式识别方法… 对丫 能谱进行定性分
析 ，而采用全能峰面积法 （ Ｔ Ｐ Ａ） 进行定量分析 ， 并用文献 【 ｌ ２ ］ 的方 法对Ｙ 能谱 中的核素干扰 进行 消 除。通过解谱得到全能峰净计数率 ｎ ，将其代人式 （ ４ ） 即可求得体源探测效率 ，如表 １ 所示。
（ ． 『 ： ＝ １ ， ２ …， Ｎ） ］ 表示由式 （ ３ ） 通过数值计算得到的 厚度为 凰 园柱形体源的探测效率 ，而 ｓ （ Ｅ ， ， 尺 ） 则 为由式 （ ４ ） 所得的相应实验值 。对 于式 （ ５ ） 可采
式（ ２ ）中 Ｖ表示样 品的体积 。
测器为 ｎ 型 同轴 Ｈ Ｐ Ｇ ｅ 探测器，相对效率为 ３ ０ ％， 能量分辨率为 ２ ． １ ｋ ｅ Ｖ（ 对６ ｏ Ｃ ｏ １ ３ ３ ２ ． ５ ｋ ｅ Ｖ谢 线 ） ，
参数 ａ ｉ （ ｌ ， ２ …． ， ５ ） 按下列步骤确定 ： 在ｓ （ ａ ｆ ＇ Ｅ ， ｈ ， ｒ ） 已知的情况下 ， 可 以通过式 （ ２ ） 求出探测器对园柱形体源的探测效率 ｅ （ ａ ， Ｅ ， Ｈ， 尺 ） ，
表１ Ｉ － Ｉ Ｐ Ｇｅ Ｙ 探测器对不同厚度标准源的探测效率
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｅｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ＨＰＧｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｔ ｏ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｎｅ ｓ ｓ
中图分类号 Ｔ Ｌ ８ １ ７ ． ２
目 前， Ｙ 能谱分析技术一般 只能对核素分布均 匀、形状规则的样 品进行测量和分析ｕ 刁 】 ，而 Ｈ Ｐ Ｇ ｅ
ｌ Ｓ ｏ ｔ ￣ － ｅ ｅ
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眈 ２
１ 叭
Ｙ 探测器点源效率函数及其参数的确定 ， 对于实现任 意几何形状、核素非均匀分布样品的非破坏性测量 分析以及确定探测器 的效率矩 阵【 ４ 均具有重要意 义。本文给出了 Ｈ Ｐ Ｇ ｅ Ｙ 探测器的一种点源效率 函 数 ，并介绍 了确定该函数参数 的实验方法及数值拟 合方法 ，最后通过对两块 已知样品中 ６ Ｒ ａ 、 ２ Ｔ ｈ 和４ Ｕ Ｋ三种放射性核素的测量和分析 ，证明了该函
射线能量
／ ｋ ｅ Ｖ
丫 。 ｒ ａ ｙ ｅ ｎｅ ｒ ｇ ｙ
ａ ｌ
ａ ２
ａ ３
ａ ４
ａ ５
３ ５ １ ． ９ ２
５ ８ ３ ． １ ４ １ ４ ６ ０ ． ８ ３
０ ． ４ ３ ５ ０ ． ０ ｏ ５ ４ ． ９ ０ ０ ０ ． １ ０ ｏ ０ ． ３ ５ ０
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第１ 期
王崇杰等 ：Ｈ Ｐ Ｇ ｅ 丫 探测器的点源效率 函数及其参数确定
利用本文 １ 中介绍的方法和表 １ 中实验数据对
式（ １ ） 中的待定参数进行拟合 ，结果如表 ２ 所示 。 为验证式 （ １ ） 点源效率函数及其参数确定方法 的实用性 ， 我们对 ４ 和６ 标准样 品进行了分析 ， 并 与实际值进行了比较 。具体做法是 ：利用表 ２中点
１
将标准物质装入 Ｈ ＝ ７ ｃ ｍ且 Ｒ ＝ ７ ． ５ ｃ ｍ 的园柱形标准 样品盒 中， 分别制成厚度为 １ ｃ ｍ、 ２ ｃ ｍ、 ３ ｃ ｍ、 ４ ｃ ｍ、 ５ ｃ ｍ、６ ｃ ｍ和７ ｃ ｍ 的标准样品 ，编号分别为 １ 、 ２ 、３ 、４ 、５ 、６ 和７ 。１ 、２ 、３ 、５ 和７ 样品 用于拟合效率 函数参数 ， 、 ６ 样 品用于结果验证。 标准样品盒由中国计量科学研究院提供。为避免放 射性核素 Ｒ ｎ逸出样品以外或扩散到样品盒 中剩余 空间中而造成核素分布发生变化 】 ，标准样 品物质 经塑料薄膜密封后再放人样品盒 中。为保证 自吸收 系数的一致性 ，标 准样 品物质 的质量密度控制在 ０ ． ５ ５ ０ ＿ ＿ ０ ． ５ ７ ０ ｇ ／ ｃ ｍ３ 为达到放射性平 ， 样 品制 备完毕放置 ２ ０ ｄ后进行丫 能谱测量。谱数据采集的 结束条件 为感兴趣 的全能峰计数统计误差＜ ３ ％。
０ ． ８ １ ０ １ ． ８ ５ ０ ０ ． ｏ ５ ５ ０ ． ０ １ ０ ４ ． ５ ５ ０ ２ ． ５ ５ ０ ０ ． ０ ８ ５ １ ． ０ ｏ ０ ０ ． ４ ８ ５ ０ ． ２ ０ ｏ
素的比活度较低 ，在能谱测量和分析过程中，全能 峰净计数率的统计涨落较大 ；二是制样过程 中，样 品的实际高度控制存在误差 ；三是样品的质量密度 有所不同 ， 从而使样品自吸收也有所不 同。 （ ３ ） 测量样 品时， 应注意样品的下表面与探测 器晶体上表面的距离保持一致 ，并在数值计算过程 中考虑在内。 （ ４ ） 考虑到探测器可能存在的不对称性 ， 在测 量标准样 品谱数据时， 每个样品可以进行多次测量 ， 并且每次测量 时沿探测器轴 向旋转样品 的相对位 置。 这样就可 以观测探测器的对称性 。 而样品丫 能谱 中全能峰的计数率可以取多次测量结果 的平均值 ， 从而减小不对称性 的影响。 （ ５ ） 与用点源直接测量的方法相比， 本文介绍 的用不同厚度体源确定点效率函数参数 的方法，大 大减少了数据处理过程 ，从而减小了数据处理带来 的误差 。同时避免了点源位置难以确定 的缺点，也 大大减少 了测量时间。 （ ６ ） 确定出 Ｈ Ｐ Ｇ ｅ 丫 探测器对点源的探测效率 函数后 ，结合 自吸收函数，理论上便可以进一步计 算探测器对任意形状样品的探测效率 ，也可以计算 出样 品处于不 同位置时的探测效率 ， 从而实现对核 素均匀或非均匀分布样品的非破坏性测量和分析 ， 这也是我们下一步研究的问题。
Ｄｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅｆ ｒ ｏ ｍｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅｔ ｏｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ／ ｃ ｍ
式（ Ｉ ） 中， ｓ （ ａ ｆ ， Ｅ ， ｈ ， ｒ ） 为探测器对点源的探测效率 ； ｈ 为点源到探测器上表面的距离 ； ｒ 为点源到探测器 轴线 的距离；ａ ｉ （ ｆ ＝ ＝ １ ， ２ …． ， ５ ） 为待定参数 ，且与丫 射 线能量及探测器的性能有关。 如果式 （ １ ）中参数 １ ， ２ …． ， ５ ） 已知，则理