高纯锗探测器液氮自动补给系统研制

文章介绍高纯锗探测器液氮自动补给系统的总体结构、控制原理以及电路的选取和特点，并简要说明了软件实现的功能。     

高纯锗探测器液氮自动补给系统的研制

中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上的联合在束测量装置是目前国内含高纯锗探头最多的探测器阵列,是国内从事高自旋态等在束研究的主要实验平台。该装置现共有15台高纯锗探测器。由于在HI-13串列加速器上每年的在束实验周期比较长(每年约3个月),实验中需经常给每台探测器补     

高纯锗核辐射探测器

本文综述X和γ射线能谱分析用的高纯锗探测器,阐述探测器对原始材料的要求,介绍制备、结构和性能参数,并与硅X射线探测器、锗锂γ射线探测器和碘化钠γ射线闪烁探测器进行了对比。     

对国产高纯锗单晶纯度的估计

一、原理 我们测试高纯锗单晶的纯度是通过将被测试的锗材料制备成探测器,借测量探测器的全耗尽电压和pn结的电容-电压特性来实现的。在探测器的两边有薄的p~+和n~+接触,这两个接触的杂质浓度要比锗材料本身的杂质浓度大得多,因此可以用突变结关系计算探测器的耗尽层厚度。假定在锗材料中的杂质浓度是均匀的,对于一个平面型二极管的耗尽层厚度W=(2εV/qN)~(12)。式中,V为加在二极管上的反向偏压;N为锗单晶材料块的杂质浓度;ε为锗的介电常数:q为电子电荷。由这个公式知道,锗单晶的杂质浓度越低,     

高纯锗N型同轴探测器研制

本文介绍高分辨率Ｎ型同轴纯锗探测器研制的工艺方法和技术，典型的探测器能量分辨率为ＦＷＨＭ＝１．８０ｋｅＶ；探测效率为２０％；工作偏压为４０００Ｖ。此探测器性能及技术指示达到了国际同类产品先进。我们的工艺方法和技术是很成功的。     

高纯锗探测器的效率刻度

探测效率是高纯锗谱仪的重要性能指标,探测器的效率刻度具有重要的意义。针对新购置的高纯锗谱议,采用多线法和距离变换相结合的实验方法,刻度了高纯锗探测器在不同源距下的全能峰效率曲线,并利用厂家提供的探头结构尺寸,采用MCNP5程序模拟计算了该探测器对不同能量γ射线的全能峰效率。将模拟计算效率和实验效率进行对比,模拟计算的全能峰效率和实验测定的全能峰效率具有一定偏差,经分析偏差主要原因是探测器内部结构尺寸不够精确,通过调节死层厚度和冷指尺寸,使得模拟计算效率和实验效率很好符合。     

高纯锗探测器全能峰效率的MC模拟

采用MC模拟高纯锗探头对轴向和边侧的点源全能峰效率,与实验测得的全能峰效率相比较发现二者存在较大的偏差。本工作通过不断调节晶体的半径、厚度和锗晶体外层铜支架厚度,获得了模拟计算的准确尺寸。结果表明:使用调整后的尺寸模拟计算的全能峰效率与实验效率在轴向方向的偏差在±5%以内,边侧方向在±6%以内,获得了较为准确的高纯锗探头物理模型。     

高纯锗多晶材料的制备

介绍了用国产材料进行锗区熔提纯的制备工艺，借助此工艺已获得净杂质浓度为￣１０＾１０ｃｍ＾－３量级的多晶材料。     

蒙特卡罗方法计算用于低能光子测量的高纯锗探测器的效率

在内照射活体测量中,为了用蒙特卡罗方法计算探测器对光子尤其是低能光子的探测效率,需要对探测器准确建模。通过使用蒙特卡罗模拟计算和实验测量相结合的方法来准确确定低能光子高纯锗探测器晶体的死层厚度、半径和长度;结果表明使用此方法确定的晶体尺寸来模拟计算探测器效率,在17．5～662keV光子能量范围内,低能光子高纯锗探测器探测效率的模拟计算结果与实验结果比较,相对偏差平均小于1．0％,最大为3．2％。     

高纯锗谱仪探测效率的实验刻度与MC模拟

利用低本底高纯锗谱仪测量了标准源(~(133)Ba、~(137)Cs和~(60)Co)的各特征γ射线,得到了各特征能量下的探测效率,并通过拟合给出了高能端的探测效率曲线。同时,利用MC模拟工具包Geant4,模拟了各单能γ射线在高纯锗探测器组件中的输运过程,得到了不同能量下的模拟探测效率。比对结果发现:实验值与模拟值能很好地符合,可为开展相关产品的设计和制造提供参考。     

高分辨高纯锗低能光子探测器研制

用硼离子注入方法制备P~+电极,采用沟槽形结构,成功地研制出高分辨高纯锗低能光子探测器。4个有代表性的探测器能量分辨率分别为FWHM=183,178,165,162eV。探测器灵敏体积分别为φ16mm×12mm,φ13mm×10mm,φ13mm×9.7mm和φ13mm×9.5mm。此4个探测器的性能达到了国际先进水平。     

高纯锗探测器探测效率研究

利用系列标准γ射线源对高纯锗探测器的探测效率进行了各种测量,与蒙特卡罗计算程序相结合,对于高纯锗探测效率进行了分析和讨论.计算效率与测量效率在4%以内吻合.在一定探测距离条件下面源与点源的探测效率在1%以内吻合,而且面源的自吸收可以用平行束在材料中的自吸收来计算;当面源靠近探测器时,由于γ射线的倾斜入射,这种方法就不适用了,需要用蒙特卡罗方法进行自吸收较正.     

n型同轴高纯锗探测器

本文介绍了研制n型同轴高纯锗探测器的方法及技术。探测器具有薄的(约0.3μm)离子注入p~+外接触,可探测0.005—10MeV的X和γ射线,并具有较高的耐辐射损伤性能,所研制成的探测器灵敏体积约120cm~3,对1.33MeVγ射线:相对效率为24.5％,能量分辨率为2.13keV,峰康比为48.3:1,电子学噪声为1.28keV。     

高纯锗探测器低本底硅前端电路基板设计

设计并完成了用于高纯锗探测器的硅基低本底前端电路基板。结合装配需求、基板特征阻抗和工艺可行性完成了尺寸为15 mm×15 mm,包含14个通孔结构的硅基板设计。利用光敏性苯并环丁烯在硅基板上进行焊盘开窗,同时作为金属布线保护性介质。通过微纳加工工艺完成了硅基板的制备,通过ASIC芯片的引线键合、无源器件的表面贴装完成了封装。实验测试表明:硅基板功能良好、噪声水平优于有机基板、可以通过初步的可靠性测试(冷热冲击100个循环、高温储存72 h)、在连续8 h工作中稳定性良好。     

高分辨高纯锗P型同轴探测器研制

深入地研究了P型同轴探测器的工艺方法和技术. 探测器工作偏压大大地超过全耗尽电压。通常可达4000V以上。在此偏压条件下有极低的漏电流,进而有很低的噪音。 最近,共研制出13个探测器,探测效率为15％～35％;其能量分辨率为FWIIM=1.72～1.9keV。这些探测器性能都达到了国际先进水平。证明其工艺方法和技术是很成功的。     

高纯锗γ探测器面源效率函数及其应用研究

给出了高纯锗(HPGe)γ探测器面源效率随高度变化的经验函数,并提出了利用体标准源和遗传算法确定面源效率函数参数的方法.对已知双层模拟样品中的226Ra、232Th和40K进行了分析,结果与已知数据吻合,表明利用面源效率函数对其中放射性核素为一维非均匀分布的样品进行非破坏性分析是可行的.     

同轴型高纯锗探测器的温度循环性能

本文介绍了同轴高纯锗探测器的温度循环试验结果,所研制成的未钝化探测器有好的稳定性,可以多次回温到室温和在室温下较长时间贮存,其性能不变坏。