高纯锗探测器测量放射性活度
高纯锗谱仪作用
高纯锗谱仪作用
高纯锗谱仪是一种用于探测和分析放射性物质的仪器，主要用于核物理、核技术、环境监测、地质勘探、材料科学等领域。
高纯锗谱仪的核心部件是高纯锗探测器，它具有高灵敏度、高分辨率和低本底等优点，可以探测到极微量的放射性物质。
通过对放射性物质的能谱分析，可以确定其种类、含量和半衰期等参数。
在核物理和核技术领域，高纯锗谱仪可以用于研究原子核的结构和反应机制，以及放射性同位素的制备和应用。
在环境监测领域，高纯锗谱仪可以用于检测空气、水和土壤中的放射性物质，评估环境污染的程度和风险。
在地质勘探领域，高纯锗谱仪可以用于探测地下的放射性矿产资源，为矿产资源的开发提供技术支持。
在材料科学领域，高纯锗谱仪可以用于研究材料的放射性性能，评估材料的质量和安全性。
总之，高纯锗谱仪是一种非常重要的放射性物质探测和分析仪器，具有广泛的应用前景和重要的科学价值。
高纯锗探测器与碘化钠探测器γ能谱仪测量不确定度比较
高纯锗探测器与碘化钠探测器γ能谱仪测量不确定度比较用高纯锗探测器与碘化钠探测器γ能谱仪分别测量同一种陶瓷标准样品（GSB 08-1954-2005），并对其检测过程进行测量不确定度的评定，通过测量不确定度的比较来衡量高纯锗探测器与碘化钠探测器γ能谱仪性能的差距。
标签高纯锗探测器；碘化钠探测器；γ能谱仪；不确定度1.前言近十年来，房地产市场的活跃，带动整个建筑材料市场的发展。
随着大家经济水平的日益提高，对于家居装修有较高的要求，各种各样的无机非金属建筑装修材料使用在室内、室外的装饰装修工程上。
比较常见的无机非金属建筑装修材料包括天然石材和人造石材、建筑陶瓷、石膏制品、吊顶材料及其他新型饰面材料等。
在家居装饰装修工程使用到上述材料在美化家居的同时也导致了室内环境有害物质放射性含量的增加而危害人体健康。
目前用来评价各类无机非金属建筑材料的放射性危害程度的强制性标准为GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》，该标准明确要求使用低本底多道γ能谱仪进行建筑材料放射性的检测。
目前低本底多道γ能谱仪主要有两种：高纯锗探测器γ能谱仪与碘化钠探测器γ能谱仪。
高纯锗探测器γ能谱仪能量分辨率高、线性好、稳定性非常高，但是需要液氮维护探测器，维护成本高；碘化钠探测器γ能谱仪探测效率高、仪器维护简单，但能量分辨率较差，难于胜任分析核素较多、谱线较复杂的样品。
为了比较高纯锗探测器与碘化钠探测器γ能谱仪的性能差别，通过测量同一种陶瓷标准样品（GSB 08-1954-2005），并对其检测过程进行测量不确定度评定来衡量。
4.讨论与结论由以上测量不确定度的评定结果来看，高纯锗探测器γ能谱仪与碘化钠探测器γ能谱仪的测量结果非常接近，分别为IRa=0.42±0.07，Ir=0.66±0.06；IRa=0.43±0.04，Ir=0.67±0.03，两者之间的内外照射指数差距只在0.01的范围里。
辐射探测与测量试验
辐射探测与测量实验
实验题目：土壤中的γ放射性测量
实验目的：了解土壤中的放射性水平，熟悉使用γ射线的探测装置 实验器材：土壤样品、〈U-Ra 标准源、K40标准源、Th232标准源、空盒子、黄土样本、高纯锗半导体探测器、线性放大器、多道分析系统、能量刻度源Eu152。
实验原理：
● 天然放射性活度测量原理
自然界土壤中含有一定的放射性元素，其中分为天然放射性和人工放射性。
其中天然放射性，我们可以测量长寿命的U-238、Ra-226、Th-232和长半周期的K-40的特征γ射线来计算土壤中的反射性活度。
对于连续性放射性衰变，满足
n n n n N N dt
dN λλ-=--11n ……（1） 而对U238、Ra226、Th232而言。
衰变常数1λ《《，且i 0λ≈n λ，n λ为子体的衰变常数，当衰变达到长期平衡时，微分方程（1）满足
=11N λ22N λ=.....Nn n λ. (2)
此时，各个子体的数量不随时间变化，它们的放射性活度彼此相等，因此，我们可以通过对U238、Ra226、Th232子体活度求得其母体活度。
● 高纯Ge 探测原理
HPGe 由于土壤中
实验步骤：先用标准发射源对多道进行能量刻度，并对探测器进行效率刻度；然后进行本底测量；加入土壤样品，测量γ的能谱。
利用U-238、Ra-226、Th-232、K-40的衰变纲图，测量特征γ射线能谱，计算它们的活度。
数据处理：探测效率 ，活度A，Cs-137能量E1和其对应的道数n1，利用数学处理计算其四种核素活度。
高纯锗探测器简介
半导体（高纯锗和Si（Li））探测器拥有精锐的能量分辨率，由其组成的γ和X射线能谱测量技术与产品，不仅是核结构、分子物理、原子碰撞等核物理与核反应研究的重要工具，而且在核电、环境、检验检疫、生物医学、天体物理与化学、地质、法学、考古学、冶金和材料科学等诸多科学与社会领域得到了越来越广泛的应用。
四十多年来，ORTEC 探测器种类不断丰富、性能不断提高，在探测效率上，能提供相对效率200%的P型同轴探测器、175%效率的P型优化（“宽能”）同轴探测器和100%效率的N型探测器。
一、探测器机理与各指标的简要意义放射性核素产生的γ光子和X射线，其能量一般在keV至MeV范围。
由于其不带电荷，通过物质时不能直接使物质产生电离，不能直接被探测到，因此γ和X射线的探测主要依赖于其通过物质时与物质原子相互作用，并将全部或部分光子能量传递给吸收物质中的一个电子。
这种相互作用表现出光子的突变性和多样性，在吸收物质中主要产生三种不同类型的相互作用：光电效应、康普顿效应或电子对效应，而产生的次级电子（光电子）再引起物质的电离和激发，形成电脉冲流，电脉冲的幅度正比于γ和X射线的能量。
三种效应中，光电效应中γ光子把全部能量传递给光电子而产生全能峰，是谱仪系统中用于定性定量分析的主要信号；而康普顿效应和电子对效应则会产生干扰，应尽可能予以抑制。
在谱仪中，探测器（包括晶体、高压和前置放大器）实际上是一个光电转换器，将光子的能量转变成幅度与其成正比的电脉冲。
然后通过谱仪放大器将该脉冲成形并线性放大，再送入模数变换器即ADC中将输入信号根据其脉冲幅度转变成一组数字信号，并将该数字信号送入多道计算机数据获取系统，由相关软件形成谱图并进行分析。
以下简要阐明所涉及的相关物理概念：1、相对效率、绝对效率与实际效率相对探测效率（即标称效率）的定义：按ANSI/IEEE Std. 325-1996定义，Co-60点源置于探测器端面正上方25cm处，对1.33MeV能量峰，半导体探测器与3"×3" NaI探测器计数率的比值，以%表示。
辐射环境监测中高纯锗
2000
3000
4000
5000
Time(s)
6000
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
0
Pb-214(351keV)
1Day 2hour 指数 (2hour) 指数 (1Day)
1000
2000
3000 Time(s)
4000
5000
6000
实验结果： 对于氡子体，采样2小时与采样1天，所得到的子体计数率相差
T=nT1/2 A
1 T1/2 0.5 P
2T1/2
3T1/2
4T1/2
5T1/2
6T1/2
0.75 P 0.875 P 0.938 P 0.969 P 0.985P
Count(n/s) Count(n/t)
25 20 15 10 5 0
0
1000
Bi-214(609keV)
1Day 2hour 指数 (2hour) 指数 (1Day)
• 3关于NORM的设施或企业的监测
放射性污染源普查监测技术规定 监测对象是全国伴生放射性矿物资源开采、冶炼和加工过程中的污染源，即伴生 矿原料及产生的废气（气溶胶）、废液（废水）、固体废物（尾矿、废渣）中放 射性核素含量；其中伴生矿原料包括伴生矿原矿、精矿。
• 4核与辐射应急
• 辐射事故（高活度源的丢失及损坏，如巴 西戈亚尼亚事故、云南辐照室及苏州大学 辐照室事件、南京探伤事故）
• 实验室低比活度环境样品测量 • 现场高活度污染样品的测量及就地测量
1.HPGe谱仪简介
• 探测器类型 几何上：coaxial、planar、well、semi-planar； 晶体上：P型、N型;(B用HPGe谱仪
空气中放射性核素的γ能谱分析方法
空气中放射性核素的γ能谱分析方法1 范围本标准规定了高纯锗（HPGe）γ能谱仪测定空气中γ放射性核素组成及其活度浓度的方法，Ge（Li）探测器和碘化钠探测器可参照本标准执行。
本标准适用于空气中放射性核素的γ能谱分析。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 11713—2015 高纯锗γ能谱分析通用方法GB/T 11743—2013 土壤中放射性核素的γ能谱分析方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1气溶胶 aerosol固体或液体微粒物质在空气或其他气体介质中形成的气体分散体系。
含有放射性核素的气溶胶称为放射性气溶胶。
3.2空气取样器 air sampler利用抽吸的方法把气溶胶微粒或气态碘等收集或阻留在过滤介质上的装置。
3.3呼吸带 breathing zone操作人员的口腔和鼻孔附近的区域。
操作人员在完成规定任务的过程中，该处的空气经口和鼻吸入人体。
3.4个人空气取样器 personal air sampler工作人员个人佩带的空气取样器，用以得到有代表性的呼吸带的空气样品。
4 材料与设备4.1 空气采样系统空气采样系统主要包括空气取样器、流量测量与控制装置和抽气动力。
4.2 过滤介质应根据取样目的和采集对象，选用合适的过滤介质。
过滤介质的有效采样面积应与空气取样器采样窗面积相符。
本文件推荐常用的三种用途的过滤介质：a）超细玻璃纤维滤纸：用于采集气溶胶微粒；b）活性炭滤纸：用于采集气态元素态碘和气溶胶微粒；c）活性炭滤筒：用于采集气态有机碘化物。
4.3 流量测量与控制装置流量测量与控制装置宜具有即时流量显示、流量调节和采集体积累积等功能，流量测量装置应经法定计量单位标定，精度应好于5%。
4.4 抽气动力抽气动力应与流量控制装置联动实现流量调节和维持流量恒定功能。
高纯锗γ谱仪测量程序
从现场取样，将样品带回。
பைடு நூலகம்
使用粉碎机将样品磨碎。
使用筛子将磨碎的样品筛选出来，装入样品盒，使 用夯压锤压实。
将样品盒外表擦拭干净，在待测区按顺序排放整齐。 核实样品的数量以及编号，保证与清单完全一致。 记录样品的存放地点、送样人员、收样人员和接收 日期。
使用仪器进行测量时，将样品装入塑料袋，放入探 测器上方的容器中，使样品盒的底部贴住容器。
2010年7月
γ射线与探测器中的HPGe晶体原子相互作用产生的电子 -空穴对，在高电压下被收集，经前置放大器放大，输 出一个脉冲信号，再经数字化MCB（集高压电源、多道 MCA以及模数转换ADC于一体）处理，最后送入计算 机由相关软件处理，形成γ能谱。 可以使用解谱软件分析样品γ射线形成的谱形：峰的位 置表明了射线的能量，可以根据核素特征射线的能量判 断样品中的核素种类；峰面积的大小表明了测量时间内 样品放出的γ射线数量，从而判断出样品中核素的活度。 高纯锗探测器产生的信号与电压的线性关系更好，可以 区分能量差别较小的γ射线，即能量分辨率较好，有利 于判断核素的种类。
解谱：确认谱信息。
解谱：显示谱形，按解谱按钮。
注意：
打开与谱仪配套的软件，点击“start”，等待测量的 有效时间：“live”时间足够以后，点击“stop”，
GR7023、GC4019：Genie2000
GR4022：wingamma2
将测量谱保存在指定的目录下。点击Clear或Delete删除谱。
解谱：打开解谱程序。
解谱：选择谱文件。
分析核素种类所依据的γ射线必须是核素所有γ射线 中分支比较大的。常见核素的特征能量：铀238 （63.3，92.6keV），钍232（238.6，338.4， 583.0，911.2keV），镭226（295.2，351.9， 609.3keV），钾40（1460.8keV），钴60 （1173.2，1332.5keV），铯137（661.7keV）。 实际操作时必须注意不能让样品污染到探测器，否 则由于本底的变化会造成所有测量结果的偏差。也 不能让不同的样品交叉污染。
金属材料中钴-60放射性活度的方法
金属材料中钴-60放射性活度的方法随着经济的发展，国家对放射性的管理越来越严格，屡有进出口的金属制品检查出放射性污染，这类污染是由放射性金属或放射源熔入而造成。
一旦出现这类情况，不但会造成不必要的经济损失，若流入市场，还会对公众造成一定的健康隐患。
尽快发现放射性污染，了解其中掺有的放射性核素的类别、活度，从而能够及时评价该金属制品的危害性，并为以后金属制品的处理提供理论依据[1]，因此建立一个简单快速的分析方法势在必行。
1材料与实验步骤1、1实验器材含60Co钢箍，高纯锗γ谱仪（ORTEC公司生产的GEM40P4-76-RB型高纯锗γ谱仪）、可调式电炉、蒸发皿，量筒（100mL、250mL），容量瓶（200mL）、电子天平，Ф7075mm有机塑料样品盒1、2实验试剂浓盐酸（AR）、浓硝酸（AR）、蒸馏水，将浓盐酸和浓硝酸以体积比3：1配置成王水待用（现配）。
1、3样品的前处理：1、3、1称取若干个质量相同（约20。
0g）的钢箍，制作成相同形状，分别置于探头同一位置测量相同时间，选取60Co1、33MeV全能峰净计数率相近的6个钢箍（即可认为6个样品的比活度一致），编号1，6号。
1、3、2取1号钢箍置于蒸发皿中，加200mL王水，用可调式电炉加快其溶解速度，待钢箍全部溶解于王水后，冷却至室温。
1、3、3用容量瓶（200mL）定容，称量其重量，作为标准溶液，转入到样品盒中，待测。
由所称的重量和体积（200mL）算出此标准溶液的密度，作为标准密度。
1、3、4取2，6号样品按1、3、2操作，冷却至室温后，分别称量质量和体积，并计算所需加入王水和蒸馏水的体积，用容量瓶（200mL）定容后，转入样品盒中，待测。
1、3、5使用γ能谱仪分别对6个样品进行测量[2]。
2结果对6个样品分别测量80000，分析样品中60Co1、33MeV全能峰的净计数率，测量结果见表1。
3讨论进口可用作原料的废物放射性污染检定目前是依靠外照贯穿辐射剂量率和一般表面α、β污染水平的巡测，从而判断检验批的合格与否，而王水溶解金属法可以定性、定量的进行核素分析。
高纯锗γ谱仪对放射性标准土壤的探测效率刻度
Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｄ ｏ ｃ ｉ ｅ ｓ ａ ｄ ｒ ｏ ｌ ｍ ａ ｔ ｒ Ｈ Ｐ ｅ ｅ ｔ ｒ ｅ ｆ ｉｎ ｙ ａ ｉ ｒ ｔ ｎ； ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｉ ａ ｔｖ ｔ ｎ ａ ｄ ｓ ｉ ｔｅ ； Ｇｅ ｄ ｔ ｃ ｏ ； ｆ ｉ ｅ ｃ ｃ ｌ ａ ｉ ｃ ｂ ｏ
原子 能科 学技 术
第 ４ 卷 ０
用 ” 、 ｎ Ｍｎ和 Ｋ。测 量用 的标 准土壤 物 Ｚ 、 ” 质从 国防科 学技 术工 业委 员会 放 射性 计量 一 级 站购买 。在 标准 土壤 物质 巾加 入 各种 核 素 的 比
１ 实 验 测 量
１ １ 标 准物 质与 放 射性核 素 的选 择 ．
实验 中应 考 虑探 测 器对 低 能 、 中能 和高 能 峰 的合理 选 择 ， 以使 测 量 结 果 更 具 代 表 性 。因 此 ， 选 择 适 宜 的 放 射性 核 素 加 到 土 壤 标 准 物 需 质 中 低 能 放 射 性 核 素 选 择”Ｃ 、 Ｃ ］ ｏ ｄ和 弘 Ａ 中 能 核 素 选 用船 Ｒ 、 Ｂ ， 能 核 素 选 ｍ， 。 ａ ａ 高
摘 要 ： 过 测 量 放 在 样 品 盒 内 压实 后 ８个 不 同 高 度 的 土壤 标 准 物 质 ， 到 高 纯 锗 谱 仪 的 射 线 能 量 一 通 得 效 牢 曲线 ， 用 蒙 特 卡 罗 程 序 ＭＣＮ 【进 行 相 应 计 算 。 结 果 表 明 ， 际 测 量 值 与 蒙 特 卡 罗 方 法 计 算 值 并 Ｐ ４： 实
高纯锗 谱 仪对 放射 性标 准 土壤 的探 测效 率刻 度
马国 王 梁 李 学 ， 海鹏 ， 勇 ， 咏
（． 京 市 辐 射 安 令 技 术 中 心 ， 京 １０ ８ ；． 同 原 子 能 科 学 研 究 院 ，匕 １北 北 ００ ９ ２ 中 』 京 １ ２ １ ） ０ ４ ３
仪器简介：高纯锗探测系统
高纯锗探测系统简介
仪器名称：高纯锗探测系统
英文名称：ORTEC
仪器型号：MPA-3
生产厂家：FAST 公司
仪器简介：
高纯锗探测器(High Purity Germanium,HPGe)是20世纪70年代左右发展起来的一种新型半导体探测器,因其优越的能量分辨率、高的探测效率、较宽的能量测量范围、极低的内部放射性水平、稳定的性能等优点,高纯锗探测器成为核素识别、活度测量及X射线分析领域的关键设备,大量地应用于材料科学、环境科学及核技术应用等领域的低本底测量,微量元素分析等方面,并且在基础研究、环境监测、安全监控等领域得到了广泛而重要的应用。
生长中的高纯锗晶体
主要性能指标
1、晶体反向漏电
2、能量分辨率
3、系统噪声
4、探测器相对效率指标
应用范围：
是核素识别、活度测量及X射线分析领域的关键设备，大量地应用于材料科学、环境科学及核技术应用等领域的低本底测量,微量元素分析等方面,并且在基础研究、环境监测、安全监控等领域得到了广泛而重要的应用。
计量检测在建筑材料放射性检测的应用考核试卷
B.湿度
C.测量时间
D.放射性元素半衰期
4.下列哪种建筑材料放射性较低？（）
A.花岗岩
B.水泥
C.砂岩
D.红砖
5.放射性元素氡的测量方法主要有（）
A.闪烁计数法
B. α粒子计数法
C. β粒子计数法
D.中子计数法
6.建筑材料放射性检测中，哪种放射性元素对人体危害最大？（）
A.钾-40
B.钙-40
C.每月一次
D.每次使用前
10.下列哪种放射性检测方法适用于建筑材料现场快速检测？（）
A.高纯锗探测器
B.热释光剂量仪
C.电离室
D. γ射线光谱仪
11.在建筑材料放射性检测中，哪种放射性元素主要来源于天然放射性衰变系列？（）
A.钾-40
B.铀-238
C.钍-232
D.铯-137
12.下列哪种放射性检测设备对环境温度变化敏感？（）
计量检测在建筑材料放射性检测的应用考核试卷
考生姓名：________________答题日期：________________得分：_________________判卷人：_________________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
10.建筑材料放射性检测报告应包含以下内容：______、______、______和______。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.放射性检测在建筑材料的选择和使用中非常重要，因为它直接关系到人体健康。（）
2.所有建筑材料都含有一定程度的放射性元素，但并非所有都会对人体造成危害。（）
gmx高纯锗伽马能谱仪技术参数
GMX高纯锗伽马能谱仪技术参数一、背景介绍1.1 高纯锗伽马能谱仪的定义和作用高纯锗伽马能谱仪是一种用于测量放射性核素辐射能谱的仪器，主要用于放射性同位素的测量和分析，广泛应用于核能研究、核安全监测、环境辐射监测等领域。
高纯锗材料具有较高的探测灵敏度和较高的能量分辨率，能够准确测量不同能量的伽马射线，因此在核辐射测量领域具有重要的应用价值。
二、GMX高纯锗伽马能谱仪技术参数2.1 探测器类型：GMX采用高纯度锗晶体探测器2.2 能量范围：0-6000keV2.3 能量分辨率：小于1.2% @ 1.33MeV2.4 探测效率：大于40% @ 1.33MeV2.5 计数率：能够支持高计数率的测量2.6 光子峰识别：能够准确识别不同能量的光子峰并进行能谱分析 2.7 数据采集系统：配备专业的数据采集和分析软件，支持实时采集数据和在线分析。
2.8 探测器尺寸：直径70mm，高度70mm2.9 工作温度：-25℃~+35℃2.10 工作湿度：20%~80%2.11 电源要求：标准交流电源220V三、GMX高纯锗伽马能谱仪的性能优势3.1 高纯度锗晶体探测器具有优良的能量分辨率和探测效率，能够准确测量不同能量范围的伽马射线，特别适用于高精度的核能谱分析。
3.2 GMX能够支持高计数率的测量，保证在较短的时间内获得大量数据，提高工作效率。
3.3 配备专业的数据采集和分析软件，能够实时采集数据并进行在线分析，使实验操作更加便捷和高效。
3.4 GMX的探测器尺寸适中，结构坚固稳定，易于安装和操作。
3.5 良好的工作温度和湿度适应性，适用于不同环境条件下的实验需求。
四、GMX高纯锗伽马能谱仪的应用领域4.1 核能研究：GMX可用于核能领域的伽马谱分析、核素定量测量以及核反应堆辐射监测等方面。
4.2 核安全监测：GMX可用于核安全事故的辐射监测和环境放射性物质的测量分析，对核安全事故的后果评估具有重要意义。
4.3 环境辐射监测：GMX可用于大气、水体、土壤等环境中放射性同位素的监测，帮助评估环境辐射水平，保障公众健康。
高纯锗探测器在核物理中的应用
高纯锗探测器在核物理中的应用锗是一种高纯度的半导体材料，他的晶体结构和硅十分相似，但是相对于硅，锗在中子和伽马辐射方面有更高的灵敏度和探测效率，因此在核物理研究中有着极其重要的应用。
高纯锗探测器以晶体为探测器探头，利用其敏感的能谱进行精确能量测量及磁谱等现象的研究。
目前在宇宙粒子宇宙线探测、核反应理论模型、中子源辐射领域更是有着广泛的应用。
一、高纯锗探测器简述高纯锗探测器是以纯度极高的锗晶体为探测器探头，外加高压并通过前置放大器和后置放大器将探测器信号扩大，最后通过计算机等先进设备将数据进行处理得到谱线的方法进行核物理研究。
高纯锗探测器在核物理的应用广泛而深入。
无论是测量中子捕获截面，还是对伽马光电峰进行精确测量，其不仅重要性大，并且具备灵敏、准确等优点，且无需背景物质的干扰。
二、高纯锗探测器在中子反应中的应用高纯锗探测器广泛应用在中子反应截面的研究中，其中测量中子截面是进行中子反应截面测量和 neutronics 设计的重要调研手段之一。
此类实验通常是采用被测样品薄片将中子束子孔所以，测量其产生次级粒子的光电峰，再利用高纯锗探测器对次级粒子光电峰的测量，据此推算中子束的截面积。
常常需要测量一些对技术有很高价值的核反应，如聚变反应等，在聚变反应的研究中，氘-氚裂变是一项非常重要研究任务。
氘-氚裂变的大量产生，是后续聚变反应中必不可少的材料，实际上也是一项很困难的实验任务，需要精准测量，而高纯锗探测器正是通过恰当地选择偏转磁场大小和位置来拓宽并消除它们，以消除极宽的反应截面带来的误差，可以得到较为准确的反应截面。
三、高纯锗探测器在伽马光子的研究中的应用高纯锗探测器在伽马光子的研究方面有着极高的可行性和优势，目前，大量研究表明，高纯锗探测器在研究伽马光谱线、伽马光子探测等方面具有独特的优点。
在同一能量范围内，在伽马光谱线测量方面，随着测量能量范围的增加，高纯锗探测器的能量分辨率也有所提高，并且，与其他探测器相比，其能量分辨率更加突出和尖锐。
基于高纯锗γ谱仪测量高氡浓度的方法
基于高纯锗γ谱仪测量高氡浓度的方法龚蕾;单健;何正忠;吕丽丹【摘要】准确测量环境高浓度氡是评价高氡浓度场所氡年释放量及辐射危害的必要工作,通过基于高纯锗γ谱仪测量技术,利用特制的采样测量盒,建立了测量高氡浓度的方法及装置.实验结果表明:该测量方法探测效率为7.16×10-3,采样盒放于高纯锗探头表面条件下所对应的探测上限可达1×1011 Bq/m3,探测下限为5.5×104 Bq/m3;与闪烁室测氡方法进行了高氡浓度测量比对,两者相对偏差在2％以内.【期刊名称】《南华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(033)003【总页数】5页(P44-47,53)【关键词】高氡浓度;高纯锗γ谱仪;采样测量盒【作者】龚蕾;单健;何正忠;吕丽丹【作者单位】福建福清核电有限公司,福建福清350318;南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001;南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001;南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001;南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001【正文语种】中文【中图分类】X8370 引言在矿山通风不良的地下开采矿井中、矿井总排风口常会出现高氡浓度(氡浓度大于1×105Bq/m3)[1-2]，及时准确测定这些区域的高氡浓度是评价地表氡年释放量的必要工作。
在膜材料扩散系数和扩散长度的测量实验中，需要测试材料两面建立高达百万乃至上亿Bq/m3的氡浓度梯度，使穿透膜材料氡的数量达到可准确测量的水平[3-5]。
而为了准确计算氡在该种材料扩散系数，需要能准确测量出高氡浓度的方法及装置。
然而，现有常规监测手段在测量高浓度氡存在以下几个问题：一是高氡浓度值超出了大部分仪器的测量量程；二是高灵敏度氡浓度测量仪在测量高氡时，高计数率易导致仪器死时间的增加，测不出准确的测量值；三是采样器和探测器一体的氡测量仪器在长期高氡浓度测量中，氡扩散进入采样器或探测器材料分子间隙里，使得探测器污染问题严重[6]。
空气中放射性核素的γ能谱分析方法
空气中放射性核素的γ能谱分析方法1 范围本标准规定了高纯锗（HPGe）γ能谱仪测定空气中γ放射性核素组成及其活度浓度的方法，Ge（Li）探测器和碘化钠探测器可参照本标准执行。
本标准适用于空气中放射性核素的γ能谱分析。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 11713—2015 高纯锗γ能谱分析通用方法GB/T 11743—2013 土壤中放射性核素的γ能谱分析方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1气溶胶 aerosol固体或液体微粒物质在空气或其他气体介质中形成的气体分散体系。
含有放射性核素的气溶胶称为放射性气溶胶。
3.2空气取样器 air sampler利用抽吸的方法把气溶胶微粒或气态碘等收集或阻留在过滤介质上的装置。
3.3呼吸带 breathing zone操作人员的口腔和鼻孔附近的区域。
操作人员在完成规定任务的过程中，该处的空气经口和鼻吸入人体。
3.4个人空气取样器 personal air sampler工作人员个人佩带的空气取样器，用以得到有代表性的呼吸带的空气样品。
4 材料与设备4.1 空气采样系统空气采样系统主要包括空气取样器、流量测量与控制装置和抽气动力。
4.2 过滤介质应根据取样目的和采集对象，选用合适的过滤介质。
过滤介质的有效采样面积应与空气取样器采样窗面积相符。
本文件推荐常用的三种用途的过滤介质：a）超细玻璃纤维滤纸：用于采集气溶胶微粒；b）活性炭滤纸：用于采集气态元素态碘和气溶胶微粒；c）活性炭滤筒：用于采集气态有机碘化物。
4.3 流量测量与控制装置流量测量与控制装置宜具有即时流量显示、流量调节和采集体积累积等功能，流量测量装置应经法定计量单位标定，精度应好于5%。
4.4 抽气动力抽气动力应与流量控制装置联动实现流量调节和维持流量恒定功能。
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
用高纯锗_HPGe_谱仪测量天然放射性核素活度_彭崇
1.密封时间 国标在建材样品测量方法中规定：“当检验样品中天然 放射性衰变链基本达到平衡后，进行镭-226、钍-232、钾-40 比活度测量”。其中的“天然放射性衰变链基本达到平衡” 主要是考虑对226Ra比活度测量值的影响。在包括226Ra活度在内 的环境样品天然放射性核素的能谱分析中，绝大多数都采用 将所制备的待测样品密封6～7个222Rn的半衰期，约25d以上， 然后才采用谱仪进行测量。在样品装样密封后大约1周，样品 中226Ra比活度的变化幅度趋小，在样品密封2周后，天然放射 性 衰 变 链 基 本 达 到 平 衡 。 由 于 226Ra 与 222Rn 的 半 衰 期 分 别 为 1600a和3.82d，其平衡具有永久平衡的属性。通常认为，二 者达到平衡系数大于97%以上可认为其二者达到平衡。因此， 在检测过程中，密封时间未达到放射性平衡时，必需对测量 结果进行修正。 2.测量时间 样品测量时间应根据γ谱仪的本底、探测效率和样品测 量的类型以及对测量精度的要求和样品中放射性活度的高低 等确定。环境样品中放射性活度普遍较低，测量时间相对需 要较长。若测量时间太短，样品净计数统计误差偏大，测量 结果的分散性就大；但测量时间太长，则应兼顾考虑系统的 长期稳定性和经济效益。因此，最好先根据全能峰面积或所 感兴趣能区范围内的计数统计误差作初步判断。
能量多，探头输出的脉冲幅度越大。微机多道系统分析脉冲 的高度分布，就可以得出γ射线在闪烁体中沉积的能量的分 布，这就是闪烁体能谱仪测到的γ能谱。
总的来说，γ谱仪的主要作用是，通过能量测量说明是 哪一种放射性核素，通过强度测量说明放射性核素的含量。 由于γ射线在探测物质中沉积能量有多种方式，使得γ谱较 复杂。实际测量中γ射线的谱形是更加复杂的，其原因是除 了本底与干扰等因素的影响外，所测谱中含有多种能量的强 度不同的γ射线，这些γ射线的单能谱加在一起都在输出谱 形中出现，特别是能量很接近的γ射线，往往以重峰形式出 现，而强度弱的γ谱线又容易被强峰或本底所掩盖。复杂的 γ谱中往往包含几十条甚至上千条入射γ射线的信息。所以 对所测γ射线的能谱进行分析与处理是一个很重要的问题。
高纯锗探测器测量放射性活度
四、实验装置高纯锗探测器×1；高压电源×1；电脑（数据处理系统）×1；放射源152Eu（已知活度A=2.75×104Bq)；放射源241Am（未知活度）五、实验步骤1、高纯锗探测器的效率曲线图利用已知活度的放射源152Eu测量高纯锗探测器的效率曲线图：（1）将放射源152Eu置于高纯锗探测器中间，关闭好铅室门，在探测系统中点击“Acquire”，找到“MCB Properties”项，设置工作高压为2000V，测量时间Live time为600.00s（即10min），点击开始测量（2）找出放射源152Eu各个能量谱线的峰值和对应的分支比。
（3）待测量系统显示测量时间Live time达到设置值，找出放射源152Eu各个能量谱线的峰值对应的全吸收峰净面积S并记录。
（4）根据c=S/ ε η t ，单位：(Bq•s-1) 计算出每个能量谱线的峰值所对应的探测效率ε，做出探测器探测效率与能量的关系曲线。
2、计算得出放射源241Am的比活度（1）将放射源241Am置于高纯锗探测器中间，关闭好铅室门，探测器参数参见1部分步骤无需更改（测量时间：10min)，点击开始测量。
（2）找出放射源241Am的能量谱线峰值以及相应的分支比。
（3）待测量系统显示测量时间Live time达到设置值，找出放射源241Am能量谱线的峰值对应的全吸收峰净面积S并记录。
（4）根据所测得高纯锗探测器的效率曲线图找到241Am能量谱线的峰值能量对应的探测效率ε，根据c=S/ ε η t ，单位：(Bq•s-1) 计算出放射源241Am的放射性活度A.。
六、实验数据记录及问题分析1、高纯锗探测器的效率曲线图表1：放射源152Eu各项参数值根据上表数据，以能量为横坐标，探测效率为纵坐标，用Excel做出高纯锗探测器的效率曲线图，如图1：由图1可看出，探测器的探测效率与射线放射能量近似呈现乘幂函数关系，对实验曲线做乘幂拟合，得出其趋势线公式为y=2512.7x^(-1.0268)该趋势线的R2为0.9509，近似于1，可见该趋势线可信度高。
高纯锗探测器原理
高纯锗探测器原理
高纯锗探测器是一种用于测量辐射粒子的探测器。
它基于高纯度的锗晶体制成，并通过电场和电子学设备来测量辐射粒子的能量和位置。
高纯锗探测器的原理可以简单地描述为以下几个步骤：
1.能量沉积：当辐射粒子穿过高纯锗晶体时，它会与晶体中的原子发生相互作用，转移能量给晶体。
这个过程称为能量沉积。
2.电子孔对产生：能量沉积激发了晶体中的电子和空穴。
由于锗晶体的能带结构，激发的电子和空穴会在能带中移动，生成电子空穴对。
3.弹移：电子空穴对在电场的驱动下，以不同的速度向晶体的阳极和阴极移动。
电子和空穴的移动速度在锗中不同，这使得它们在时间上有所区分。
4.电荷收集：电子空穴对到达阳极和阴极后，会被电子学设备收集和放大。
这个过程产生的电荷脉冲波形可以用来测量电子空穴对的能量和位置。
5.能量测量：通过测量电荷脉冲的幅度可以获得辐射粒子的能量信息。
高纯锗探测器有很好的能量分辨率，能够区分能量非常接近的辐射粒子。
6.位置测量：通过测量到达阳极和阴极的电荷脉冲之间的时间差，可以确定辐射粒子在晶体中的位置。
高纯锗探测器的位置分辨率很高，可以精确测量细小区域的辐射。
总结起来，高纯锗探测器利用锗晶体的能带结构和电场来测量辐射粒子的能量和位置。
通过能量沉积、电子孔对产生、弹移、电荷收集等过程，可以获得辐射粒子的能量和位置信息。
它是一种重要的辐射探测器，在核物理、天体物理等领域有广泛的应用。
高纯锗_谱仪活度测量标准装置_谭金波
第21卷 第3期2000年7月 计 量 学 报ACTA M ET RO LOG ICA SIN ICA V ol .21,№3 July ,2000文章编号:1000-1158(2000)03-0232-07高纯锗γ谱仪活度测量标准装置谭金波,李彦禄,徐春长(中国计量科学研究院,北京100013)摘要:介绍高纯锗γ谱仪活度测量标准装置的效率刻度、性能检验和对测量误差的详细分析。
在59～1408keV 能量范围和3.7×103～3.7×105Bq 活度范围内,本标准装置测量30多种常用放射性核素活度的扩展不确定度为1.4%～5.0%。
关键词:高纯锗γ谱仪;效率刻度;活度中图分类号:T B98 文献标识码:A收稿日期:1999-07-30;修回日期:1999-09-041 引言锗γ谱仪是放射性核素活度测量的重要工具,在核工业、国防、科研、环境监测和卫生防护等部门得到广泛的应用。
但锗γ谱仪是相对测量装置,其量值有赖于用标准源进行刻度。
为了在γ谱测量领域开展量值传递,我们于八十年代初期开始进行锗γ谱仪计量学性能的研究[1],利用进口的SCORPIO -3000Ge (Li )谱仪系统建立了我国第一台锗γ谱仪活度测量标准装置。
但是,随着电子仪器的老化,Ge (Li )探测器性能变坏和多道计算机系统性能的落后,原标准已不能满足科研和检测工作的需要,因此,我们对原标准进行了技术改造。
本文叙述对改造后的高纯锗(HPGe )γ谱仪标准装置所做的工作。
2 标准装置改造后的高纯锗(HPGe )γ谱仪标准装置方框图如图1所示。
除多道分析器卡和计算机外均为美国CANBERRA 公司的产品。
P 型同轴HPGe 探测器的能量分辨率为1.84keV ,相图1 谱仪系统方框图对效率为20%(对60Co 的1332keV γ射线)。
探测器上配有自己设计加工的点源测量支架,源可以放在离探测器表面10、15、20和25cm 的位置,源轴向位置的重复性为0.1mm 。
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四、实验装置
高纯锗探测器×1；高压电源×1；电脑（数据处理系统）×1；放射源152Eu（已知活度A=2.75×104Bq)；放射源241Am（未知活度）
五、实验步骤
1、高纯锗探测器的效率曲线图
利用已知活度的放射源152Eu测量高纯锗探测器的效率曲线图：
（1）将放射源152Eu置于高纯锗探测器中间，关闭好铅室门，在探测系统中点击“Acquire”，找到“MCB Properties”项，设置工作高压为2000V，测量时间Live time为600.00s（即10min），点击开始测量
（2）找出放射源152Eu各个能量谱线的峰值和对应的分支比。
（3）待测量系统显示测量时间Live time达到设置值，找出放射源152Eu各个能量谱线的峰值对应的全吸收峰净面积S并记录。
（4）根据c=S/ ε η t ，单位：(Bq•s-1) 计算出每个能量谱线的峰值所对应的探测效率ε，做出探测器探测效率与能量的关系曲线。
2、计算得出放射源241Am的比活度
（1）将放射源241Am置于高纯锗探测器中间，关闭好铅室门，探测器参数参见1部分步骤无需更改（测量时间：10min)，点击开始测量。
（2）找出放射源241Am的能量谱线峰值以及相应的分支比。
（3）待测量系统显示测量时间Live time达到设置值，找出放射源241Am能量谱线的峰值对应的全吸收峰净面积S并记录。
（4）根据所测得高纯锗探测器的效率曲线图找到241Am能量谱线的峰值能量对应的探测效率ε，根据c=S/ ε η t ，单位：(Bq•s-1) 计算出放射源241Am的放射性活度A.。
六、实验数据记录及问题分析
1、高纯锗探测器的效率曲线图
表1：放射源152Eu各项参数值
根据上表数据，以能量为横坐标，探测效率为纵坐标，用Excel做出高纯锗探测器的效率曲线图，如图1：
由图1可看出，探测器的探测效
率与射线放射能量近似呈现乘幂
函数关系，对实验曲线做乘幂拟
合，得出其趋势线公式为
y=2512.7x^(-1.0268)
该趋势线的R2为0.9509，近似于1，
可见该趋势线可信度高。
观察曲线图可看出当能量在
200keV与300keV之间和400keV
与700keV之间时，实验曲线与拟
合趋势线符合的不太好，推测原因
为：在计算各项能量对应的探测效
率时并没有把全吸收峰净面积的误差值计算进去，并且当能量为244.6keV，411.0keV和443.9keV时，在该能量区间，康普顿散射发生几率占主导地位，实验环境中康普顿散射本底大，且此时分支比仅为28%，7%和18%，此时该放射源γ光子的发射几率很小，因此对探测器探测造成了一定影响，故出现了较大的偏差。
2、计算得出放射源241Am的放射性活度
表2：放射源241Am各项参数值
当能量为59keV时，根据图1中的趋势线可知，将x=59keV代入y=2512.7x^(-1.0268)即可得此时的探测效率ε=38.18.
由c=S/ ε η t以及A=ct可知A=S/ ε η,即A=308905/（38.18×35.7%）=2.27×104Bq。
由于在计算并测绘高纯锗探测器效率曲线图和利用A=S/ ε η计算放射性活度时并没有考虑全吸收峰净面积的误差值，故计算所得241Am放射性活度存在一定的误差。
七、实验结果
1、利用利用已知活度的放射源152Eu测量高纯锗探测器的效率曲线图如图1所示：探测器的探测效率与射线放射能量近似呈现乘幂函数关系，其趋势线公式为y=2512.7x^(-1.0268)，该趋势线的R2为0.9509，近似于1，可见该趋势线可信度高。
2、当能量在200keV与300keV之间和400keV与700keV之间时，实验曲线与拟合趋势线符合的不太好，推测原因为：在计算各项能量对应的探测效率时并没有把全吸收峰净面积的误差值计算进去，并且当能量为244.6keV，411.0keV和443.9keV时，康普顿散射发生几率占主导地位，实验环境中康普顿散射本底大，且此时分支比仅为28%，7%和18%，此时该放射源γ光子的发射几率很小，因此对探测器探测造成了一定影响，故出现了较大的偏差。
3、利用测得的高纯锗探测器探测曲线图计算出对于能量为59keV的241Am的探测效率为38.18，其放射性活度为2.27×104Bq，计算所得241Am放射性活度存在一定的误差。
八、思考题
1、高纯锗探测器的效率曲线图先高后低的原因分别是什么？
当γ射线进入探测器灵敏体积内时会与探测介质发生相互作用。
当其能量小于1022keV 时，主要为光电效应以及康普顿散射，当其能量大于1022keV时还会发生电子对效应。
对于灵敏体积不大的高纯锗探测器，对吸收峰内的脉冲计数贡献主要来自光电效应，因此，当能
量逐渐增加时，发生光电效应的概率就逐渐减小，同时康普顿散射的概率也越来越大，这对吸收峰内的脉冲计数产生了一定程度的影响，由于探测效率是由c=S/ ε η t以及A=ct计算得到，即在探测时间，活度一定的情况下，探测效率的大小与全吸收峰净面积的大小成正比，因此，随着能量的增长，对吸收峰内的脉冲计数产生了影响使其减少，对探测效率的测得也相应减小。
2、影响探测器效率大小的因素有哪些？他们的理论计算是怎样的？
（1）几何条件：只有对着探测器的灵敏体积发射的那个立体角内的射线才有可能被记录（不考虑散射的影响）
（2）物质减弱因子。
射线从放射源发出往往要穿过源的包装材料、空气和探测器的外壳等才能到达灵敏区。
不用射线在这些材料的穿透程度也不同。
（3）作用概率：射线达到灵敏区后与探测介质发生相互作用。
探测介质的材料与尺寸不同，产生次级带电粒子的概率也不同，因而探测效率也不同。
（4）记录效率：1）在探测元件中形成信号不一定会被记录下来：对电信号形成的脉冲信号必须高于探测系统所设置的阈值，而阈值的高低又跟噪声有关，并且，探测系统存在死时间也会缺失一部分计数。
2）探测系统有时只做选择的测量：只探测γ射线下面的全能峰下面的计数等等。
3）探测条件不一样，各种因素的影响也不同：比如测量低能粒子时。
探测器的噪声影响比较大，而测量高能粒子时探测系统的分辨时间又是一大问题。
有上述影响因素，因此提出将探测效率分为两大类：源探测效率和本征探测效率。
源探测效率（绝对探测效率）：εs=记录脉冲数/ 放射源发射的粒子数（或γ光子数）
——与上述四种影响因素有关
本征（探测）效率：εin=记录脉冲数/ 射到探测器灵敏体积内的粒子数（或γ光子数）
——与几何条件无关当只记录全能峰对应的计数时，此时的探测效率称为峰探测效率，亦可分为源峰探测
效率εsp和本征峰探测效率εinp:
εsp=全能峰内的计数/ 放射源发射的光子数
εinp=全能峰内的计数/ 射到探测器灵敏体积内的光子数
九、成绩评定。