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高純鍺（HPGe）γ能譜儀結(jié)構(gòu)和工作原理
閱讀：14247 發(fā)布時(shí)間：2020-4-12
高純鍺（HPGe）γ能譜儀廣泛應(yīng)用于核能,、核物理研究、輻射環(huán)境監(jiān)測,、核安全,、食品安全以及地質(zhì)勘探等領(lǐng)域。高純鍺能譜儀由高純鍺探測器,、低溫恒溫器,、屏蔽室、數(shù)字化譜儀,、多功能譜分析軟件等組成,，是一款用于放射性核素定性定量分析的設(shè)備。具有高能量分辨率,、16K道的信號(hào)處理系統(tǒng),、可靠的本底屏蔽能力,、集數(shù)據(jù)獲取與分析于一體的譜分析軟件等特點(diǎn),。
高純鍺（HPGe）γ能譜儀探測器結(jié)構(gòu)：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(zhì)上就是一個(gè)大的反轉(zhuǎn)二極管,。為了放大信號(hào),，需要連接二極管和進(jìn)行信號(hào)處理的電子學(xué)線路，在晶體上做出兩個(gè)接觸極,。晶體上的電接觸具有兩極：較厚的鋰擴(kuò)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?yàn)榇藰O是金屬鋰擴(kuò)散到晶體中所形成的,，厚度可控制在幾百微米的量級(jí),。晶體能夠被切割成任意形狀,，然而晶體（二極管）內(nèi)部的電場分布很重要，這點(diǎn)使得具有實(shí)用價(jià)值的晶體形狀被限制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面探測器,。?根據(jù)所用材料類型的不同(N型或者P型),，接觸極是不同的。對于P型探測器,，較厚的鋰擴(kuò)散極在探測器的外表面而薄的離子注入極在內(nèi)表面,。對于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(jìn)入靈敏區(qū),，產(chǎn)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(fù)兩極漂移、被收集,，在輸出電路中形成脈沖電信號(hào)半導(dǎo)體探測器中的電子－空穴對稱為探測器的信息載流子,。多道脈沖幅度分析器（MCA）是處理脈沖信號(hào)幅度分布的儀器。它把脈沖信號(hào)按幅度的大小進(jìn)行分類并記錄每類信號(hào)的數(shù)目,。主要由模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）,、地址編碼器和存儲(chǔ)器構(gòu)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沖信號(hào),，輸入到ADC,，轉(zhuǎn)化成數(shù)字表示，進(jìn)入編有地址的存儲(chǔ)器中每個(gè)地址存儲(chǔ)器為一道,，設(shè)有一個(gè)計(jì)數(shù)器,。每存一次使該道讀數(shù)加一，測量完成后根據(jù)不同道數(shù)的計(jì)數(shù)顯示的二維譜線即為能譜圖,。