
綜述:
隨著非動力核技術(shù)廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)。對于人們來說,放射性核素再也不是遙不可及的神秘物質(zhì)。近年來,核與輻射事故頻發(fā),核反恐形勢不斷加劇,高性能手持式核素識別儀器成了各領(lǐng)域的需求熱點(diǎn)。
在應(yīng)用需求的推動下,手持式核素識別儀器技術(shù)領(lǐng)域有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。尤其高純鍺核素識別儀器(HPGe)的小型化,徹底改變了放射性核數(shù)識別長期依賴碘化鈉(NaI)探測器的局面。使得基于高純鍺的核素識別成為該類型設(shè)備的黃金標(biāo)準(zhǔn)“Golden standard”。
作為放射性物質(zhì)擴(kuò)散及國土安全防護(hù)的重要職能部門——出入境檢驗(yàn)檢疫,國家輻射管理部門等。對設(shè)備也提出了更高的要求。基于HPGe的手持式核素識別儀,在小型化,電制冷化方便的不斷發(fā)展,完全克服了傳統(tǒng)HPGe譜儀使用上的限制。真真正正的成為了一種巡查利器,使得過去的不可能變成了現(xiàn)在的可能。
核素識別的基本原理:
不同的放射性核素衰變時(shí),產(chǎn)生具有“指紋”特征的Gamma射線。核數(shù)識別儀通過對發(fā)射出的Gamma射線進(jìn)行測量,數(shù)據(jù)獲取。最終形成能譜,通過對能譜的分析,根據(jù)能譜中所展示的特征能量與核素庫(核素指紋庫)中的能量進(jìn)行對比,從而準(zhǔn)確識別出對應(yīng)的放射性核素。
面臨的問題:
環(huán)境水平下的低活度有害放射性物質(zhì)篩查
帶有偽裝的特殊核材料走私
“臟彈”威脅
重大集會的核反恐
核材料擴(kuò)散等
放射性核輻射因?yàn)槠淇床灰,摸不著的特性。手持式核素識別儀成了唯一能夠發(fā)現(xiàn)威脅的核心設(shè)備。但在面對這些不確定的,復(fù)雜的威脅的時(shí)候。傳統(tǒng)的基于閃爍體探測器(NaI,Labr)的手持式核素識別儀,因?yàn)檩^差的核素識別能力,通過一些簡單的手段就能夠被有效欺騙。所以傳統(tǒng)的基于閃爍體探測器的手持式核素識別儀已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的不能應(yīng)付我們需要面對的威脅。
核心性能—核素識別能力:
作為該類儀器最重要的性能指標(biāo)——能量分辨率(FWHM:全能峰半高寬),它表征了 探測器對于不同能量射線的分辨能力,也代表了核素識別的準(zhǔn)確性。是基于能譜分析核素識別儀器最重要的性能指標(biāo)。對于目前廣泛采用的探測器類型來講:LaBr(溴化鑭)閃爍體探測器分辨率好于NaI(碘化鈉)探測器,提升分辨率一倍。HPGe(高純鍺)探測器分辨率好于LaBr探測器,提升20倍以上。因?yàn)镠PGe探測器無與倫比的分辨率性能,使其成為手持式核素識別儀器的黃金標(biāo)準(zhǔn)“Golden Standard“。
性能的提升:
以Ba133為例,Ba133是一種較為常見的工業(yè)用放射性核素。如果我們用NaI譜儀和HPGe譜儀去測量Ba133核素發(fā)射的射線,我們可以得到如右圖所示的兩個(gè)能譜,采用NaI譜儀時(shí),只能看到兩個(gè)峰,而HPGe可以將所有能峰清晰展示。使我們可以準(zhǔn)確的分辨目標(biāo)核素為Ba133.
做為特殊核材料走私的慣用手段之一,對特殊核材料進(jìn)行偽裝,已達(dá)到欺騙識別設(shè)備的目的。我們在Ba133放射性核素中混入需要攜帶會運(yùn)輸?shù)奶厥夂瞬牧螾u。用同樣的設(shè)備進(jìn)行測量時(shí),我們會得到下圖的兩個(gè)能譜。
從圖中所探測器到的能譜來判斷的話,基于NaI的手持式設(shè)備只能給出Ba133的識別結(jié)果。
而基于HPGe的核素識別儀可以精確 的識別高風(fēng)險(xiǎn)材料Pu。真真正正的做到讓任何威脅都無處遁形。
設(shè)備應(yīng)該具備的特性:
精準(zhǔn)的核素識別能力(超高的能量分辨率)
高靈敏度
體積小巧,重量輕
可獨(dú)立工作,無需任何外部輔助
優(yōu)秀先進(jìn)的自動分析能力,對操作人員無要求
能夠適應(yīng)各種環(huán)境及應(yīng)用的要求
Detective 100——手持式放射性核素識別儀:
大晶體: 直徑65mm,厚度50mm
晶體類型:P型同軸高純鍺晶體
強(qiáng)大的通訊能力 — 支持802.11 a/b/g無線網(wǎng)絡(luò),USB
He3中子探測器選項(xiàng)
支持大容量存儲卡
可完全脫離計(jì)算機(jī)工作
工作溫度范圍:-10度 到 40度
開機(jī)自動運(yùn)行
運(yùn)行模式:
搜尋模式
特殊核材料識別模式
核素識別模式
譜測量模式
創(chuàng)新點(diǎn):
1、創(chuàng)新的使用了最新型號的高效斯特林制冷機(jī) 2、在最小的空間內(nèi)高度集成了整套譜儀系統(tǒng)所需的全部部件 3、采用了獨(dú)有的光纖式探測器進(jìn)行中子測量
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