高纯锗(HPGe)辐射探测器

基于半导体的辐射探测器已经有半个多世纪的历史,最初的产品基于锂漂移的锗Ge(Li)和锂漂移的硅Si(Li)。Ge(Li)后来被更先进的高纯锗(HPGe)探测器取代。

锗半导体辐射探测器需要低温冷却。为了支持各种计数几何形状,从标准LN2系统到高级机电低温冷却器(如ICS™)的各种冷却选项。

采用这些技术的 HPGe辐射探测器在全球范围内被广泛应用于核结构物理等各种应用,以防止在世界上最大的商业港口贩运非法核材料。

低温恒温器、杜瓦瓶、低温恒温器/杜瓦瓶组件和电冷却

所有HPGe辐射探测器都需要冷却到低温,才能正常运行。这通常使用液态制冷剂,最常见的是液氮(LN2)或使用电冷却器来完成。

ICS(Integrated Cryocooling Systems集成低温冷却系统)使用经行业验证的斯特林制冷器,比脉冲管设计更高效、更可靠。提高效率意味着改善冷却性能,同时减少产生的热量并降低功耗。冷却器平均无故障时间(MTTF)超过200,000小时。

提供全套低温冷却解决方案,以满足客户应用的多样化要求。这些解决方案包括静态和循环LN2操作,以及各种电低温冷却器。

有关每种解决方案的详细信息,请从下表中进行选择。

电制冷选件
  
斯特林压缩机

用于PopTop和Streamline型HPGe辐射探测器的集成电冷却系统,采用最新一代的制冷技术,可提供无LN2操作。

     

除前端电子设备外,密封的HV滤波器和电荷灵敏的混合前置放大器电路都是位于PopTop封装内辐射探测器组件的后面。它们位于真空室外,处于室温下。

Exploded View of ORTEC PopTop Radiation Detector Capsule

HV滤波器的长时间常数可确保将电压逐渐施加到辐射探测器上。这可以保护FET免受电压尖峰的影响。冷态时,HPGe辐射探测器都可以接通全偏置电压,而不会有损坏FET的风险。
对于高计数率(>75 kcps)下的同轴辐射探测器,反馈电路用结型晶体管取代反馈电阻,当输入FET栅极电压超过某一阈值电压时,将接通结型晶体管。这将输入FET栅极电压重置为零。这种类型的前置放大器称为晶体管复位前置放大器(TRP)。对于小型辐射探测器,电子设备的最佳分辨率低于50 keV,反馈电路包含一个LED,它通过类似于TRP的机制使用光(非电子开关)将输入FET栅极的电压重置为零。这种前置放大器[可通过特殊订单订购的脉冲光学反馈(POF)]可实现超低噪声性能,因为反馈电阻无穷大(与电阻反馈相反),并且输入FET栅极上的电容不会因结型晶体管(与TRP一样)的集电极对地电容的增加而增加。高反馈电阻和低电容是降低噪声性能的关键。

RA-GEM P型同轴高纯锗(HPGe)辐射探测器

RA-GEM辐射探测器是一款P型同轴HPGe探测器,适用于~40 keV及以上典型能量范围的γ能谱测量。

RA-GEM系列探测器特征:

  • 效率达150%,还可应要求提高。
  • 出色的能量分辨率和峰值对称性。
  • SMART偏压选件。
  • 恶劣环境(-HE)选件。
  • 低本底碳纤维端盖选件。
  • 外加前置放大器选件适用于超高计数率应用。
  • 广泛的配置灵活性,PopTop、Streamline和机械冷却选项。
  • 斯特林制冷器

     

     

    1产品简介

    该机型采用静压气体轴承支撑技术消除活塞磨损,设计寿命可达 12 万小时以上; 采用高效压缩机技术和高效回热技术,COP 大于 6%@77K;通过单个直线压缩机驱 动,采用气体轴承结构消除支承部件,对制冷机结构进行紧凑性设计,制冷冷量重量 比大于 4.2W/kg@80K;采用多臂板簧的自适应被动减振技术和高效散热技术,产品 满足军标环境适应性要求。

    2产品功能

    为各种类型的器件和系统提供 35K-240K 低温环境。

    3产品特点

     

    体积高、重量小、重量轻,寿命长。目前国际上冷量最大、效率最高、体积最小、 重量最轻和寿命最长的小型斯特林制冷机。

    4应用领域

    高温超导接收前端、低温斯特林冰箱、微型制氮机、制氧机、冷光学滤光片、锗 探测器、阿尔法磁谱仪、高光谱成像仪、射电望远镜阵列、通讯基站等领域的冷却。