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可携式就地HPGeγ谱仪的刻度及初步应用
摘要：
可携式就地HPGeγ谱仪在实际应用中需进行刻度等工作。本文介绍了HPGeγ谱仪的刻度原理、方法与步骤，并针对可携式就地HPGeγ谱仪的特点，探讨了其刻度的实现方法。同时，文章还介绍了可携式就地HPGeγ谱仪的初步应用结果，展示了其在环境监测领域的应用前景。
关键词：可携式就地HPGeγ谱仪，刻度，应用
1.简介
HPGe(高纯锗)是目前被广泛应用于γ谱测量的探测器，其能够确保很高的能量分辨率，具备优异的能量测量性能。近年来，由于人们对环境及食品安全的日益关注，对探测器在环境监测领域的应用也越来越广泛。为了便于实地应用，在一些环境监测及核素检测中，对更加轻便的可携式就地HPGeγ谱仪的需求也日益增加。
2.刻度
HPGe探测器的刻度即是将仪器的响应（指仪器输出的电压）与入射粒子能量之间建立定量关系，一般采用能量源与放射源两种刻度方法进行。其中，能量源刻度是通过测量多种能量的射线源谱，建立探测器的响应函数，达到对能量信号进行校准的目的，常用于对高能量射线探测器的刻度；放射源刻度是通过测量已知放射源的谱线，来建立谱线与信道之间的关系，达到对低能量γ谱仪的刻度目的。
2.1能量源刻度
由于可携式就地型HPGe谱仪通常探测范围都较窄，为了避免源光子与背景γ辐射混杂，需要选择粒子能量较窄的射线源进行刻度。越窄的能量区间刻度的精度越高，但是，因测量数据点少，随机误差较大，但可以通过多次测量及平滑处理来提高精度。根据实际情况对刻度点的选择要避免光子相互作用效应，以及选择空气本底较小时段进行刻度以确保精度。
2.2放射源刻度
由于可携式就地型HPGe谱仪通过其轻便、方便的特点，主要用于现场测试应用，对放射源刻度相对于实验室更为实际，其中铊源可能是实际应用中最常用的放射源之一。针对无法提供稳定基准放射源条件的实际应用情况，可通过同时进行基准源与实际放射环境下的放射源测量，使得仪器的刻度与环境实际符合，提高放射源刻度精度。
3.刻度步骤
无论是能量源刻度还是放射源刻度，刻度工作步骤一般包括以下内容。
3.1探测器前处理
将探测器前端收集到的电荷信号获得放大和模拟处理后，获得仪器输出的电压信号，进行实测计数率。
3.2数据处理
在实际应用中，数据处理一般采用计算机控制。将高纯锗探测器所获得的伽马射线返回脉冲进行采集、放大、滤波处理、建立自动门限和放大器输出信号，实现高能量分辨率和高效量测量的目的。常用的数据处理软件包括Genie2000、GammaVision等。
3.3刻度曲线拟合
通过测量射线源的能谱以及实际放射环境下的放射源的能谱等数据，进行曲线拟合，得到双折线校准函数。其中，测量γ能谱线有两种方法：测量单个能量谱线以得到谱线信息及其位置，采用线性回归方法得到每个信道对应的能量值；测量包含多个谱线的混合谱线时，通过傅里叶变换分离谱线，采用高斯峰拟合方法得到谱线信息及其位置。
3.4检验数据及验证
对刻度所得数据进行分析和检验，以验证刻度曲线的正确性，确保谱仪的准确性和可靠性，为实际应用做好准备。
4.可携式就地HPGeγ谱仪的刻度
因可携式就地HPGeγ谱仪的特点，即使用场合常为现场、散状、未预先准备，并且刻度过程不可依赖于标准掺杂物或放射源，因此，刻度会受到更多的误差和影响。另外，其轻便、灵活的特点也决定了可以按需修改仪器刻度曲线，同时，对测量时间、条件等细节也提出了更高的要求。
可携式就地HPGeγ谱仪的刻度可根据实际应用需求，选择相应的放射源，以及根据单次测量、重复监测等不同场景，采取不同的刻度方法。实际应用中，可依据实际需求，选择更加灵活、方便、精确的刻度方法。
5.可携式就地HPGeγ谱仪的应用
可携式就地HPGeγ谱仪可对范围内的复杂环境及物质进行检测分析。在实际应用中，可携式就地HPGeγ谱仪通常对辐射污染环境、核素检测、妇女儿童食品安全检测等进行分析，具有测量简便、无需取样、高可靠性、非破坏性等特点。在应对辐射事件、分析污染性质、对食品安全检测、核素现场检测等方面得到广泛应用。
6.结论
可携式就地HPGeγ谱仪的刻度可根据实际需求，采用不同的刻度方法，且基于循序渐进的步骤保证了刻度精度和可靠性。同时，其具有的便于就地检测、非破坏性、广泛应用等特点，为环境监测及食品安全等多领域提供了强有力的支持，具有较广阔的应用前景。