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康普(pu)頓抑制系統可減(jian)少低本(ben)底(di)計(ji)數系(xi)統的(de)康(kang)普頓平(ping)臺高(gao)度(du)，從(cong)而(er)提高(gao)最小(xiao)可(ke)檢(jian)測活(huo)度(du)和(he)整(zheng)體(ti)譜(pu)質(zhi)量 - 特別(bie)適用於小(xiao)體(ti)積樣品，如空氣濾(lv)紙和培養皿(min)。
康普頓抑制系統基(ji)礎
在典型的(de)低(di)本底(di)應(ying)用系統中，為了降低(di)計(ji)數系(xi)統部(bu)件（探(tan)測器、鉛屏蔽和屏(ping)蔽室內的(de)空(kong)氣）的(de)固(gu)有放射(she)性，我們付出(chu)了極(ji)大的(de)努力。在高(gao)純(chun)鍺譜系統中，這(zhe)些(xie)低本底(di)測量系(xi)統，更多的(de)我們傾向於較(jiao)少(shao)宇(yu)宙(zhou)射(she)線本底(di)和(he)自然(ran)環(huan)境(jing)本底(di)。
康(kang)普頓抑制系統是為了降低(di)這些(xie)典型計(ji)數系(xi)統中的(de)平(ping)臺計(ji)數而(er)設(she)計(ji)。雖(sui)然(ran)低(di)本底(di)系(xi)統去(qu)除(chu)了大部(bu)分增加(jia)的(de)本(ben)底(di)來(lai)源，但(dan)他們並沒(mei)有解(jie)決峰(feng)下(xia)連續(xu)譜的(de)貢(gong)獻：康普頓散射(she)事(shi)件。康(kang)普頓散射(she)發生在入射(she)光(guang)子(zi)的(de)全(quan)部(bu)能量未被(bei)HPGe探(tan)測器吸(xi)收的(de)情(qing)況(kuang)下，而(er)離(li)開(kai)探(tan)測器的(de)部(bu)分能量(liang)無法計(ji)算。在(zai)伽馬射(she)線能譜中(zhong)，這個(ge)部(bu)分計(ji)數出(chu)現在(zai)康普頓連續(xu)平(ping)臺的(de)峰(feng)壹(yi)下(xia)，屬於隨(sui)機(ji)事(shi)件。
峰(feng)高(gao)度(du)與康普(pu)頓連續(xu)譜平(ping)均(jun)高(gao)度(du)的(de)比(bi)值稱為峰(feng)康(kang)比(bi)（P/C）。在(zai)標(biao)準(zhun)的(de)HPGe探(tan)測器中(zhong)，Co60的(de)1.33MeV的(de)峰(feng)康(kang)比(bi)通常(chang)在40：1到(dao)60：1之間，較(jiao)大的(de)探(tan)測器的(de)峰(feng)康(kang)比(bi)可(ke)以(yi)接近(jin)100：1。
因(yin)為逃(tao)逸的(de)能(neng)量是以光(guang)子(zi)的(de)形(xing)式發(fa)射(she)，所以有(you)可(ke)能用另壹(yi)個(ge)探(tan)測器來(lai)收集這個(ge)射(she)線。這通常(chang)是用壹(yi)種(zhong)比較(jiao)便(bian)宜的(de)材料（如NaI）制作(zuo)的(de)大晶體(ti)來(lai)實(shi)現，成為符(fu)合(he)探(tan)測器。通過(guo)將HPGe和(he)符(fu)合(he)探(tan)測器中(zhong)的(de)計(ji)數事(shi)件通過(guo)時(shi)間電(dian)子(zi)學(xue)相(xiang)關(guan)聯，符(fu)合(he)探(tan)測器中(zhong)計(ji)數時(shi)間可(ke)用於判別(bie)丟(diu)棄HPGe探(tan)測器中(zhong)同時(shi)發(fa)生的(de)計(ji)數事(shi)件。其結果是實(shi)現對(dui)康(kang)普(pu)頓平(ping)臺的(de)壓(ya)制。在康(kang)普頓抑制系統中，使用60%相(xiang)對(dui)效率(lv)的(de)N型(xing)探(tan)測器可(ke)獲(huo)得超(chao)過(guo)1300：1的(de)峰(feng)康(kang)比(bi)。這(zhe)將導(dao)致(zhi)平(ping)臺高(gao)度(du)降(jiang)低(di)約10倍(bei)，MDA值降(jiang)低(di)超過(guo)3倍(bei)。
康普(pu)頓抑制系統中HPGe探(tan)測器的(de)選(xuan)擇要素
康(kang)普(pu)頓抑制系統的(de)有(you)效性(xing)取決於對HPGe探(tan)測器散射(she)出(chu)來(lai)的(de)光(guang)子(zi)的(de)收集能力。因為光(guang)子(zi)和它所遇(yu)到(dao)的(de)每壹(yi)種(zhong)材料都有(you)發(fa)生相(xiang)互(hu)作(zuo)用的(de)可(ke)能型(xing)，所以在(zai)HPGe晶(jing)體(ti)的(de)有(you)效體(ti)積和符合(he)探(tan)測器晶(jing)體(ti)之(zhi)間必(bi)須(xu)使用盡可能少(shao)的(de)材料。有關(guan)材料包括：
熟(shu)悉(xi)低本(ben)底(di)探(tan)測器的(de)用戶會註意(yi)到(dao)，鎂端蓋(gai)，銅端(duan)蓋(gai)和(he)銅質(zhi)晶體(ti)支(zhi)撐杯通常(chang)用於低本底(di)探(tan)測器。雖(sui)然(ran)傳統的(de)想法認為康(kang)普(pu)頓抑制系統是超低(di)活(huo)度(du)樣(yang)品測量的(de)解(jie)決方案(an)，但(dan)事(shi)實(shi)並非(fei)如此。通過(guo)在探(tan)測器結構中(zhong)使用這些(xie)材料，總體(ti)效(xiao)果(guo)是降低(di)康(kang)普頓抑制系統的(de)性(xing)能（也就是降低(di)峰(feng)康(kang)比(bi)）。所以在(zai)康(kang)普頓抑制系統中，取(qu)舍(she)是非(fei)常(chang)重要的(de)。
康(kang)普頓抑制系統中其他(ta)的(de)重(zhong)要部(bu)件
為了能夠(gou)同時(shi)探(tan)測到(dao)從高(gao)純(chun)鍺探(tan)測器散射(she)到(dao)NaI環或(huo)塞型(xing)探(tan)測器中(zhong)的(de)康(kang)普頓散射(she)射(she)線，並使得(de)康普(pu)頓平(ping)臺高(gao)度(du)最小(xiao)化，正(zheng)確的(de)電(dian)子學(xue)設(she)置(zhi)是非(fei)常(chang)重要的(de)。歷(li)，ORTEC提供(gong)了壹(yi)個(ge)基(ji)於(yu)NIM插件電(dian)子(zi)學(xue)搭建的(de)模擬系(xi)統。隨著(zhe)數(shu)字化技(ji)術(shu)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)，ORTEC推(tui)出(chu)了數字(zi)式雙通道(dao)MCA。數(shu)字(zi)版本的(de)康(kang)普頓抑制系統在調(tiao)試(shi)的(de)復(fu)雜(za)性和(he)耗(hao)時(shi)方面(mian)得(de)到(dao)了大大的(de)降(jiang)低。
數(shu)字化版本的(de)CSS顯(xian)著的(de)減(jian)少了對電(dian)子學(xue)設(she)備(bei)的(de)要求(qiu)，使用了更少的(de)組(zu)件(jian)，更緊(jin)湊的(de)空(kong)間設(she)計(ji)。不(bu)再(zai)需(xu)要大型的(de)NIM機(ji)架(jia)。在不(bu)采(cai)用任何(he)NIM電(dian)子(zi)學(xue)的(de)情(qing)況(kuang)下，為了進壹(yi)步(bu)提高(gao)空間利(li)用率，ORTEC將原有的(de)盒式的(de)屏(ping)蔽體(ti)替(ti)換(huan)為更為整(zheng)體(ti)的(de)壹(yi)體(ti)化澆(jiao)築的(de)圓(yuan)柱形(xing)屏蔽體(ti)。屏(ping)蔽體(ti)厚(hou)度(du)為4英(ying)寸（10厘(li)米），內部(bu)高度(du)比(bi)傳統的(de)屏(ping)蔽體(ti)高(gao)4英(ying)寸（10厘(li)米）。重量(liang)只(zhi)有原有的(de)屏(ping)蔽體(ti)的(de)壹(yi)半(ban)，占地面(mian)積也是原有屏蔽體(ti)的(de)壹(yi)半(ban)。此外(wai)，圓柱(zhu)形(xing)的(de)屏(ping)蔽體(ti)的(de)頂部(bu)滑動(dong)開(kai)門(men)設(she)計(ji)，允(yun)許用於將符(fu)合(he)探(tan)測器安(an)裝(zhuang)在頂部(bu)的(de)屏(ping)蔽體(ti)中(zhong)。這(zhe)種(zhong)創(chuang)新的(de)做(zuo)法使得(de)樣品的(de)加(jia)載(zai)和(he)卸(xie)載大大的(de)簡化，只(zhi)需(xu)要壹(yi)個(ge)簡單的(de)步(bu)驟(zhou)即(ji)可完成，節省了時(shi)間。同時(shi)，也對每次(ci)加(jia)載(zai)和(he)卸(xie)載樣(yang)品時(shi)對(dui)探(tan)測器可(ke)能(neng)造(zao)成的(de)損(sun)傷降(jiang)到(dao)。從NaI環(huan)中移(yi)除(chu)塞型(xing)探(tan)測器，可(ke)以(yi)大大增加(jia)樣(yang)品測量空(kong)間，並且(qie)不(bu)需(xu)要犧牲(sheng)4-π覆蓋(gai)的(de)幾(ji)何(he)結構和(he)康普(pu)頓抑制性能(neng)。
在典型的(de)低(di)本底(di)應(ying)用系統中，為了降低(di)計(ji)數系(xi)統部(bu)件（探(tan)測器、鉛屏蔽和屏(ping)蔽室內的(de)空(kong)氣）的(de)固(gu)有放射(she)性，我們付出(chu)了極(ji)大的(de)努力。在高(gao)純(chun)鍺譜系統中，這(zhe)些(xie)低本底(di)測量系(xi)統，更多的(de)我們傾向於較(jiao)少(shao)宇(yu)宙(zhou)射(she)線本底(di)和(he)自然(ran)環(huan)境(jing)本底(di)。
康(kang)普頓抑制系統是為了降低(di)這些(xie)典型計(ji)數系(xi)統中的(de)平(ping)臺計(ji)數而(er)設(she)計(ji)。雖(sui)然(ran)低(di)本底(di)系(xi)統去(qu)除(chu)了大部(bu)分增加(jia)的(de)本(ben)底(di)來(lai)源，但(dan)他們並沒(mei)有解(jie)決峰(feng)下(xia)連續(xu)譜的(de)貢(gong)獻：康普頓散射(she)事(shi)件。康(kang)普頓散射(she)發生在入射(she)光(guang)子(zi)的(de)全(quan)部(bu)能量未被(bei)HPGe探(tan)測器吸(xi)收的(de)情(qing)況(kuang)下，而(er)離(li)開(kai)探(tan)測器的(de)部(bu)分能量(liang)無法計(ji)算。在(zai)伽馬射(she)線能譜中(zhong)，這個(ge)部(bu)分計(ji)數出(chu)現在(zai)康普頓連續(xu)平(ping)臺的(de)峰(feng)壹(yi)下(xia)，屬於隨(sui)機(ji)事(shi)件。
峰(feng)高(gao)度(du)與康普(pu)頓連續(xu)譜平(ping)均(jun)高(gao)度(du)的(de)比(bi)值稱為峰(feng)康(kang)比(bi)（P/C）。在(zai)標(biao)準(zhun)的(de)HPGe探(tan)測器中(zhong)，Co60的(de)1.33MeV的(de)峰(feng)康(kang)比(bi)通常(chang)在40：1到(dao)60：1之間，較(jiao)大的(de)探(tan)測器的(de)峰(feng)康(kang)比(bi)可(ke)以(yi)接近(jin)100：1。
因(yin)為逃(tao)逸的(de)能(neng)量是以光(guang)子(zi)的(de)形(xing)式發(fa)射(she)，所以有(you)可(ke)能用另壹(yi)個(ge)探(tan)測器來(lai)收集這個(ge)射(she)線。這通常(chang)是用壹(yi)種(zhong)比較(jiao)便(bian)宜的(de)材料（如NaI）制作(zuo)的(de)大晶體(ti)來(lai)實(shi)現，成為符(fu)合(he)探(tan)測器。通過(guo)將HPGe和(he)符(fu)合(he)探(tan)測器中(zhong)的(de)計(ji)數事(shi)件通過(guo)時(shi)間電(dian)子(zi)學(xue)相(xiang)關(guan)聯，符(fu)合(he)探(tan)測器中(zhong)計(ji)數時(shi)間可(ke)用於判別(bie)丟(diu)棄HPGe探(tan)測器中(zhong)同時(shi)發(fa)生的(de)計(ji)數事(shi)件。其結果是實(shi)現對(dui)康(kang)普(pu)頓平(ping)臺的(de)壓(ya)制。在康(kang)普頓抑制系統中，使用60%相(xiang)對(dui)效率(lv)的(de)N型(xing)探(tan)測器可(ke)獲(huo)得超(chao)過(guo)1300：1的(de)峰(feng)康(kang)比(bi)。這(zhe)將導(dao)致(zhi)平(ping)臺高(gao)度(du)降(jiang)低(di)約10倍(bei)，MDA值降(jiang)低(di)超過(guo)3倍(bei)。
康普(pu)頓抑制系統中HPGe探(tan)測器的(de)選(xuan)擇要素
康(kang)普(pu)頓抑制系統的(de)有(you)效性(xing)取決於對HPGe探(tan)測器散射(she)出(chu)來(lai)的(de)光(guang)子(zi)的(de)收集能力。因為光(guang)子(zi)和它所遇(yu)到(dao)的(de)每壹(yi)種(zhong)材料都有(you)發(fa)生相(xiang)互(hu)作(zuo)用的(de)可(ke)能型(xing)，所以在(zai)HPGe晶(jing)體(ti)的(de)有(you)效體(ti)積和符合(he)探(tan)測器晶(jing)體(ti)之(zhi)間必(bi)須(xu)使用盡可能少(shao)的(de)材料。有關(guan)材料包括：
| 應(ying)該選擇(ze)的(de)特(te)性 | 不(bu)應(ying)該選擇(ze)的(de)特(te)性 | |
| HPGe外(wai)部(bu)接觸級 | 超薄(bo)的(de)外(wai)部(bu)接觸級：使用壹(yi)個(ge)ORTEC Gamma-X (GMX) 探(tan)測器，N型(xing)晶(jing)體(ti)，外(wai)部(bu)的(de)接(jie)觸級(ji)厚(hou)度(du)只(zhi)有(you)0.3微(wei)米(mi)硼(peng)。 | 標(biao)準(zhun)P型(xing)探(tan)頭：P型探(tan)測器，比(bi)如GEM探(tan)測器和(he)優(you)化型(xing)GEM-M探(tan)測器，擁有壹(yi)個(ge)較厚(hou)的(de)外(wai)部(bu)接觸級（~600微米(mi)的(de)鋰(li)註入層(ceng)）。這(zhe)個(ge)接觸(chu)級是Gamma-X N型探(tan)測器的(de)接(jie)觸級(ji)厚(hou)度(du)的(de)三(san)倍(bei)。這會(hui)導致散射(she)射(she)線被(bei)阻(zu)擋的(de)概(gai)率(lv)大大增加(jia)。 能(neng)量(liang)延展(zhan)P型(xing)高(gao)純(chun)鍺探(tan)測器：能(neng)量(liang)延展(zhan)P型(xing)探(tan)測器，如優(you)化型(xing)GEM-C，只(zhi)有在(zai)探(tan)測器前端(duan)擁有超(chao)薄(bo)的(de)入射(she)窗(chuang)。但(dan)側面(mian)被(bei)較(jiao)厚(hou)的(de)鋰(li)離(li)子(zi)註入層(ceng)包裹(guo)，所以標(biao)準(zhun)的(de)P型(xing)探(tan)測器不(bu)應(ying)該被(bei)使用。 |
| 高純(chun)鍺晶體(ti)支(zhi)撐杯 | 低(di)密(mi)度(du)支(zhi)撐杯：ORTEC使用0.5mm厚(hou)度(du)的(de)，低(di)本底(di)鋁(lv)材質(zhi)的(de)支(zhi)撐杯。在(zai)標(biao)準(zhun)的(de)探(tan)測器制造(zao)中(zhong)。 | 銅材料支撐杯：由(you)於銅具有較(jiao)高的(de)材料密度(du)和(he)質(zhi)量吸收系數(shu)，應(ying)該避免(mian)使用銅作(zuo)為晶(jing)體(ti)支(zhi)撐杯。這(zhe)大大降低(di)了散射(she)光(guang)子(zi)進入符(fu)合(he)探(tan)測器大的(de)概(gai)率(lv)。 |
| 探(tan)測器端(duan)蓋(gai) | 低(di)密(mi)度(du)端(duan)蓋(gai)： 1.5mm厚(hou)的(de)碳纖維(wei)端蓋(gai)或(huo)低(di)本(ben)底(di)鋁(lv)端(duan)蓋(gai)配(pei)備(bei)碳纖維(wei)窗(chuang)。 | 鎂端蓋(gai)：鎂材料比鋁(lv)材料具有更高的(de)質(zhi)量吸收系數(shu)，大大增加(jia)了射(she)線與物(wu)質(zhi)相(xiang)互(hu)作(zuo)用的(de)概(gai)率(lv)。使得(de)散射(she)射(she)線進入符(fu)合(he)探(tan)測器的(de)概(gai)率(lv)降(jiang)低(di)。 銅端(duan)蓋(gai)： 與銅支(zhi)撐杯壹(yi)樣(yang)，應該避免(mian)在(zai)低(di)本底(di)計(ji)數系(xi)統中使用銅材質(zhi)的(de)端(duan)蓋(gai)。 |
| 高(gao)純(chun)鍺探(tan)測器與屏蔽體(ti)之(zhi)間的(de)空(kong)氣，其他(ta)材料 | 盡可(ke)能(neng)大的(de)HPGe晶(jing)體(ti)直徑：在壹(yi)個(ge)典型的(de)83mm直徑的(de)端(duan)蓋(gai)中(zhong)，可(ke)以(yi)放置(zhi)壹(yi)個(ge)直徑為70mm的(de)探(tan)測器晶(jing)體(ti)。這(zhe)相(xiang)當(dang)於(yu)可(ke)以(yi)放置(zhi)壹(yi)個(ge)相(xiang)對(dui)效率(lv)達(da)到(dao)70%的(de)N型(xing)探(tan)測器。對(dui)於(yu)定制的(de)康(kang)普頓抑制系統，可以(yi)使用更大的(de)HPGe晶(jing)體(ti)和(he)端(duan)蓋(gai)，以(yi)提高(gao)性能(neng)。 | |
| 符(fu)合(he)探(tan)測器尺(chi)寸 | HPGe探(tan)測器端(duan)蓋(gai)直徑應該匹配(pei)環形(xing)NaI的(de)內(nei)徑： 在(zai)訂(ding)購(gou)時(shi)，需(xu)要訂(ding)購(gou)與探(tan)測器端(duan)蓋(gai)尺(chi)寸匹配(pei)的(de)NaI環(huan)形探(tan)測器。 |
熟(shu)悉(xi)低本(ben)底(di)探(tan)測器的(de)用戶會註意(yi)到(dao)，鎂端蓋(gai)，銅端(duan)蓋(gai)和(he)銅質(zhi)晶體(ti)支(zhi)撐杯通常(chang)用於低本底(di)探(tan)測器。雖(sui)然(ran)傳統的(de)想法認為康(kang)普(pu)頓抑制系統是超低(di)活(huo)度(du)樣(yang)品測量的(de)解(jie)決方案(an)，但(dan)事(shi)實(shi)並非(fei)如此。通過(guo)在探(tan)測器結構中(zhong)使用這些(xie)材料，總體(ti)效(xiao)果(guo)是降低(di)康(kang)普頓抑制系統的(de)性(xing)能（也就是降低(di)峰(feng)康(kang)比(bi)）。所以在(zai)康(kang)普頓抑制系統中，取(qu)舍(she)是非(fei)常(chang)重要的(de)。
康(kang)普頓抑制系統中其他(ta)的(de)重(zhong)要部(bu)件
為了能夠(gou)同時(shi)探(tan)測到(dao)從高(gao)純(chun)鍺探(tan)測器散射(she)到(dao)NaI環或(huo)塞型(xing)探(tan)測器中(zhong)的(de)康(kang)普頓散射(she)射(she)線，並使得(de)康普(pu)頓平(ping)臺高(gao)度(du)最小(xiao)化，正(zheng)確的(de)電(dian)子學(xue)設(she)置(zhi)是非(fei)常(chang)重要的(de)。歷(li)，ORTEC提供(gong)了壹(yi)個(ge)基(ji)於(yu)NIM插件電(dian)子(zi)學(xue)搭建的(de)模擬系(xi)統。隨著(zhe)數(shu)字化技(ji)術(shu)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)，ORTEC推(tui)出(chu)了數字(zi)式雙通道(dao)MCA。數(shu)字(zi)版本的(de)康(kang)普頓抑制系統在調(tiao)試(shi)的(de)復(fu)雜(za)性和(he)耗(hao)時(shi)方面(mian)得(de)到(dao)了大大的(de)降(jiang)低。
數(shu)字化版本的(de)CSS顯(xian)著的(de)減(jian)少了對電(dian)子學(xue)設(she)備(bei)的(de)要求(qiu)，使用了更少的(de)組(zu)件(jian)，更緊(jin)湊的(de)空(kong)間設(she)計(ji)。不(bu)再(zai)需(xu)要大型的(de)NIM機(ji)架(jia)。在不(bu)采(cai)用任何(he)NIM電(dian)子(zi)學(xue)的(de)情(qing)況(kuang)下，為了進壹(yi)步(bu)提高(gao)空間利(li)用率，ORTEC將原有的(de)盒式的(de)屏(ping)蔽體(ti)替(ti)換(huan)為更為整(zheng)體(ti)的(de)壹(yi)體(ti)化澆(jiao)築的(de)圓(yuan)柱形(xing)屏蔽體(ti)。屏(ping)蔽體(ti)厚(hou)度(du)為4英(ying)寸（10厘(li)米），內部(bu)高度(du)比(bi)傳統的(de)屏(ping)蔽體(ti)高(gao)4英(ying)寸（10厘(li)米）。重量(liang)只(zhi)有原有的(de)屏(ping)蔽體(ti)的(de)壹(yi)半(ban)，占地面(mian)積也是原有屏蔽體(ti)的(de)壹(yi)半(ban)。此外(wai)，圓柱(zhu)形(xing)的(de)屏(ping)蔽體(ti)的(de)頂部(bu)滑動(dong)開(kai)門(men)設(she)計(ji)，允(yun)許用於將符(fu)合(he)探(tan)測器安(an)裝(zhuang)在頂部(bu)的(de)屏(ping)蔽體(ti)中(zhong)。這(zhe)種(zhong)創(chuang)新的(de)做(zuo)法使得(de)樣品的(de)加(jia)載(zai)和(he)卸(xie)載大大的(de)簡化，只(zhi)需(xu)要壹(yi)個(ge)簡單的(de)步(bu)驟(zhou)即(ji)可完成，節省了時(shi)間。同時(shi)，也對每次(ci)加(jia)載(zai)和(he)卸(xie)載樣(yang)品時(shi)對(dui)探(tan)測器可(ke)能(neng)造(zao)成的(de)損(sun)傷降(jiang)到(dao)。從NaI環(huan)中移(yi)除(chu)塞型(xing)探(tan)測器，可(ke)以(yi)大大增加(jia)樣(yang)品測量空(kong)間，並且(qie)不(bu)需(xu)要犧牲(sheng)4-π覆蓋(gai)的(de)幾(ji)何(he)結構和(he)康普(pu)頓抑制性能(neng)。
