FRAM鈈和鈾同位素(su)分(fen)析

具(ju)有多(duo)種(zhong)效(xiao)率的固(gu)定(ding)能量(liang)響(xiang)應函(han)數(shu)分析(FRAM)代(dai)碼(ma)適(shi)用(yong)於高(gao)純鍺(HPGe)探測器(qi)，現在，新(xin)的6.1版本中，FRAM可(ke)以(yi)用(yong)於LaBr3和CZT中分(fen)辨(bian)率伽馬(ma)射線光(guang)譜(pu)儀(MRGS)探測器(qi)。LaBr3和CZT探測器(qi)可(ke)在室(shi)溫下工(gong)作，更(geng)加(jia)緊湊(cou)，易於使(shi)用(yong)和維護(hu)。有了(le)6.1版本的FRAM，這些(xie)探測器(qi)現在能夠對(dui)鈾和鈈樣(yang)品進(jin)行同位素(su)分(fen)析，對安防領(ling)域(yu)非(fei)常(chang)有用(yong)。

FRAM V6.1是(shi)對(dui)2013年發布(bu)的V5.2的重(zhong)大(da)升級。除了增加(jia)LaBr3和CZT光譜(pu)分析能力，FRAM V.6.1還(hai)提高(gao)了可(ke)用(yong)性、可(ke)持續(xu)性、兼(jian)容性和可(ke)維護(hu)性等。

HPGe伽瑪(ma)射線光譜(pu)的高(gao)級同位素(su)豐(feng)度分(fen)析軟件(jian)

• 分(fen)析Pu和包(bao)含Pu，Am，U和其他(ta)核素的各(ge)種(zhong)異質(zhi)樣(yang)品，包(bao)括(kuo) ²⁴² Pu。
• 可(ke)與LaBr3、CZT和HPGe探測器(qi)壹起運行，包(bao)括(kuo)ORTEC探測器(qi)和trans-SPEC系列探測器(qi)
• 可(ke)讀(du)取(qu)N42格(ge)式(shi)的文(wen)件(jian)
• 使(shi)用(yong)單個HPGe探測器(qi)進行操作，包(bao)括(kuo)ORTEC Detective＆trans-SPEC功能的家庭(ting)。
• 無(wu)需校準標準源。
• 使(shi)用(yong)屏(ping)蔽樣(yang)體(ti)。
• 從大(da)量(liang)提供的樣(yang)本/幾何條(tiao)件(jian)中進(jin)行選(xuan)擇，或(huo)添加更多類型。
• 未(wei)知(zhi)特征(zheng)樣(yang)本的自(zi)動(dong)分(fen)析功能。
• 命令(ling)行操作模(mo)式(shi)允許(xu)輕(qing)松(song)合並到(dao)其他(ta)應用(yong)程序中。
• 自(zi)動(dong)讀(du)取(qu)ORTEC 'chn '，ORTEC 'spc '，堪培(pei)拉' cnf '，堪培(pei)拉' mca '，IAEA 'spe '和ASCII 'txt '文(wen)件(jian)
• 將(jiang)光(guang)譜(pu)從壹(yi)種(zhong)能量(liang)校準轉換到另(ling)壹(yi)種能量(liang)校準，並將(jiang)多(duo)個光譜(pu)從壹(yi)種(zhong)格(ge)式(shi)轉(zhuan)換到另(ling)壹(yi)種格(ge)式(shi)
• Windows 64位和32位兼(jian)容。
• 與(yu)以(yi)前版本相(xiang)比(bi)有顯(xian)著(zhe)改(gai)進。

自(zi)20世(shi)紀(ji)80年代(dai)中期(qi)以(yi)來(lai)，FRAM代(dai)碼(ma)壹(yi)直在洛(luo)斯阿拉莫(mo)斯國家實驗(yan)室進(jin)行演化(hua)。它分(fen)析了使用(yong)鍺、LaBr3或(huo)CZT探測器(qi)，含有鈈或鈾(you)或兩者的物(wu)品(pin)獲(huo)取的伽馬(ma)射線光(guang)譜(pu)，並量(liang)化(hua)了鈈或鈾(you)同位素(su)的分(fen)布(bu)。 241 Am和其他(ta)超鈾同(tong)位素(su)（包(bao)括(kuo)混(hun)合鈾(you) - 鈈氧(yang)化(hua)物(wu)中的鈾(you)）也能為(wei)光譜(pu)提供可(ke)測量(liang)的伽馬(ma)射線，也可(ke)以(yi)相(xiang)對於鈈進行量(liang)化(hua)。

它還(hai)分(fen)析了僅含有鈾(you)的物(wu)質(zhi)的光(guang)譜(pu)，並可(ke)以(yi)量(liang)化(hua)鈾同(tong)位素(su)分(fen)布(bu)。可(ke)以(yi)對(dui)任何尺寸(cun)，幾(ji)何形(xing)狀(zhuang)和物(wu)理(li)和化(hua)學組成的樣(yang)品進(jin)行這些(xie)測量(liang)。

易於使(shi)用(yong)的Windows用(yong)戶(hu)界面(mian)
ORTEC FRAM是(shi)ORTEC CONNECTIONS系(xi)列產(chan)品(pin)的成(cheng)員。它在ORTEC CONNECTIONS譜(pu)架構內運行，為(wei)MCA硬件(jian)的選(xuan)擇提供了更大(da)的靈(ling)活性，包(bao)括(kuo)的 DSPEC 50/50A和DSPEC 502/502A 數字化(hua)譜(pu)儀和集(ji)成(cheng)的譜(pu)儀，如Detective， trans-SPEC和IDM系列。

高(gao)度圖(tu)形(xing)化(hua)的FRAM用(yong)戶(hu)界面(mian)符合的Windows慣(guan)例(li)，易於使(shi)用(yong)。版本5.1具(ju)有新(xin)外觀，為(wei)簡單起見，它為(wei)所有數(shu)據顯(xian)示提供單壹界面(mian)。單個對話(hua)欄(lan)控制譜(pu)和結果顯示(shi)的所有方(fang)面(mian)，使用(yong)戶(hu)無需離開FRAM主窗口(kou)即可(ke)輕松(song)驗(yan)證數(shu)據或(huo)分析的質(zhi)量(liang)。

FRAM為(wei)ORTEC CONNECTIONS支持的所有MCA硬(ying)件(jian)提供采集(ji)控制。 ORTEC MAESTRO-Pro MCA軟件(jian)程序在使(shi)用(yong)前用(yong)於硬(ying)件(jian)系(xi)統設置，可(ke)以(yi)從(cong)PC中刪(shan)除(chu)保(bao)護(hu)MCB免(mian)受更改(gai)。

FRAM分析能力

樣(yang)品類型
FRAM的多(duo)功(gong)能性及其分析各種樣(yang)品的能力源(yuan)於其(qi)對(dui)通(tong)用(yong)分(fen)析算法(fa)的依(yi)賴(lai)。指導分析所需的特(te)定(ding)信(xin)息被編(bian)碼(ma)為(wei)壹組參數(shu)並存(cun)儲(chu)在數(shu)據庫(ku)中。該信息包(bao)括(kuo)待檢查的區(qu)域(yu)和峰，分析中使(shi)用(yong)的同(tong)位素(su)，以(yi)及對譜(pu)進行多種診斷(duan)測試(shi)的特(te)殊(shu)信息。對於具(ju)有良好(hao)特(te)征(zheng)的“常(chang)規(gui)”分(fen)析進行分析樣(yang)本，單個分析參數集(ji)可(ke)以(yi)很容易地構建(jian);對於不(bu)太熟(shu)知(zhi)的樣(yang)本，提供了壹種(zhong)自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)，其中以(yi)自(zi)動(dong)方(fang)式叠(die)代(dai)地確定(ding)樣(yang)本參數集(ji)。
FRAM版本6.1中的參(can)數(shu)集(ji)與(yu)FRAM早期(qi)版本的參(can)數(shu)集(ji)向下(xia)兼(jian)容。

分(fen)析方法(fa)
FRAM分(fen)析來(lai)自(zi)鈈或鈾(you)γ射線(xian)譜(pu)的峰。該譜(pu)包(bao)含來(lai)自(zi)鈈同位素(su) ²³⁸ Pu至(zhi) ²⁴¹ Pu， ²⁴¹ Am的峰，以(yi)及通(tong)常(chang)其他(ta)同位素(su)如 ²³⁵ U或(huo) ²³⁷ Np。 FRAM結合這些(xie)信(xin)息產(chan)生(sheng)同位素(su)比(bi)率，與(yu)樣(yang)本大(da)小(xiao)，形狀(zhuang)，物(wu)理(li)和化(hua)學成分(fen)，測量(liang)幾何形(xing)狀(zhuang)和容器(qi)特征(zheng)無(wu)關(guan)。僅(jin)使用(yong)譜(pu)數據和已知的基本核常(chang)數獲(huo)得結(jie)果。不(bu)需要(yao)使(shi)用(yong)標準進行校準。

Peak Area Determination
FRAM使用(yong)響(xiang)應函(han)數(shu)方法(fa)確定(ding)所有峰面積(ji)，在低能量(liang)側擬(ni)合具(ju)有單指數(shu)的高(gao)斯，以(yi)模(mo)擬(ni)伽馬(ma)射線峰形並使(shi)用(yong)洛(luo)倫(lun)茲模(mo)型對X射線峰進行建(jian)模(mo)。

相(xiang)對效(xiao)率
FRAM對(dui)每(mei)種(zhong)同位素(su)使(shi)用(yong)單獨的效(xiao)率曲(qu)線。這使得(de)它可(ke)以(yi)測量(liang)高(gao)溫化(hua)學殘留(liu)物(wu)的比(bi)功(gong)率，其(qi)偏(pian)差(cha)可(ke)以(yi)從(cong)不(bu)使用(yong)多(duo)個效(xiao)率曲(qu)線的分(fen)析中減(jian)少(shao)多(duo)達(da)十倍(bei)。

FRAM的多(duo)重(zhong)效(xiao)率特(te)征(zheng)也可(ke)用(yong)於其(qi)他(ta)異構樣(yang)本。樣(yang)品的物(wu)理(li)和化(hua)學特性可(ke)能不(bu)均勻(yun)或(huo)甚至不(bu)為(wei)人所知。物(wu)品(pin)可(ke)能含有固(gu)體(ti)和粉(fen)末(mo)的混(hun)合物(wu)，只(zhi)要(yao)鈈在同(tong)位素(su)上是(shi)均(jun)勻(yun)的，就(jiu)沒有任何不(bu)良影響(xiang)。提供了物(wu)理(li)和經驗(yan)效(xiao)率模(mo)型。

同位素(su)分(fen)析  
使用(yong)的方(fang)法(fa)是(shi)找到(dao)壹(yi)組線性方程的最(zui)小(xiao)二(er)乘解(jie)，包(bao)括(kuo)峰面積(ji)，相(xiang)對效(xiao)率和同位素(su)作(zuo)為(wei)未(wei)知(zhi)數。該方法(fa)允(yun)許(xu)在分(fen)析中使(shi)用(yong)多(duo)個峰值，從而(er)提高(gao)測量(liang)精(jing)度。

Analysis Parameters Database
分(fen)析參數數據庫(ku)在FRAM的功(gong)能和靈活性方面非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。這些(xie)參(can)數(shu)集(ji)分(fen)為(wei)五類：峰值擬合參(can)數，要(yao)搜(sou)索(suo)的伽馬(ma)射線峰值，要(yao)搜(sou)索(suo)的能量(liang)區(qu)域(yu)，要(yao)使(shi)用(yong)的同(tong)位素(su)和特殊應用(yong)常(chang)數。可(ke)以(yi)輕(qing)松(song)容納(na)多個參數(shu)集(ji)。

自(zi)動(dong)分(fen)析功能
FRAM中的自(zi)動(dong)分(fen)析功能允許(xu)根(gen)據當(dang)前結果自(zi)動(dong)重(zhong)新(xin)分(fen)析譜(pu)，並更(geng)改(gai)參數。自(zi)動(dong)分(fen)析可(ke)以(yi)從(cong)任何參(can)數集(ji)開(kai)始，並在所有能量(liang)範圍(wei)內與鈈和鈾壹起使用(yong)。用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)自(zi)由(you)編(bian)程分析（通(tong)過(guo)參(can)數集(ji)中的應用(yong)程序常(chang)量(liang)）來(lai)確定(ding)材(cai)料的屬性，例(li)如：屏(ping)蔽，MOX，鈈燃耗，鈾濃(nong)縮，幹(gan)擾同位素(su)或(huo)異質(zhi)。例(li)如，在對(dui)鈈譜(pu)的中能區(qu)（120＆ndash; 500 keV）進行分析後，它可(ke)以(yi)檢(jian)查較低能量(liang)（~100 keV）和較高(gao)能量(liang)（~700 keV）區(qu)域(yu)，看看(kan)這些(xie)區(qu)域(yu)是(shi)否(fou)更多有利(li)。

鈈或鈾(you)分析
可(ke)以(yi)為(wei)鈾（僅）譜(pu)設置(zhi)參(can)數(shu)集(ji)。在這種情(qing)況下，計(ji)算不(bu)同的同(tong)位素(su)豐(feng)度，並且(qie)總結(jie)的格(ge)式(shi)不(bu)同。

估(gu)算(suan) ²⁴²Pu
²⁴² Pu的估(gu)算(suan)是(shi)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)具(ju)有用(yong)戶(hu)指定(ding)參(can)數的工(gong)業(ye)標準公式(shi)的相(xiang)關模(mo)型完(wan)成(cheng)的。它(ta)們(men)的值(zhi)可(ke)以(yi)存(cun)儲(chu)在用(yong)於分(fen)析的任何壹(yi)個參數(shu)集(ji)中。該模(mo)型適用(yong)於大(da)多數(shu)常(chang)用(yong)的相(xiang)關性 ²⁴²Pu.

同位素(su)分(fen)數的衰(shuai)變校正(zheng)
對(dui)於至(zhi)少(shao)5年的樣(yang)品， ²⁴¹ Pu的14。35年半(ban)衰(shuai)期(qi)可(ke)導致(zhi) ²⁴² Pu部(bu)分(fen)發生(sheng)顯(xian)著(zhe)變化(hua)，如果沒有計(ji)算，可(ke)導致(zhi) ²³⁹ Pu分數(shu)中4％左(zuo)右的（相(xiang)對）誤差。

FRAM可(ke)以(yi)衰(shuai)減(jian)校(xiao)正(zheng)Pu和Am的同(tong)位素(su)組分。

命(ming)令(ling)行操作模(mo)式(shi)
命令(ling)行操作模(mo)式(shi)適用(yong)於希(xi)望將(jiang)FRAM合並到(dao)自(zi)己的應用(yong)程序中的用(yong)戶(hu)。此模(mo)式(shi)允許(xu)用(yong)戶(hu)為(wei)FRAM分析引擎(qing)創(chuang)建(jian)壹個非(fei)常(chang)簡單的界面(mian)。

測量(liang) - 比(bi)較(jiao)選(xuan)項
此(ci)選(xuan)項允(yun)許(xu)用(yong)戶(hu)直接(jie)將(jiang)分(fen)析結果與經衰減校(xiao)正的聲(sheng)明(ming)值(zhi)進(jin)行比(bi)較(jiao)。測量(liang)值和聲明(ming)值(zhi)之間(jian)的差(cha)異(yi)用(yong)測量(liang)值和聲明(ming)值(zhi)的標準偏(pian)差(cha)表示。

FRAM V6.1分(fen)析改(gai)進

• 測量(liang)|求和對話框：可(ke)疊(die)加幾(ji)個光譜(pu)
• 測量(liang)|轉換對話(hua)框(kuang)：將(jiang)光(guang)譜(pu)從壹(yi)種(zhong)能量(liang)校準轉換到另(ling)壹(yi)種能量(liang)校準。也可(ke)用(yong)於將(jiang)多(duo)個光譜(pu)從壹(yi)種(zhong)格(ge)式(shi)轉(zhuan)換為(wei)另壹種格(ge)式(shi)
• 測量(liang)|加寬對(dui)話框(kuang):平滑或加(jia)寬光(guang)譜(pu)
• 具(ju)有使(shi)用(yong)本底光譜(pu)減去(qu)峰值本底的能力
• 在測量(liang)|獲(huo)取和測量(liang)|測量(liang)中向MCA組合框(kuang)添加新(xin)的探測器(qi)/MCA“瞬(shun)時(shi)模(mo)擬(ni)”。該探測器(qi)將(jiang)立(li)即從主光(guang)譜(pu)生成(cheng)光(guang)譜(pu)。它與(yu)現有的“模(mo)擬(ni)”MCA有些(xie)不(bu)同，後(hou)者從主頻譜(pu)生成(cheng)頻譜(pu)，但數據的更(geng)新(xin)方(fang)式(shi)與(yu)使(shi)用(yong)真實探測器(qi)/MCA進行實際數(shu)據采(cai)集(ji)的方(fang)式(shi)類似
• U235的總(zong)峰值校正，用(yong)於X射(she)線(xian)區(qu)域(yu)的鈾(you)分(fen)析
• 熒(ying)光性X射線的鈾(you)/鈈比(bi)
• 添加二(er)次階(jie)躍背景(jing)
• 限制/約束效(xiao)率曲(qu)線形(xing)狀(zhuang)的能力
• 當(dang)峰值FWHM大(da)於32通(tong)道(dao)(默(mo)認)時，FRAM將(jiang)忽(hu)略該峰值，並且(qie)不(bu)會擬合該峰值
• 擬合參(can)數”對(dui)話框(kuang)中的FWHM公(gong)式(shi)和尾公式從(cong)依(yi)賴(lai)於通(tong)道(dao)變為(wei)依(yi)賴(lai)於keV，使(shi)它(ta)們(men)獨立(li)於能量(liang)校準
• 擴展(zhan)尾部(bu)模(mo)型，以(yi)更(geng)好(hao)地擬合CZT光(guang)譜(pu)峰值的大(da)尾部(bu)
• 物(wu)理(li)異(yi)構效(xiao)率模(mo)型現在使(shi)用(yong)真正(zheng)的異(yi)構模(mo)型或采用(yong)1/能量(liang)因子(zi)的模(mo)型。經驗(yan)異質(zhi)效(xiao)率模(mo)型仍然(ran)使(shi)用(yong)1/能量(liang)因子(zi)
• 真實實時和真實時間(jian)
• 迫使“二(er)次本底”向下(xia)凹陷(xian)

鍺探測器(qi)要(yao)求(qiu)
FRAM可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)單個平面或單個同軸(zhou)檢測器(qi)進行完(wan)整的同(tong)位素(su)分(fen)析。能夠使(shi)用(yong)單個HPGe探測器(qi)進行操作的好(hao)處顯而(er)易見：成本，空間，便(bian)利性，易用(yong)性和可(ke)靠(kao)性。與“傳統”壹起使用(yong)時(shi)單平面探測器(qi)，經常(chang)（但不(bu)總是(shi)）使(shi)用(yong)它(ta)來(lai)收集(ji)和分析120和420 keV範圍內的數(shu)據。

與(yu)同軸(zhou)探測器(qi)壹起使用(yong)的見能量(liang)範圍(wei)是(shi)0 - 1024 keV。在這種廣泛(fan)的數(shu)據範(fan)圍內可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)各(ge)種分(fen)析模(mo)式(shi)。如果120KeV - 200 keV 範圍(wei)可(ke)用(yong)，FRAM將(jiang)在120KeV - 450 keV的範(fan)圍(wei)內進行分析。如果這是(shi)不(bu)可(ke)能的（例(li)如，如果樣(yang)品被(bei)屏(ping)蔽或在厚(hou)壁(bi)容器(qi)中），FRAM仍然(ran)可(ke)以(yi)僅(jin)使(shi)用(yong)來(lai)自(zi)單個同軸(zhou)檢測器(qi)的200keV以(yi)上的伽馬(ma)射線獲(huo)得完(wan)整的分(fen)析。

探測器(qi)的取(qu)決(jue)於預(yu)期(qi)遇(yu)到的應用(yong)。如果所有測量(liang)的物(wu)品(pin)都(dou)是(shi)未(wei)屏(ping)蔽的或(huo)者是(shi)“薄(bo)壁的”，那(na)麽(me)平面探測器(qi)通(tong)常(chang)是(shi)所選(xuan)擇的探測器(qi)。如果遇(yu)到屏(ping)蔽容器(qi)，厚壁(bi)容器(qi)或所有容器(qi)類型的混(hun)合物(wu)，則(ze)單個同軸(zhou)檢測器(qi)是(shi)的。強(qiang)烈(lie)建(jian)議使用(yong)ORTEC Safeguards系(xi)列HPGe探測器(qi)。

在許(xu)多(duo)應用(yong)中，ORTEC Detective和trans-SPEC便攜式譜(pu)儀已被(bei)證明(ming)非(fei)常(chang)有效(xiao)。 FRAM軟件(jian)包(bao)括(kuo)ORTEC Detective的啟(qi)動分(fen)析參數集(ji)。

密(mi)碼(ma)保(bao)護(hu)和安全(quan)
FRAM中的訪(fang)問控制系統存(cun)儲(chu)用(yong)戶(hu)，其密(mi)碼(ma)和授(shou)予他(ta)們(men)的訪(fang)問權(quan)限的列(lie)表。 “編輯(ji)”菜單中列(lie)出(chu)的三(san)個項目(mu)受此機制保護(hu)：“參數(shu)”選(xuan)項，“常(chang)規(gui)默(mo)認值”選(xuan)項和“用(yong)戶(hu)列表”。當(dang)所有這些(xie)選(xuan)項都(dou)在運行時，將(jiang)要(yao)求(qiu)用(yong)戶(hu)提供名稱和密(mi)碼(ma)。如果安全(quan)檢查失敗(bai)，控制權(quan)將(jiang)返回主菜單。

輸出(chu)顯(xian)示和列表
可(ke)以(yi)在FRAM對(dui)話(hua)欄(lan)中選(xuan)擇三(san)個級別(bie)的輸(shu)出(chu)顯(xian)示（短(duan)結果，中間(jian)結(jie)果和長結果），並在FRAM窗口(kou)中顯(xian)示(shi)所有分(fen)析結果。每(mei)次(ci)分析後，短(duan)結果的屏(ping)幕副(fu)本將(jiang)自(zi)動(dong)發送(song)到(dao)監(jian)視器。

先決(jue)條件(jian)
作(zuo)為(wei)CONNECTIONS系列成員，FRAM-BW可(ke)在任何支(zhi)持CONNECTIONS兼(jian)容硬(ying)件(jian)的系(xi)統(tong)上正常(chang)運行。該軟件(jian)在所有當(dang)前支持(chi)的Windows操(cao)作(zuo)系統(tong)下運行。 Windows 7 64位硬(ying)件(jian)兼(jian)容性適用(yong)於所有使(shi)用(yong)USB和TCP / IP連接(jie)的ORTEC儀器。 Windows 7和XP 32位操(cao)作(zuo)系統(tong)也支持(chi)這些(xie)儀器以(yi)及其他(ta)傳統硬件(jian)。