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二十一世纪了,让我们普及全固态伽马能谱仪 [复制链接]

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只看楼主 正序阅读 0楼 发表于: 2022-04-30
谈到辐射计,首先想到的大约是盖格计数器。
云母窗的盖格管能够测α、β、γ等多种射线,便宜的玻璃管可以测γ和高能β。盖格计数器的知名度太高,以至于成了辐射计的代名词,并且有“盖格一响,爹妈白养”等大家耳熟能详的顺口溜加持。
但盖格计数器是一种很古老也很简易的仪器,它只能测定辐射的大小,提供的信息非常有限。为了准确的评估辐射的伤害能力,明确辐射的性质,最基本的办法,就是测定辐射的能谱。
在射频频段,以频率为横轴,强度为纵轴画出来的图叫频谱图;到了红外、可见光、紫外,就叫光谱。到了放射线阶段,就叫能谱。伽马能谱仪,简单来说就是伽马频段的光谱仪,能谱是以射线的能量为横轴,强度为纵轴的谱图。
能谱是识别核素的重要技术手段。不同的放射性元素,它和它的衰变产物发出的γ射线,具有特定的能量分布。测定射线的能谱,就能知道是什么东西发出的射线。
盖格很难在早期预警核事故或核尘埃。等到盖格都能看出明显变化了,那就已经很严峻了。但是能谱仪可以,即使辐射的剂量没有明显变化,只要发现了核反应堆里面才有的人工放射性核素,就能立即预警核事故或核爆炸。切尔诺贝利核事故时,欧洲的国家就是因为发现了空气中存在131碘而引起警觉的。电视剧《切尔诺贝利》中,导演非常细腻的展示了能谱仪(https://www.kechuang.org/t/85914 )。


仪器对不同能量的射线的敏感度不同,不同能量的射线对人体的作用也不同。一般的盖革管是采用137Cs的662keV射线来标定的,当用来测医用X射线时,由于它的能量只有几十keV,灵敏度会偏离标定的情况。为了弥补响应误差,对盖格而言需要用屏蔽材料进行“能量补偿”,而对于能谱仪而言,只需要在软件里面补偿一下就行了,且补偿的精度远高于物理方法。同样的,也很容易根据不同能量射线的生物学效应进行等效剂量率补偿。
过去,能谱仪是很贵的设备。如果把它的价格降到1千元,就具有了普及的条件。
为了实现这个理想,我们设计了一款长得很像盖格计数器的能谱仪。
KC761
这款仪器采用碘化铯(铊)闪烁体,SiPM光电管构成主敏感元件,用于探测γ辐射;采用PIN管构成副敏感元件,可以探测较强的γ射线、β射线,在特定条件下也可以探测α射线。主副敏感元件都连接多道分析仪(MCA),可以获得能谱,或者根据能量甄别射线种类。
下图的几个等高的峰,是40K发出的1.4MeV射线。

实验装置是这样的,闪烁体放在屏蔽箱里面,外面糊上氯化钾。氯化钾的辐射明显高于本底,注意看inspector的读数。

对原始核脉冲进行处理之后,蓝色线条是峰值保持的结果,将被ADC采样,用于计算辐射的能量。

能谱的概念就介绍到这里,总之这款仪器是很有用很牛逼的。
目前,该仪器处于PPT阶段。
ppt如下:




仪器有如下特征:
1、标配1cm3碘化铯(铊)闪烁体及SiPM传感器,J-FET前级,标配PIN探测器。
其敏感能量范围预计为30keV~2MeV,闪烁传感器量程~1mGy/h,PIN传感器量程~1Gy/h。
2、三节AA干电池供电,确保电源易得。支持Type-C供电和网口POE供电,以便长期监测。
3、超低功耗,预期标准模式可续航十天以上,省电模式可续航三个月以上。
4、支持蓝牙和网络连接,可向物联网平台上传数据,可手机APP操作。
5、带有240px单色显示屏,可以在本机显示能谱,无需连接手机或电脑。
6、可能可以做到IP65防水。
7、有声光震动报警。
本次预售,出售的是内测产品,价格比预计正式价格低一些。
预售价
×××元人民币/台
含中国大陆非偏远地区普通快递费;限量:需HAM或KC会员,每人最多预订5台。
预计交付周期
三个月之后
(力争8月1日,但基于供应链风雨飘摇的现状,不能保证)
退款
1、我可以无理由主动退款,退款不包含支付手续费。
2、在正式通知开始发货之前,可以随时联系我要求退款。退款的处理周期一般在一两天之内,不包括支付手续费。
3、正式通知开始发货之后,不再接受退款申请。
付款方式:
已截止
总之要回帖或者发消息通知我。我会在本帖更新参与名单。
截止日期
2022年5月30日
免责申明
内测的设备可能存在不完善之处,最严重的情况有可能在内测中发现重大瑕疵。预售产品不是生活消费品,参与内测的用户必须具有专业技术,自愿承受风险,不以产品不完善、不适用、不合格等理由要求退款、赔偿。不论出现何种损失,以预售价款为最高责任限度。
请用户遵守核安全的相关规定,仅限用于合法科技爱好用途,禁止用于任何非法用途。KC761的设计者、生产者、销售者、服务者、社区活动组织者等,均已履行必要的宣传警示义务,不就用户行为承担责任。
很久没有发预售产品了,不太了解当今风俗,如有不妥请谅解,谢谢大家支持。
预订名单 (只包含微信支付宝银行卡直接支付的朋友,不含在KC系统上下单的网友。更新有延迟。)
1.古人,3台
2.Primula,1台
3.苦丁茶,5台
4.UICalc,1台
5.BD7IRK,1台
6.bg6cuv,1台
7.BG8AAK,1台
8.xsc054,1台
9.BD4IY,1台
10.BG6WRI,1台
11.大仙,1台
12.巨大橘子,1台
13.BG2BHC,1台
14.S.D.P,1台
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17.BG7IPY等7人,7台
18.radioham,1台
19.child@BY***,1台
20.BH3DEL,1台
21.yanli,1台
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28.硝化咸鱼,1台
29.ForkEureka,1台
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31.永恒之桔,1台
32.bg2byd_qrp,1台
33.20!Dopaminor,1台
34.hamho,5台
35.migsoft,1台
36.WangGC,1台
37.佛面,1台
38.icewind,1台
39.hulideguai,1台
40.俗事怂人,2台
41.bosina,1台
42.twz562,2台
43.BG5CQW,1台
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48.zy975912700,1台
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58.BH1MNM,2台
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离线BD7JAC
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只看该作者 48楼 发表于: 2023-03-28
软硬件配合的东西,从开发到完善真心不容易,继续升级
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离线BD8AAA
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只看该作者 47楼 发表于: 2023-03-28
截至3月21日,所有内测用户的设备均已发货完毕。如有遗漏,请与我联系。
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离线BA7CK
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只看该作者 46楼 发表于: 2023-01-08
陈清澈
http://ba7ck.taobao.com
幺 8 勾拐 3 幺 5 2 洞6 幺
离线李立斌
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只看该作者 45楼 发表于: 2023-01-06
用户被禁言,该主题自动屏蔽!
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只看该作者 44楼 发表于: 2023-01-05
今年真是一言难尽。经过多次延期,现在终于准备发货了。未来一周跟各位重新确认收货地址,方法可能是通过短信通知的方式。如果连电话都变了,就要及时与我联系。
[ 此帖被BD8AAA在2023-01-06 17:14重新编辑 ]
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离线BH4RCI
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只看该作者 43楼 发表于: 2022-10-13
另外改改是不是可以测x射线光谱?测合金成分?
离线BH4RCI
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937
只看该作者 42楼 发表于: 2022-10-13
好东西 不过碘化铊有剧毒吧?
离线李立斌
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234
只看该作者 41楼 发表于: 2022-10-11
用户被禁言,该主题自动屏蔽!
离线BD8AAA
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只看该作者 40楼 发表于: 2022-10-11
回 BH4DRV 的帖子
BH4DRV:快出货了吗?看新闻快要用上了。 (2022-10-11 09:19) 

进度公告发在隔壁了(https://www.kechuang.org/t/87897 )。
比想象的难度大得多,加上诸事不顺(比如疫情,供应链),还在延期中。
可能快了,现在在赶软件了。
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离线BH4DRV
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只看该作者 39楼 发表于: 2022-10-11
快出货了吗?看新闻快要用上了。
BH4DRV
离线BD7JAC
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38394
只看该作者 38楼 发表于: 2022-09-19
国庆没得玩就出去玩了
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离线BD8AAA
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只看该作者 37楼 发表于: 2022-09-18
封了三周,明天正式复工。还有10个工作日,国庆前发货无望
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只看该作者 36楼 发表于: 2022-09-01
想要一个,可惜看到迟了。又不要的转给我。
呼号:bg6acj
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邮编:230088
电话:13705512552
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离线BD8AAA
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只看该作者 35楼 发表于: 2022-09-01
回 BD7JAC 的帖子
BD7JAC:期待,估计收支难平衡了,不知可否选择显示vSv/h数值?
另外买了一个也是还没到手,可以测伽马和x射线,0.01uSv/h~9999uSv/h,功能比761差远了,价格却是3倍,到手之后看看能否拆开。 (2022-08-30 11:33) 

可以显示,但是似乎没法解决校准的问题,因为校准需要大源,大源需要办一堆手续建一堆制度,现有实验场地还不行,太麻烦。可能最终只校准10μSv/h一个点,这个可以用小源解决。
今天宣布全市封城。
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离线BD7JAC
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只看该作者 34楼 发表于: 2022-08-30
回 BD8AAA 的帖子
BD8AAA:情况不是太好,目前几乎啥都没到(就到了屏幕玻璃和一个橡胶塞子)。
电路生产版已经开始加工
因为电路的疑难杂症耽误了时间,软件只完成了底层,用户UI部分尚未开始。
这两个月不是疫情 .. (2022-08-30 01:41) 

期待,估计收支难平衡了,不知可否选择显示vSv/h数值?
另外买了一个也是还没到手,可以测伽马和x射线,0.01uSv/h~9999uSv/h,功能比761差远了,价格却是3倍,到手之后看看能否拆开。
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离线BD8AAA
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只看该作者 33楼 发表于: 2022-08-30
情况不是太好,目前几乎啥都没到(就到了屏幕玻璃和一个橡胶塞子)。
电路生产版已经开始加工
因为电路的疑难杂症耽误了时间,软件只完成了底层,用户UI部分尚未开始。
这两个月不是疫情就是高温没电,也一定程度上拖慢了时间。现在疫情又来了。
调整了部分设计,导致成本明显增加,恐怕是要亏本。
尽量赶国庆前。
进度公报发在这里:https://www.kechuang.org/t/87897
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只看该作者 32楼 发表于: 2022-08-11
谢谢楼主!
期待仪器完成之后,能看到使用它的朋友们,更多的经验分享……
离线BD8AAA
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只看该作者 31楼 发表于: 2022-08-11
目前看起来8月底发货已不太现实。
零件较多,模具月底才能做好,T1预计已经9月初。
电路翻了一次车,还在改进,预计8月中旬内能确定,争取8月底量产。
软件目前实现了基本的能谱功能。
回BD4LB老师:
这是γ能谱仪,对于30keV以上γ辐射的灵敏度比盖革高很多,因此盖革能测的背景(本底?)γ辐射是可以测的。
但盖革管的情况比较复杂,金属或云母窗的盖革能测的能量下限低于本仪器。
本仪器内有PIN探测器,可测β,下限与盖革接近。
宇宙射线打到平原地面所剩不多,如果还有一点次级γ的话就可以测。里面的μ子中微子,测不到。中子探头是选配件,很贵。
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3126
只看该作者 30楼 发表于: 2022-08-07
楼主好!
我搜索盖格计数器的时候,看到以下的介绍:
(目的是从地球表面用盖格计数器来探测背景辐射计数的变化来侦测M级和X级太阳X射线耀斑,背景辐射的计数是由宇宙射线和地球外壳的放射性材料引起的,宇宙射线来自于深邃的太空和太阳上的太阳耀斑,为了测定这个项目每隔一小时就用盖格计数器探测背景辐射计数然后做出了背景辐射计数并得出M级与X级太阳X射线耀斑的图表。)
盖格计数器的这个功能,大概与业余无线电通信活动,关系更紧密一些~~
楼主的探测器,能不能测量背景辐射?
期待楼主的解答……
谢谢~