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XR-100CdTe X 射线和伽马射线探测器

XR-100CdTe 是一款使用 CdTe 二极管的热电制冷 X 射线探测器和前置放大器。  CdTe 的高阻止本领使它能够在高达 100 keV 的能量下提供高探测效率。  它的高性能、小尺寸和低成本使它成为众多应用的理想选择，例如稀土金属、铅、金、铀和其他高 Z 材料 K 线的 X 射线管和 ED-XRF 监测。

新特点！！！现在有 1 密耳（25 µm）厚、100% 碳制成的石墨窗口，其能量传输相当于 4 密耳（100 µm）的铍窗口。

XR-100CdTe 是一款高性能的 X 射线和伽马射线探测器、前置放大器和制冷系统，其 5 x 5 x 1 mm 碲化镉（CdTe）二极管探测器安装在两级热电制冷片上。  XR-100-CdTe 能够检测从几 keV 到几百 keV 的能量，在 10 至 100 keV 下有出色的效率。

XR-100CdTe 由 PX5 供电。PX5 由交流适配器提供直流电源，并提供了一个可变数字脉冲整形放大器（0.2 µs 至 100 µs 峰值时间）、MCA 功能以及探测器和前置放大器所需的所有电源。PX5 通过 USB、RS-232 或以太网连接到 PC。  XR-100CdTe/PX5 系统可确保在开机后不到一分钟内稳定运行。

图 1.使用 Amptek XR-100CdTe 和 PX5 采集的 57Co 频谱。

立即联系我们了解更多信息！ 

应用

  • 医用 X 射线和伽马射线检测：乳房摄影和放射学
  • X 射线管的表征：直接输出频谱，电流稳定性
  • X 射线荧光
  • 艺术和考古
  • 便携式 X 射线和伽马射线仪器
  • X 射线和伽马射线研究
  • 教学
  • 核电厂监测
  • 铀和钚的检测

特点

  • CdTe 二极管探测器
  • 热电（帕尔帖）制冷器
  • 冷却 FET
  • 温度监测
  • 石墨或铍窗
  • 密封封装（TO-8）

  • 描述 +


    工作原理

    X 射线和伽马射线与 CdTe 原子相互作用，CdTe 中每损失 4.43 eV 能量，就会平均产生一个电子/空穴对。根据入射辐射的能量，这种能量损失主要由光电效应或康普顿散射决定。探测器“阻止”入射辐射并产生电子/空穴对的概率或效率随 CdTe 厚度的增加而增加。

    为了便于 CdTe 探测器中的电子/空穴收集过程，我们施加了一个 + 500 伏的电压。此电压过高，使探测器不能在室温下运行，因为这会导致过多泄漏，甚至击穿。由于 XR-100T-CdTe 中的探测器被冷却，泄漏电流大大降低，从而可施加高偏压。

    热电制冷器可冷却 CdTe 探测器和电荷灵敏前置放大器的输入 FET 晶体管。冷却 FET 可降低其泄漏电流并提高跨导，进而降低系统的电子噪声。

    为了进一步降低电子噪声，反馈电容和前置放大器的部分电流反馈网络也放置在与探测器和 FET 相同的基板上。这最大程度地降低了输入处的寄生电容。

    温度监测传感器放置在冷却基板上，可直接读取内部组件的温度，温度将随室温的变化而变化。一旦内部温度低于 -10 °C，XR-100CdTe 的性能将不会受到几度温度波动的影响。因此，在实验室内使用 XR-100CdTe 时，无需精确的温度控制。

    真空应用

    XR-100CdTe 可在空气或低至 10-8 托的真空下工作。XR-100CdTe 有两种真空工作方式：1）整个 XR-100CdTe 探测器和前置放大器盒可放置在真空室内。为了避免过热并耗散 XR-100CdTe 工作时产生的 1 瓦功率，应借助四个安装孔来实现真空室壁的良好传热。真空法兰上可选配的 9DVF 9 针 D 型真空馈通连接器可用于将 XR-100CdTe 连接到真空室外的 PX5。2）XR-100CdTe 可位于真空室外，通过标准真空法兰压缩 O 形端口检测真空室内的 X 射线。可选型号 EXV9（9 英寸）真空探测器延长管适用于此应用。请参见带延长管和真空法兰的 XR-100CdTe 和真空应用组件的照片。

  • 规格参数 +


    XR-100CdTe X 射线和伽马射线探测器

    通用
    探测器类型 碲化镉（CdTe）二极管
    探测器面积 5 x 5 mm（25 mm2）
    探测器厚度 1 mm
    能量分辨率 @ 122 keV，57Co 通常 < 1.5 keV FWHM
    暗计数 <5 x 10-3 个计数/秒 @ 10 keV < E < 1 MeV
    探测器窗口 石墨：1 密耳厚（25 µm）
    铍：4 密耳厚（100 µm）
    前置放大器 – Amptek 定制设计 重置
    外壳尺寸 3.00 x 1.75 x 1.13英寸（7.6 x 4.4 x 2.9 cm）
    外壳重量 4.4 盎司（125 克）
    总功率 小于 1 瓦
    工作条件 0°C至 +40°C
    存储和运输 长期存储：10 年以上保持环境干燥 典型存储和运输：-20 °C 至 +50 °C，10 至 90% 湿度，不结露
    TUV 认证 证书编号：CU 72072412 01 经测试符合：UL 61010-1: 2004 R7 .05 CAN/CSA-C22.2 61010-1: 2004
    输入
    前置放大器电源 ±8 V @ 25 mA
    探测器电源 +500 V @ 1 µA
    制冷器电源 电流 = 最大 350 mA 电压 = 最大 4 V
    输出
    前置放大器：灵敏度 极性 0.82 mV/keV 负信号输出（最大负载 1 千欧）
    温度监测：灵敏度 PX5：通过软件直接读取开尔文温度值。

    XR-100CdTe 连接器

    前置放大器输出 BNC 同轴连接器
    电源和信号 6 针 LEMO 连接器（部件号 ERA.1S.306.CLL）
    连接线 6 针 LEMO（部件号 FFA.1S.306.CLAC57）到 6 针 LEMO（5 英尺长）

    6 针 Lemo 连接器引脚分配

    引脚 1 温度监测二极管
    引脚 2 +高压探测器偏压，+500 伏
    引脚 3 -8 伏前置放大器电源
    引脚 4 +8 伏前置放大器电源
    引脚 5 制冷器电源返回
    引脚 6 制冷器电源（0 至 +4 V @ 最大 0.350 A）
    外壳 接地和屏蔽

    CdTe 探测效率

    对于 1 mm 厚的 CdTe 和 4 密耳厚的 Be 或 1 密耳厚的石墨窗口（窗口决定了低能量响应，1 mm 厚决定了高能量响应）。

    图 6.1 keV 和 1 MeV 之间相互作用概率的双对数图。

    图 7.10 keV 和 250 keV 之间相互作用概率的线性图。有关 CdTe 探测器效率的更多信息，请参阅 AN-CdTe-001 应用指南。效率包：一个包含系数和有关效率常见问题解答的 ZIP 文件。此效率包仅供参考。不应将其用作关键定量分析的依据。

    用于 XR-100-CdTe 的 PX5 数字脉冲处理器、MCA 和电源

    XR-100CdTe 由 PX5 供电。PX5 由交流适配器提供直流电源，并提供了一个可变数字脉冲整形放大器（0.2 µs 至 100 µs 峰值时间）、MCA 功能以及探测器和前置放大器所需的所有电源。PX5 通过 USB、RS232 或以太网连接到 PC。

    XR-100CdTe/PX5 系统可确保在开机后不到一分钟内稳定运行。

    图 4.此图显示了 AXR 混合传感器与壳体内电子器件之间的内部连接以及与 PX5 的外部连接。

    图 5.不同峰值时间的吞吐量。XR-100CdTe 可在 1 到 6 µs 峰值时间之间提供最佳分辨率。

  • 应用指南 +


    应用指南

    XR-100CdTe 3x3x1 mm3（5x5x1 mm3）在选定核素下的典型计数率

    核素 活性 触点上的辐射水平（mR/hr） 触点上的计数率（CPS） 10 cm 以外的辐射水平（mR/hr） 10 cm 以外的计数率（CPS）
    137Cs 0.1 mCi (3.7 MBq) 25 500 (1,400) 2.0 11 (30)
    57Co 0.1 mCi (3.7 MBq) 10 5,500 (15,000) 0.5 50 (140)
    氧化铀（天然 UO3） 0.6 mCi (21 MBq) 1 22 (60) 0.3 5 (15)
    241Am 10 µCi (0.37 MBq) 10 1,400 (3,800) 0.5 20 (50)

    建模

    请参阅 TO-8 探测器图纸。

    1. TO-8 盖由镍制成，直径为 14 mm，厚 0.250 mm。
    2. 探测器元件位于 100 µm 厚的 Be 窗后的 1.27 mm 处。
    3. 探测器内部为真空。
    4. 探测器的尺寸为 5x5x1 mm3。
    5. 顶部触点为 20 nm 厚的 Pt（- 侧）。
    6. 200 nm Cd 死层
    7. CdTe 深度 +/- 50 µm
    8. 底部触点为为 1 µm 厚的 In（+ 侧）。
    9. 探测器放置在 0.75 mm 厚的陶瓷基板上。
    10. 制冷器的厚度为 2.75 mm。
    11. TO-8 封装的底座由 1.5 mm 厚的钢（可伐合金）制成。

    典型的可伐合金成分

    • 碳 - 0.02
    • 硅 – 0.20
    • 锰 - 0.30
    • 铁 – 53.48
    • 钴 – 17.0
    • 镍 – 29.0

    尝试将理论结果与实际测量结果进行比较时，请勿使用 RTD。以下应用指南在对 XR-100CdTe 响应进行建模时可能会很有用

    有关如何对固态探测器（SSD）进行建模的详细说明，请参阅以下论文：

    Jorge E. Fernández、Viviana Scot 和 Lorenzo Sabbatucci 撰写的《探测器分辨率和不完全电荷收集的建模工具》

    这些作者提出了一种易于使用的建模工具，可根据特定探测器进行调整。该工具可用于三种类型的探测器：固态探测器、闪烁体探测器和气体正比计数器。作者在演示峰形示例时使用了 Amptek CdTe 探测器。

  • 应用 +


    谱图示例

    图 1.

    图 2. 

    图 3.

    图 4. 

    图 5.

  • 选件和其他信息 +


    可选附件

    • 有 0.75 mm 厚的探测器
    • 准直器套件
    • 真空应用
    • OEM 和特殊应用
    • 如需紧凑、便携式解决方案，请参阅 X-123CdTe 配置。

    附加信息

  • 机械 +


    XR-100CdTe 机械尺寸

    1.5 英寸延长管（标准）

    除非另有说明，否则所有尺寸均以英寸为单位，公差为 ±0.0005。

    下载 XR-100 STP 文件

    CdTe 探测器模块

  • 文档 +