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CdTe 应用指南:X 射线管的表征

特点

  • 直接测量频谱
  • 终点能量(kVp)
  • 无康普顿光谱
  • 使用 XRS-FP 软件进行逃逸峰调整
  • 自校准系统
  • 直接对准 X 射线管,同时记录频谱和峰值电位(kVp)

所需设备

  • X-123CdTe 完整 X 射线和伽马射线光谱仪
  • EXVC 准直器套件
  • XRS-FP 逃逸峰调整软件

图 1.Mini-X X 射线管的直接输出 X 射线光谱(Ag 靶 – 左,W 靶 – 右)。

系统描述

X-123CdTe

X-123CdTe 是一款高性能的 X 射线和伽马射线探测器,与前置放大器的输入 FET 一起安装在热电制冷器(帕尔帖型)上。这些组件由集成电路监控,保持在 -30 °C 的温度下,并封装在一个带有气密、不透光铍窗的密封外壳中。探测器的电源和信号处理由集成 DP5 数字脉冲处理器和 PC5 电源提供,该电源确保了探测器可在开机后不到一分钟内稳定地运行。简而言之,X-123CdTe 包括探测器、前置放大器、数字脉冲处理器和 MCA 以及电源。它通过 USB、以太网或 RS-232 连接到 PC,并由 USB 或随附的 +5 V 交流电源适配器供电。

图 2.X-123CdTe 上的 EXVC 准直器套件。
 

准直器套件

Amptek 开发了 EXVC 准直器套件,用于准直初级 X 射线束。该系统由带标准 1.5 英寸延长管的盒子组成,可在准直器外壳内滑动。准直器外壳最多可容纳两个钨准直器片,这些准直器片被放置在探测器前面的卡口支座内。通过选择适当的钨准直器片,用户可以减少入射的 X 射线通量,并允许探测器和电子器件处理 X 射线光谱。我们提供了七种不同的钨准直器片,它们有不同尺寸的孔(孔径从 25 µm 到 2,000 µm 不等),适用于广泛的应用。准直器外壳由不锈钢制成。

图 3.EXVC 准直器套件可在 X-123CdTe 的 1.5″ 延长管上滑动。

套件包括
  • 不锈钢准直器外壳
  • 三脚架和安装板
  • 激光笔
  • 黄铜间隔管
  • 7 种钨(W)准直器片:
    • 1 mm 厚,带 25 µm 孔
    • 1 mm 厚,带 50 µm 孔
    • 2 mm 厚,带 100 µm 孔
    • 2 mm 厚,带 200 µm 孔
    • 2 mm 厚,带 400 µm 孔
    • 2 mm 厚,带 1000 µm 孔
    • 2 mm 厚,带 2000 µm 孔

 
所有钨片均由 HD17 合金(90% W、6% Ni、4% Cu)制成。所有钨片和间隔管的直径均为 0.625 英寸。可选:EXVC-W-SPACER 此钨(W)间隔管/准直器厚 36 mm,有 300 µm 的孔。它设计用于阻止和准直由高能量射线管产生的大于 100 keV 的 X 射线。
 

使用 XRS-FP 软件进行逃逸峰调整

XRS-FP 软件可用于调整 CdTe 探测器逃逸峰的输出频谱。这可能会对在 Cd 和 Te 吸收限上方运行的高能量 X 射线管产生显著的效果。

 
有关更多信息,请参阅应用指南 ANCDTE1: CdTe 测量的X 射线管谱图:逃逸事件
 

 

图 4.该图显示了使用 CdTe 探测器采集的钨(W)X 射线管输出频谱在去除逃逸事件后的谱图。灰色迹线为原始频谱。绿色迹线表示原始频谱中的逃逸事件。这些事件在计算正确的能量(通过添加逃逸的能量)之前会从原始频谱中扣除。蓝色迹线表示校正后的逃逸事件,它们将与灰色迹线相加。深黑色迹线表示处理后的最终结果,各事件都在正确的通道中。

 


重复测量以进行短期和长期表征

X-123CdTe 是一款功能强大的工具,可用于表征 X 射线管和控制器的短期和长期稳定性。使用放置在 X-123CdTe 前面的 EXVC 准直器可减少 X 射线通量并避免探测器饱和。探测器现在可以直接对准 X 射线管,并定期获取能谱以监控其性能。Amptek DPPMCA 显示和采集软件包含一个实用的程序,该程序可按用户定义的时间间隔自动保存完整的频谱,并生成一个包含每个频谱中“总计数”的文件。此“总计数”文件然后可导入到电子表格程序中。

 
单击此处下载 DPPMCA 软件。
 

对于短期稳定性调查,图 5 显示了 DPPMCA 软件的设置。它设置为 100 个重复频谱的程序,每个频谱为 60 秒。输出 X 射线(总计数文件)图(如图 6 所示)显示了 X 射线管和控制器在稳定之前需要大约 12 分钟的时间来预热。

图 5.

图 6.
 

对于长期稳定性调查,图 7 显示了 6 小时内的输出 X 射线(总计数文件)图。图中的插图是保存的一个频谱图。在总计数文件和每个点的全频谱之间,可以对 X 射线管的稳定性和完整性进行全面分析。该图还显示了平均值、预测的标准偏差、计算的标准偏差和当前稳定性。总计数文件使这四个计算可以在任何电子表格程序中轻松进行。

图 7.
 

测量射线管 X 射线通量稳定性的另一种方法是设置 X-123CdTe,以检测固定靶产生的 X 射线荧光(XRF)。“管-靶-探测器”的典型角度约为 45 度。在这种配置下,可能不需要 EXVC 准直器套件。