IEC 60973-1989 Test procedures for germanium gamma-ray detectors《锗γ射线探测器的试验程序》.pdf

1、NORME INTERNATIONALE INTERNATIONAL STANDARD CE1 IEC 60973 Premire dition First edition 1989-06 Mthodes dessais de dtecteurs gamma en germanium Test procedures for germanium gamma-ray detectors Numro de rfrence Reference number CEIAEC 60973: 1989 Numros des publications Depuis le ler janvier 1997, le

2、s publications de la CE1 sont numrotes partir de 60000. Publications consolides Les versions consolides de certaines publications de la CE1 incorporant les amendements sont disponibles. Par exemple, les numros ddition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent respectivement la publication de base, la publication de

3、 base incorporant lamendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2. Validit de la presente publication Le contenu technique des publications de la CE1 est constamment revu par la CE1 afin quil reflte ltat actuel de la technique. Des renseignements relatifs la date de recon

4、fir- mation de la publication sont disponibles dans le Catalogue de la CEI. Les renseignements relatifs des questions a ltude et des travaux en cours entrepris par le comit technique qui a tabli cette publication, ainsi que la liste des publications tablies, se trouvent dans les documents ci- dessou

5、s: cSite web de la CEI* Catalogue des publications de la CE1 Publi annuellement et mis jour rgulirement (Catalogue en ligne) Bulletin de la CE1 Disponible la fois au 4te web. de la CEI et comme priodique imprim Terminologie, symboles graphiques et littraux En ce qui concerne la terminologie gnrale,

6、le lecteur se reportera la CE1 60050: Vocabulaire Electro- technique International (VEI). Pour les symboles graphiques, les symboles littraux et les signes dusage gnral approuvs par la CEI, le lecteur consultera la CE1 60027: Symboles littraux a utiliser en lectrotechnique, la CE1 6041 7: Symboles g

7、raphiques utilisables sur le matriel. Index, rele ve et compilation des feuilles individuelles, et la CE1 6061 7: Symboles graphiques pour schmas. * Voir adresse site web sur la page de titre. Numbering As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the 60000 series. Co

8、nsolidated publications Consolidated versions of some IEC publications including amendments are available. For example, edition numbers 1 .O, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base publication, the base publication incor- porating amendment 1 and the base publication incorporating amendments 1

9、 and 2. Validity of this publication The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC, thus ensuring that the content reflects current technology. Information relating to the date of the reconfirmation of the publication is available in the IEC catalogue. Informatio

10、n on the subjects under consideration and work in progress undertaken by the technical committee which has prepared this publication, as well as the list of publications issued, is to be found at the following IEC sources: IEC web site* Catalogue of IEC publications Published yearly with regular upd

11、ates (On-line catalogue)* Available both at the IEC web site* and as a printed periodical IEC Bulletin Terminology, graphical and letter symbols For general terminology, readers are referred to I EC 60050: International Electrotechnical Vocabulary (IEV). For graphical symbols, and letter symbols and

12、 signs approved by the IEC for general use, readers are referred to publications IEC 60027: Letter symbols to be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical symbols for use on equipment. Index, survey and compilation of the singfe sheets and IEC 60617: Graphical symbols for diagrams. See web

13、 site address on title page. NORME INTERNATIONALE INTERNATIONAL STANDARD CE1 IEC 60973 Premire dition First edition 1989-06 Mthodes dessais de dtecteurs gamma en germanium Test procedures for germanium gamma-ray detectors O IEC 1989 Droits de reproduction rservs - Copyright - all rights reserved Auc

14、une partie de cette publication ne peut tre reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun any form or by any means, electronic or mechanical, procd, lectronique ou mcanique, y compris la photo- including photocopying an

15、d microfilm, without permission in copie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. writing from the publisher. International Electrotechnical Commission Telefax: +41 22 919 0300 3, rue de Varemb Geneva, Switzerlan IEC web site http: /www.iec.ch e-mail: inmailiec.ch W CODE PRIX PRICE CODE Pour

16、 prix, voir catalogue en vigueur For price, see current catalogue Commission Electrotechnique Internationale International Electrotechnical Commission MetnnyHaponnaH 3nepoiexiirecna KOMHCCHR O -2- 973 O CE1 SOMMAIRE Pages PRAMBULE 4 PRFACE 4 Articles 1 . Domaine dapplication 6 2 . Objet . 6 3 . Symb

17、oles et dfinitions . 6 3.2 Dfinitions (par ordre alphabtique) 10 4 . Introduction . 26 4.1 Interaction du rayonnement gamma avec la matire 26 4.2 Le dtecteur gamma en germanium . 28 4.3 Types de dtecteurs germanium 28 30 32 6.1 Radionuclides utiliss comme sources 32 6.2 Mthode 34 6.3 Surface du pic

18、et fond continu du spectre 34 6.5 LTMH, LT O, 1 M, et LT O, 02 M dun pic 36 6.6 Rapport pic sur Compton 36 6.7 Rsolution en nergie 36 6.8 Rsolution lectrique et contribution du dtecteur 38 6.9 Asymtrie du pic 38 6.10 Rsolution dun dtecteur puits . 38 6.1 1 Energies conseilles 40 40 7.1 Efficacit pou

19、r une source ponctuelle 25, O cm . 40 7.1.1 Efficacit absolue de comptage dans le pic dnergie totale 40 7.1.2 Efficacit relative de comptage dans le pic dabsorption totale . 42 7.2 Efficacit dun dtecteur gamma coaxial type puits . 42 7.3 Efficacit dun dtecteur gamma dans une gomtrie utilisant un rci

20、pient enveloppant normalis . 44 7.3.1 Gnralits 44 7.3.2 Source normalise en rcipient enveloppant (SNRE) . 44 7.3.3 Le rcipient 46 7.3.4 Matire radioactive de remplissage . 46 7.3.5 La mesure . 48 7.3.6 Dossier de la SNRE . 50 50 52 9.1 Dispositif de mesure . 52 9.2 Rsolution temporelle 52 54 10.1 Dt

21、ecteurs cyclables . 54 10.2 Dtecteurs rgnrables 54 11 . Dtecteurs germanium bas bruit de fond 56 FIGURES 58 TABLEAUX . 76 3.1 Symboles . 6 5 . Conditions gnrales . 6 . Mesures de spectromtrie en nergie 6.4 Abscisse du sommet du pic 34 7 . Efficacit de comptage . 8 . Indice dpaisseur de fentre . 9 .

22、Rsolution temporelle 10 . Possibilits de subir des cycles de temprature . -4- Rgle des Six Mois 45(BC) 189 973 O CE1 Rapport de vote 45(BC)192 - COMMISSIONS LECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE MTHODES DESSAIS DE DTECTEURS GAMMA EN GERMANIUM PRAMBULE I) Les dcisions ou accords officiels de la CE1 en ce qu

23、i concerne les questions techniques, prpares par des Comits dEtudes o sont reprsents tous les Comits nationaux sintressant ces questions, expriment dans la plus grande mesure possible un accord international sur les sujets examins. 2) Ces dcisions constituent des recommandations internationales et s

24、ont agres comme telles par les Comits nationaux. 3) Dans le but dencourager lunification internationale, la CE1 exprime le vu que tous les Comits nationaux adoptent dans leurs rgles nationales le texte de la recommandation de la CEI, dans la mesure OU les conditions nationales le permettent. Toute d

25、ivergence entre la recommandation de la CET et la rgle nationale correspondante doit, dans la mesure du possible, tre indique en termes clairs dans cette dernire. PRFACE La prsente norme a t tablie par le Comit dEtudes no 45 de la CEI: Instrumentation nuclaire. Cette norme remplace les Publications

26、430 (1973) 656 (1979) et 697 (1981) de la CEI. Le texte de la prsente norme est issu des documents suivants: Le rapport de vote indiqu dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant abouti lapprobation de cette norme. Les publications suivantes de la CEI sont cites dans la prsen

27、te norme: Publications nos 333 (1 983): 759 (1983): Mthodes dessais des semicteurs pour particules charges. Mthodes dessais normaliss des spectromtres dnergie X a sernicteurs 973 O IEC -3- CONTENTS Page FOREWORD 5 PREFACE 5 Clause 1 . Scope . 7 2 . Object 7 7 3.2 Definitions (in alphabetical order)

28、11 4 . Introduction . 27 4.1 The interaction of gamma-rays with matter 27 4.2 The germanium gamma-ray detector 29 4.3 Germanium detector types . 29 31 33 6.1 Useful radionuclide sources 33 6.2 Method 35 6.3 Peak area and spectral background . 35 6.4 Peak center . 35 6.5 FWHM, FW O, 1 M, and FW O, 02

29、 M of a peak . 37 6.6 Peak-to-Compton ratio . 37 6.7 Spectral energy resolution 37 6.8 Total noise linewidth and detector contribution 39 6.9 Peak asymmetry . 39 6.1 O Well-type detector resolution . 39 6.1 1 Preferred energies . 41 41 7.1 Efficiency for a point source at 25, O cm 41 7.1.1 Absolute

30、full-energy peak counting efficiency . 41 7.1.2 Relative full-energy peak counting efficiency 43 7.2 Well-type coaxial detector gamma-ray efficiency 43 7.3 Detector gamma-ray efficiency using a standard reentrant beaker geometry . 45 3 . Symbols and definitions 3.1 Symbols 7 5 . General requirements

31、 . 6 . Energy spectroscopy measurements 7 . Counting efficiency 7.3.1 General . 45 7.3.2 Reentrant beaker standard source (RBSS) 45 7.3.3 The beaker 47 7.3.4 Radioactive filling material 47 7.3.5 The measurement 49 7.3.6 RBSS documentation . 51 8 . Window thickness index 51 9 . Timing 53 9.2 Timing

32、resolution . 53 55 10.1 Cyclable detectors . 55 10.2 Annealable detectors . 55 11 . Low background germanium detectors . 57 FIGURES 59 TABLES . 77 9.1 Measuring system . 53 10 . Temperature cyclability . 973 0 IEC -5- INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION TEST PROCEDURES FOR GERMANIUM GAMMA-RAY

33、DETECTORS FOREWORD i) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters, prepared by Technical Committees on which all the National Committees having a special interest therein are represented, express, as nearly as possible, an international consensus of opinion on the subjects dea

34、lt with. 2) They have the form of recommendations for international use and they are accepted by the National Committees in that sense. 3) In order to promote international unification, the IEC expresses the wish that all National Committees should adopt the text of the IEC recommendations for their

35、 national rules in so far as national conditions will permit. Any divergence between the IEC recommendation and the corresponding national rules should, as far as possible, be clearly indicated in the latter. PREFACE This standard has been prepared by I EC Technical Committee No. 45: Nuclear Instrum

36、entation. This standard replaces IEC Publications 430 (1973), 656 (1979) and 697 (1981). The text of this standard is based on the following documents: 1 Six Months Rule 1 Report on Voting I 45(C0)189 45(CO) 192 I I Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the

37、 Voting Report indicated in the above table. The following IEC publications are quoted in this standard: Publications Nos. 333 (1983): Test procedures for semiconductor charged-particle detectors. 759 (1983): Standard test procedures for semiconductor X-ray energy spectrometers. -6- 973 O CE1 MTHODE

38、S DESSAIS DE DTECTEURS GAMMA EN GERMANIUM 1. Domaine dapplication La prsente norme sapplique aux dtecteurs de rayonnements en germanium qui sont principalement utiliss en dtection et en spectromtrie haute rsolution du rayonnement gamma. Ces dispositifs sont galement utiliss pour la spectromtrie X et

39、 occasionnellement pour la spectromtrie de particules charges. Cette norme dcrit les mesures des caractristiques qui dterminent les performances du systme de dtection et qui sont importantes pour lutilisateur du dtecteur. Les techniques de mesure dcrites ont t choisies de manire tre facilement mises

40、 en uvre par les fabricants et les utilisateurs de dtecteurs en germanium. 2. Objet Lobjet de la prsente norme est dtablir des mthodes dessais normaliss pour les dtecteurs gamma en germanium afin que les mesures aient la mme signification pour tous les fabricants et utilisateurs. Tous les essais dcr

41、its dans cette norme ne sont pas obligatoires, mais les essais qui sont utiliss pour spcifier les performances doivent tre raliss suivant la procdure qui y est dcrite. 3. Symboles et definitions surface du pic surface du bruit de fond sous le pic surface totale du pic constantes caractrisant le brui

42、t largeur de bande capacit lectrique condensateur calibr utilis pour coupler le gnrateur dimpulsions au circuit en essai capacit effective dentre dun pramplificateur capacit de contre-raction dans la boucle sensible la charge dun pramplificateur capacit totale lentre dun pramplificateur largeur tota

43、le mi-hauteur (LTMH) dun pic spectral LTMH, exprime en units dnergie, due au bruit de lamplificateur LTMH, exprime en units dnergie, due au bruit du dtecteur LTMH, exprime en units dnergie, due au bruit lectronique hormis la contribution du dtecteur au bruit LTMH, exprime en units dnergie, due lense

44、mble des facteurs autres que le bruit lectronique 973 O IEC -7- TEST PROCEDURES FOR GERMANIUM GAMMA-RAY DETECTORS 1. Scope This standard applies to germanium radiation detectors which are primarily used for detection and high-resolution spectroscopy of gamma radiation. These devices are also used fo

45、r X-ray spectroscopy and occasionally for charged particle spectroscopy. This standard describes the measurement of detector system performance characteristics which are important to the detector user. The measurement techniques described have been selected to be readily available to manufacturers a

46、nd users of germanium detectors. 2. Object The object of this standard is to establish standard test procedures for germanium gamma-ray detectors so that measurements have the same meaning to all manufacturers and users. Not all tests described in this standard are mandatory, but tests which are use

47、d to specify performance shall be performed in accordance with the procedures described herein. 3. Symbols and definitions 3.1 Symbols = peak area = peak background area = total peak area = constants characterizing noise = bandwidth = electrical capacitance = calibrated capacitor used to couple puls

48、e generator to circuit under test = effective input capacitance of a preamplifier = feedback capacitance in the charge-sensitive loop of a preamplifier = total capacitance at preamplifier input = full width at half maximum (FWHM) of a spectral peak = FWHM, expressed in units of energy, due to amplifier noise = FWHM, expressed in units of energy, due to detector noise = FWHM, expressed in units of energy, due to electronic noise without the = FWHM, expressed in units of energy, due to all factors other than electronic detector noise contribution noise -8- 973 O CE1 At & e en I Q