Hardware

Dr. Westmeier GmbH  arbeitet mit allen führenden Herstellern von Hardware für nukleare Anwendungen zusammen. Wir liefern jegliche Geräte (Detektoren, Vielkanalanalysatoren, Abschirmungen, Elektronik, Zubehör, Kalibriermaterialien) und Software sowie Komplett-Systeme, die aus diesen Teilen zusammengestellt werden. Dr. Westmeier GmbH berät und unterstützt Sie zur Auswahl von Geräten, bei der Installation, beim Service sowie beim Training vor Ort. Wir unterstützen Sie bei Routine- und QA-Messungen.
Unsere Szintillations-Spektrometer arbeiten mit der SODIGAM Software zur Präzisionsanalyse von Gamma-Spektren.

Gamma-Spektrometrie mit Szintillationsdetektoren wurde früher gemieden, weil deren Auflösung (FWHM bei 661.6 keV) deutlich schlechter ist als bei HPGe Detektoren und weil es keine zuverlässige Software zur Entfaltung komplizierter Multiplets oder zur Analyse von kleinen Peaks auf hohem Untergrund gab. Neue Entwicklungen zur Spektrometrie mit Szintillations-Detektoren haben zu einer spektakulären Renaissance in diesem Bereich geführt.

  • Es wurden Software-Werkzeuge entwickelt, die sehr komplexe Spektren mit überlappenden Peaks quantitativ analysieren können.
    Das wohl am weitesten entwickelte und am umfassendsten optimierte Programm ist SODIGAM. Dies ist das einzige Programm am Markt in dem sowohl die Form der Baseline (d.h. des Untergrunds unter einem Peak oder Multiplett) als auch die Form von Peaks auf der Basis der Physik bei der Wechselwirkung vom Photon mit dem Detektor beschrieben wird. In SODIGAM werden unter anderem die Beschreibungen für NaI(Tl), LaBr3(Ce) und CeBr3-Detektoren verwendet. Somit ist das Programm hervorragend geeignet, um komplexe Multipletts, Schulterpeaks oder kleine Peaks auf hohem Untergrund korrekt zu analysieren.
  • Die neuen CeBr3-Detektoren liefern eine Auflösung von etwa 4 Prozent (statt 7 Prozent bei NaI(Tl)-Detektoren) und die Spektren sind gut charakterisiert.

Heute können ungekühlte Szintillationsdetektoren für viele Anwendungen eingesetzt werden, für die der Einsatz eines gekühlten HPGe-Detektors früher unerlässlich war. Mit der Hilfe moderner Software erhält man die Ergebnisse ohne wesentliche Verluste in der Präzision.
Die wesentlichen Vorteile von Szintillationsdetektoren gegenüber HPGe sind:

  • Keine laufenden Kosten für Kühlmittel und Betreuungspersonal (niemand muss z.B. mit flüssigem Stickstoff hantieren)
  • Hohe Mobilität des leichten und kleinen Spektrometers, einschließlich PC
  • Hohe Nachweiswahrscheinlichkeit vom Szintillationsdetektor
  • Niedrige Investitionskosten

Zusätzliche Informationen zur NaI(Tl) Spektrometern finden Sie hier.

Die am häufigsten eingesetzten Szintillatoren für die Gamma-Spektrometrie mit ungekühlten Detektoren sind:

  • NaI(Tl): der Detektor ist relativ preiswert und hat eine Auflösung (Halbwertsbreite (FWHM) bei 661.6 keV) von 7.5% oder besser. NaI(Tl) Detektoren gibt es in vielen Standard-Größen bis zu 8″x5″ sowie in beliebigen Spezial-Geometrien für spezielle Anwendungen.
  • LaBr3(Ce): der Detektor mit einer Auflösung von 3% oder besser ist deutlich teurer als NaI(Tl); die intrinsische Aktivität vom La-139 stört bei vielen Anwendungen.
  • CeBr3:  der Detektor mit einer Auflösung von ~4% hat eine sehr geringe Eigenaktivität (Kontamination) und ist deutlich preiswerter als LaBr3(Ce).

Im Folgenden werden einige Details verschiedener neuer Detektormaterialien vorgestellt.

LaBr3-Detektor

Das von der französischen Firma Saint Gobain (Nemours, France) entwickelte Material ist ein starker Konkurrent zu den gekühlten HPGe Detektoren. Der Markenname des Materials ist „BrilLanCe“ und es werden zwei Versionen von Kristallen angeboten:

BrilLanCe 350 besteht aus LaCl3(Ce) und ist mit etwa 10% Ce gedopt
BrilLanCe 380 besteht aus LaBr3(Ce) und ist mit etwa   5% Ce gedopt

Die meist eingesetzten BrilLanCe 380 Detektoren werden in allen Standard Größen (1″x1″, 1.5″x1.5″, 2″x2″, 3″x3″) kommerziell angeboten. Zur Verfügbarkeit größerer Kristalle oder von speziellen Geometrien fragen Sie uns.

Die neuen BrilLanCe Detektoren haben eine gute Auflösung von ~3% oder etwas besser (FWHM bei 661.6 keV). Die Spektren sind bezüglich der Auflösung, der Peak-Form und der Baseline gut charakterisiert (siehe .PDF File), deshalb können die Spektren mit SODIGAM problemlos quantifiziert werden.

Aus diesem Grund können heute ungekühlte Szintillationsdetektoren häufig anstelle von HPGe Detektoren ohne einen wesentlichen Verlust an Datenqualität eingesetzt werden.

CeBr3 Detektor

Das neue von der Firma SCHOTT hergestellte Szintillator-Material CeBr3 hat oberhalb von etwa 200 keV deutliche Vorteile gegenüber NaI(Tl). Die Photoelektronen-Ausbeute ist um etwa 25 Prozent höher als bei NaI(Tl), die Auflösung ist deutlich besser (siehe Tabelle) und die Nachweiswahrscheinlichkeit (Efficiency) ist oberhalb von 200 keV fast doppelt so hoch wie bei NaI(Tl).

Energie in keV Auflösung NaI(Tl) in % Auflösung CeBr3 in %
30 18 22
60 12 15
81 11 13,5
122 9 11
356 8 5
662 6,5 4
1332 4,9 3
2615 4,0 2

Ein wesentlicher Vorteil vom CeBr3 Material gegenüber LaBr3(Ce) liegt darin, dass das Material fast frei von interner radioaktiver Kontamination ist. Somit sind die CeBr3-Detektoren sehr gut für Umweltuntersuchungen zu verwenden, bei denen der 40K Gehalt in Proben quantifiziert werden soll.
CeBr3-Kristalle sind in zylindrischen „Standard“-Geometrien wie 1“x1“, 1.5“x1.5“, 2“x2“ und 3“x3“ erhältlich. Die Angabe 1“x1“ bedeutet dass der zylindrische Kristall einen Durchmesser von 1“ (25.4 mm) und eine Dicke von 1“ hat. Zur Verfügbarkeit anderer Größen und Geometrien beraten wir Sie gern:

M. info@westmeier.com
T. 06424 923 000
F. 06424 923 002

Ein Nachteil vom CeBr3– gegenüber einem HPGe-Detektor ist die schlechtere Auflösung. Aus diesem Grund verbleiben viele Anwendungen, bei denen unbedingt ein hochauflösender HPGe-Detektor eingesetzt werden muss; in vielen anderen Anwendungen liefert ein moderner Szintillationsdetektor aber die gesuchten Information ausreichend schnell und gut.

bMCA-Vielkanalysator

Wir sind OEM Händler und vertreten die neue bMCA Produktlinie bei Vielkanalanalysatoren für die Szintillations-Spektrometrie.
Die technischen Highlights von bMCA Vielkanalanalysatoren sind:

  • 25 MHz flash ADC
  • 256, 512, 1024, 2048 oder 4096 Kanäle Spektrenlänge
  • Hochspannung bis zu +1500 Volt
  • digitale und analoge Verstärkung
  • LLD und ULD Kontrolle
  • integriertes digitales Oszilloskop (Eingang und ADC Signal)
  • Emulations-Software mit SODIGAM Anbindung
  • Ein-Klick Bedienung zum Start der Spektrenauswertung
  • PHA und MCS Messmodi

 

bMCA ist in unterschiedlichen Versionen für unterschiedliche Anwendungen erhältlich:

  • bMCA-U: Spektrometrie mit plug-on MCA und USB Anschluss an den PC
  • bMCA-E: Spektrometrie mit plug-on MCA und PoEthernet Anschluss an den PC
  • bMCA-C: SCA Zähler mit TTL und/oder analogem Ausgang
  • bMCA-S: Spektrometrie mit Anschluss an den Detektor durchs HV Kabel und USB Anschluss an den PC. Technische Daten wie bMCA-U