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【预售/内测】二十一世纪了,让我们普及全固态伽马能谱仪

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 )。

upload_downloader_1651765517488_77215437.png

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剂量当量率计算。

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。

11.png

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。

20220418_152438.jpg

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。

10.png

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:

6.png

2.png

5.png

9.png

仪器有如下特征:

1、标配1cm3碘化铯(铊)闪烁体(已修订为2.54cm3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。

    能量分辨率争取接近7%@662keV(已修订为争取10%)。

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,价格比正式价格低。

预售价

×××元人民币/台

已截止,购买正式版请移步https://www.kechuang.org/t/88974

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

(原计划力争8月1日,目前争取9月30日,但基于供应链风雨飘摇的现状,不能保证。请关注进度公告帖,见末尾)

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):

1、可以本帖直接下单,但支付宝或者微信会收0.6%手续费,真是雁过拔毛。

2、可以打款到我的支付宝×××。

3、如果有我的微信,也可以在微信上预订。 没有我微信的话可以联系科创喵。

4、或者 银行卡 工行 ×××

总之,除了本帖直接下单外,其它方式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(未包含在本帖通过交易系统直接下单的情况)

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,2台

11.大仙,1台

12.巨大橘子,1台

13.BG2BHC,1台

14.S.D.P,1台

15.BD4NU,1台

16.BD9BBI,1台

17.BG7IPY等7位团体,7台

18.radioham,1台

19.child@BY1QH,1台

20.BH3DEL,1台

21.yanli,2台

22.qwe,1台

23.bg7ifg,1台

24.wzh19940105,1台

25.xj198398xujing,1台

26.409762631,1台

27.rainyuoko,2台

28.硝化咸鱼,1台

29.ForkEureka,1台

30.BG7YI,3台

31.永恒之桔,1台

32.BG2BYD,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

44.BG7GF,1台

45.darkorochi,1台

46.tariel,2台

47.jish,1台

48.zy975912700,1台

49.BD7CE,1台

50.BD7JAC,1台

51.罗布,1台

52.bd7ibn,1台

53.天马行空yzx,1台

54.BH4DRV,1台

55.BG4REO,2台

56.FT8900,1台

57.qdzzb,1台

58.BH1MNM,2台

59.三水合番,1台

60.Kurt_G,1台

61.webrays,3台

进度公告:

https://www.kechuang.org/t/87897

[ 修改于3年4个月前 - 2023/06/29 19:10:17 ]
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虎哥作者
4年5个月前IP:四川
904908
91楼

传感器预留尺寸很大,对于10×10×10的晶体,外周留有4mm厚度空间,可以插入铜板屏蔽。正式产品采用刚柔复合板,没有连接器。传感器采用防水气密设计,以延长晶体寿命。

20220612_161810.jpg

20
4年6个月前IP:英国
903846
4楼
引用氦发表于3楼的内容
这个好啊,喜欢了,标记一下方便以后观望。价格确实良心的很,国外之前出过几款小的便携能谱,闪烁体尺寸貌似没这个大,还能卖几千。现在云母窗机器(还是二手的)也要四位数起步了(虽然云母机器灵敏一些),不到1...

云母窗比这个灵敏很多是明显错误的,一立方厘米的碘化铯本底计数率是2寸大云母窗的至少十倍,因为他的固体伽马量子效率比盖格的气体要高得多。日用场景见到的核素,闪烁体有绝对优势。

就连阿尔法源通常有明显的伽马特征峰,纯beta源没有伽马峰的,盖格效率接近100%,打在闪烁体上产生的轫致x射线也非常敏感。

可以说是在爱好者场景中用闪烁体百利无一害。

10
虎哥作者
4年6个月前IP:四川
904032
43楼

终于有一点PPT之外的成果了。

1651906508168.png

9
虎哥作者
4年6个月前IP:四川
903859
13楼

以上预订信息已更新到顶楼。通过系统下单的,系统有记录,就不额外公布核对了。更新会有延迟。

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评论
虎哥作者
4年6个月前IP:四川
903861
14楼
引用氦发表于3楼的内容
这个好啊,喜欢了,标记一下方便以后观望。价格确实良心的很,国外之前出过几款小的便携能谱,闪烁体尺寸貌似没这个大,还能卖几千。现在云母窗机器(还是二手的)也要四位数起步了(虽然云母机器灵敏一些),不到1...

有两个传感器模块卡位,实际只装一个。有三个多道分析通道,其中一个默认空闲。空着的卡位,以后或许可以做一些别的传感器作为选配件,比如中子探头。

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评论(1)
虎哥作者
4年6个月前IP:广东
903946
28楼
引用UIMicro发表于24楼的内容
如果虎哥能把电源输入的耐压做高,也许就不需要占位筒,可以直接兼容了

不可以,烧坏后果自负…5号干电池是最优方案,不要自作主张。

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虎哥作者
4年6个月前修改于 4年6个月前IP:广东
903947
29楼
引用AtomictekOWO发表于25楼的内容
两个建议:由于本产品面向业余群体,可否外置一带有偏压的脉冲输入接口(BNC),用于搭配自制探头进行剂量测量。同时对应的剂量换算系数及能量校准可任意设置。目前商用的小型化的半导体中子探测器一般采用碳化硅...

内部有一个选装探头位,可以装别的传感器。

但是反冲质子闪烁体没有工业化的方案,似乎也没有供应商。通常的混合层压结构或者卷绕结构,也是挺麻烦的。为了这点产量(买中子选件的人必然很少)而开发生产线,必然亏成无底洞,或者价格比别的方法更贵。

相反,采用锂玻璃闪烁体可以直接兼容CsI探头的生产线,增加的成本也就是一片锂玻璃(及大面积SiPM)。虽然锂玻璃很贵,但综合成本反而相对便宜。如果你是开厂的,应该不难想明白这个道理(当然如果有可行的量产方案除外)。

另外关于外接BNC,这是万万不可的。多一个这类小众且麻烦的功能,没有真实的、普惠的价值,售后却会被烦死,甚至可能导致项目失败、亏损。

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评论(1)
3
虎哥作者
4年6个月前IP:四川
904010
38楼
引用409762631发表于37楼的内容
预定一台,已转支付宝,请查收

请留个电话,或者在资料设置-交易信息里面填写收货信息。

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虎哥作者
4年6个月前修改于 4年6个月前IP:四川
904022
41楼
引用c150发表于40楼的内容
订两台,但是不知可否开到发票?谢谢

内测是我以个人名义邀请爱好者个人参加,是私事不是公事。企业采购请待产品正式发布。

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虎哥作者
4年6个月前IP:四川
904032
43楼

终于有一点PPT之外的成果了。

1651906508168.png

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评论(2)
9
虎哥作者
4年6个月前IP:四川
904360
45楼
引用hamho发表于44楼的内容
这个东西如果放着不用最多能坚持多少年不坏?

不含无法长期存放的电池,不用时请取下干电池,避免漏液。

传感器虽然进行了密封设计,但潮解晶体的存放年限还是有限的,所以采用不潮解的CsI闪烁体。

里面也没有长期存放会损坏的铝电解电容。

整机按IP67设计防水,实际争取达到IP65。

说实话如果不考虑这些生存能力问题,根本不会是这个鸟样,会看起来更高大上,而且还简单。

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虎哥作者
4年6个月前修改于 4年6个月前IP:四川
904387
46楼
引用desert发表于30楼的内容
冒昧问问,CsI闪烁体探头和SiPM传感器用的是标准品还是定制的型号?这两者是否有单独出售的打算呢?

由于按照较大的量进行采购,因此晶体是定制的,给厂家提了许多要求,以保障分辨率不太拉胯。部分器件也要求厂家进行了适当的改进,例如提供裸片,没有管壳阻挡。

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1
虎哥作者
4年6个月前修改于 4年6个月前IP:四川
904400
49楼
引用bg4tfw发表于48楼的内容
已支付宝转账预订一台,请查收。

谢谢支持,您是通过KC系统提交的,所以不会出现在顶楼的列表中。

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1
虎哥作者
4年6个月前IP:四川
904503
58楼

切了一个晶体看看,还挺清澈😂

切花了,用水抛光了一下

这个晶体里面含铊,有剧毒…

20220524_222512.jpg 20220524_222913.jpg 20220524_223117.jpg

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虎哥作者
4年6个月前修改于 4年6个月前IP:广东
904507
60楼
引用RodTech发表于59楼的内容
水有没有变黄😂应该不影响分辨率,这个东西比较耐用

方法是在无纺布上蘸少许水,然后用晶体一面轻轻挤压几次,就光了。金相镜下可见表面有纤维压痕。

20220524_223301.jpg

溶解很少,溶液未见黄色。

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虎哥作者
4年5个月前IP:四川
904565
64楼
引用bg7dgh发表于63楼的内容
话说可以替代一般的盖格吗😃

这个问题。。。一般情况当然可以。

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虎哥作者
4年5个月前IP:四川
904576
67楼
引用c150发表于66楼的内容
刘总,该仪器会内置元素识别功能吗?

别这样称呼,搞得像是谈生意。。。当然会内置,但是效果咋样可就不知道了😂

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虎哥作者
4年5个月前修改于 4年5个月前IP:四川
904639
78楼
引用Kurt_G发表于77楼的内容
话说CsI(Tl) 探测器貌似有成品供应?  之前看到的RadiaCode101里面用的是类似一个独立密封的模块。不知道能不能找到供应商。如下图所示:[图片][图片][图片]

这个传感器自己做就行了,为了提高抗干扰能力,可以把小信号电路都集成进去。有的模块有个突出问题是抗干扰比较抱歉,比如和手机一同揣裤兜里面,就可能时不时的被手机干扰报警。

现在KC761的设计并未考虑“计量笔”的便携性。为了可换电池,可长期存放,可插根网线组网监测,达到一定防水性能,以及摆脱对手机的依赖……体积是比较大的,但他事实上没有竞品,符合KC做开创性产品的作风。如果做得成功的话,可以再做个不带显示屏的微缩版,只能用手机APP看结果的那种,不过其实国际市场上已经有竞品了,所以做的动力不大。

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2
虎哥作者
4年5个月前IP:四川
904644
81楼

劳驾各位通过直接转账预订的朋友,短信息发联系方式给我,或者在“资料设置-交易信息”里面加一条收货信息。

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虎哥作者
4年5个月前IP:四川
904675
84楼
引用tariel发表于83楼的内容
在核技术与核仪器分区的图书馆(https://www.kechuang.org/f/16/library#328)传了本《应用γ射线能谱学》。

里面提到了硅油的粘度😂。

1654004833261.png

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2
虎哥作者
4年5个月前IP:四川
904723
87楼
引用记忆定格发表于85楼的内容
虎哥你好,我正在做一个类似的项目,打算用塑料闪烁体和SiPM探测缪子,但是电路实际做出来遇到了好多问题包括前级放大,滤波,峰值保持等,看到您做的项目峰值保持电路效果很好,想问一下这个项目是开源的吗,电...

您可以另外发帖子交流,讲讲已知情况及遇到的问题,可能网友们能够讨论出一些有趣的东西。

sticker

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虎哥作者
4年5个月前修改于 4年5个月前IP:四川
904724
88楼
引用NuclearExplorer发表于86楼的内容
请问有具体量程吗?

尽量≥100kCps。

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虎哥作者
4年5个月前IP:四川
904803
89楼

一板子有线无线连接连接芯片😂

1654574667074.png
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5
虎哥作者
4年5个月前IP:四川
904908
91楼

传感器预留尺寸很大,对于10×10×10的晶体,外周留有4mm厚度空间,可以插入铜板屏蔽。正式产品采用刚柔复合板,没有连接器。传感器采用防水气密设计,以延长晶体寿命。

20220612_161810.jpg

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20
虎哥作者
4年5个月前IP:四川
904997
94楼
引用墨镜哈哈日记发表于93楼的内容
来晚了,还能买不

已经截止了,现在的任务是保交付。。

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虎哥作者
4年5个月前IP:四川
905089
95楼

问题比较多,不像那么回事😂

20220621_212240.jpg

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1
虎哥作者
4年4个月前修改于 4年4个月前IP:四川
905407
98楼
引用bg7dgh发表于97楼的内容
每天来看看,准备迎接机器 是不是可以去买点[源] 来测试了[表情]

本活动没有这个意思,千万别。

1657094091566.png

听说有的初中生十分威猛,把测混凝土的源粒搞出来用手拨弄着玩,甚至还听说把封壳锯开,把陶瓷芯子打碎,用环氧封成小源兜售的。至于负离子粉或者黄饼之类的冒充镭的更是一度成了热门话题。此风不可长啊~~

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3
虎哥作者
4年4个月前修改于 4年4个月前IP:四川
905429
100楼

@Ma3.02的守望火速DIY了一个扫幅脉冲源,用来校验多道分析仪的性能。

20220706_190459.mp4  点击下载 ‎


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3
虎哥作者
4年2个月前IP:四川
908195
102楼

显然不会,我局好歹是做射频的。倒是要担心一下手机发射的干扰,如果把它和手机揣在一个兜里的话。

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虎哥作者
4年2个月前IP:四川
908551
104楼
引用20!Dopaminor发表于103楼的内容
多少瓶KCl一起测试比较合理?KCl市场价目前多少?

KCl的活度很低,能量很高,不太容易测,用两寸的晶体能看到微弱的峰,这个仪器不确定能不能看到。盖革测到的多半是他放出的β。

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虎哥作者
4年1个月前IP:四川
909536
106楼
引用
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虎哥作者
4年0个月前IP:四川
909803
108楼
引用5free发表于107楼的内容
这个现在还可以购买吗?

可以下单就可以预购。请留意目前仍是内测阶段,未研发完毕,发货时间仍处于待定状态,请阅读顶楼的风险提示。

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虎哥作者
3年7个月前IP:四川
918660
118楼
引用轻寒发表于117楼的内容
请问,现在还能预定吗?

现在内测接近尾声,快要发售正式版了,没有预订这个说法了…届时在kc会上架,价格会比内测稍高。

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我也是有底线的