利用实用型微热量计伽马谱仪改进非破坏性同位素分析

仪器与数据分析软件的进步如今使得首批专为核设施和分析实验室部署设计的超高分辨率微热量计伽马谱仪成为可能。相比高纯锗探测器，这些仪器具有约十倍更好的能量分辨率，可克服重要的不确定度极限。微热量计伽马能谱学旨在提供具有足够精度与准确度的非破坏性同位素分析能力，以减少为满足保障监督与安全目标而对采样、化学分离和质谱分析的需求。关键里程碑是SOFIA仪器（Spectrometer Optimized for Facility Integrated Applications，面向设施集成应用优化的谱仪）与SAPPY软件（Spectral Analysis Program in PYthon，PYthon能谱分析程序）的开发。SOFIA是一台紧凑型仪器，它结合了大型复用过渡边沿传感器阵列的进展与优化的低温性能，克服了先前系统的许多实际限制。凭借具备每秒5000计数能力的256像素复用探测器阵列，其测量时间可与高纯锗探测器相当。SAPPY的开发旨在以类似于广泛使用的FRAM软件的方法，从SOFIA及其他微热量计仪器的数据中确定同位素比值。SAPPY为微热量计与HPGe数据提供了一个带有严格不确定度分析的灵活框架，允许直接比较。我们展示了SOFIA仪器的当前结果、使用SAPPY的初步同位素分析，并描述了该技术如何被用于探索非破坏性同位素表征的不确定度极限、为保障监督模型提供信息，以及提取改进的核数据（包括伽马射线分支比）。