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更新: 26-Oct-2013
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!!!SDDX線検出器専用 "ASPMCA"完成致しました。!!!
新世代 食品放射能測定器 iFKR-ZIPとiFKR-U8X 新発売!!
 iFKR-ZIP 微量放射能測定の可能性について 追加しました

 ADC2318用評価基板出来ました。
■ ADC2318 はMCA専用ADCモジュールで32mmx20mmx8mmの中に放射線計測に必要なピーク・デテ   クト回路と放射線計測専用のADCが組み込まれています。使用例
■ PKD3220 はADC2318に使用されている。高速、低消費電力のピーク・ホールドです。使用 SDD X線検出器の性能を100%引き出す。 ”ASPMCA"の完成です。 SDD検出器のリセットパルスの消去に成功しました。結果は驚くべきもので、130eV @PT4uSec -> 120eV @2.4uSecにもなりました。まさに高分解能、高計数率を両立できました。詳しくはこちら

更新履歴: 過去の更新履歴をまとめて有ります。

■ ADC2318 はMCA専用のADCモジュールです。   価格 ¥15万円(試験成績書無¥12万円)
32mmx20mmx8mmH(DIP24pinサイズ)の中に放射線計測に必要なピーク・デテクト回路と放射線計測専用のADCで構成されています。 ADC分解能 4Kch 、AD変換速度 1.2uSec、積分直線性 +/- 0.01%以下、微分非直線性 +/- 0.63%以下、消費電力 +5V 18mA, -5V 9mA, +3.3V 0.13mA

■ PKD3220 はピーク・デテクトモジュールです。    価格 ¥7万円
ADC2318に使用されているピーク・デテクト回路の部分をモジュールにしたものです。LLD,ULD,GATE等放射線測定機に必要な機能は標準で付いています。

納期、数量割引等 詳しい事は、(株)アイ・ピイ・アイまでお問い合わせ下さい。

■ ADC2318評価基板が出来ましたジャスト名刺サイズです。 ADC2318 ADCモジュール単体では回路の設計や基板を作る時間とコストが掛かります。本当にカタログの性能が出るのかと言う不安もあると思います。

ADC2318の低消費電力を活かして、USBバス電源だけで動作致します。評価基板とは言え、MCAメモリサイズ、4Kch(32bits/ch)、スループット800kcps、4Kch測定でもパルサーで1chに収まります。但し、USB電源のノイズはパソコンによって差が有りますので、全てのパソコンで保証は出来ません。

ADC2318評価基板の性能も確認致しました。USBケーブルやLCDとのケーブルにノイズフィルタでノイズを押さえる事でGe(Li)にも充分使用可能な性能を持っています。ADC2318はソケットに載っていますので評価後の開発基盤にもご活用できます。ADC以外の評価基板の回路図も付いてきますので、新しい基板の設計の参考になれば幸いです。

 評価基板にはLCD付とLCD無しの2種類あります。LCD付はポータブルタイプのMCA評価用としてパソコン無しでタッチパネル付LCDでポータブルMCAの評価ができます。 LCD無しはパソコンがあればUSBMCAとして動作致します。
価格: LCD無し ¥16万円  LCD付 ¥18万円いずれもADC2318付の価格です。納期、数量割引等 詳しい事は、(株)アイ・ピイ・アイまでお問い合わせ下さい。


■ 新世代 環境放射能測定器 iFKR-ZIP ¥150万円(税別)

iFKR-ZIP
の特徴は、測定試料の前処理が簡単で少ない量で測定出来る事です。ZIPの名前が示す様に、冷凍食品などの容器として使用されるZIP袋を2個使用して、およそ160グラム2個の合計320グラムの試料で充分な性能が得られます。 iFKR-ZIPの微量放射能測定の可能性について

検出器は2インチx2インチx1インチ厚みの
CsI(Tl)検出器の高分解能、高感度検出器です。このCsI(Tl)検出器の両側を測定試料ではさむ形状は、検出器に入射するγ線束が検出器に対してほぼ垂直になり検出器の分解能を最大限に発揮できる理想的な配置です。検出器には両面から試料のγ線が検出でき約2倍の効率になります。

ZIP袋はディスポーザブルとして活用する場合は、土壌の測定などにも大変便利な試料容器で試料の前処理も後処理も”マリネリ容器”とは比較にならない程簡単です。サンプルした試料もそのまま保管できますので、後日再測定やより正確な測定が可能になります。

■ 新世代 環境放射能測定器 iFKR-U8X  ¥350万円(税別)

iFKR-U8Xは、Ge(Li)検出器で標準の試料容器として採用されているU8容器(100cc)専用の測定器です。試料容量100ccでありながら2Lのマリネリ容器を超える検出効率を持っています。

2インチx2インチx1インチ厚みのCsI(Tl)検出器を4枚使用する事で、立方体の6面のうち4面をカバーする事になり
60%以上の絶対効率を持っています。通常の1Lや2Lのマリネリ容器の絶対効率は2%〜4%ですので、試料の量をマリネリ容器側が1Kグラムとして、U8側が100グラムとして比較しますとU8側の効率を50%としても1Kグラム対100グラムで10分の一でもまだ5%の余裕があります。測定試料の量が少ない事は、測定試料からでる無用なバックグラウンドとなる散乱線の量が10分の一になる事を意味します。検出限界はバックグラウンドで決まります。100ccでも驚くほどの検出感度を持っています。

試料の量が少ない事のメリットは、今まで1Kグラムや2Kグラムの試料の量では”お米”や”土壌”など測定するものが限定されていましたが、
100ccであれば測定対象は驚くほど多様な検体まで広く適用出来ます。
iFKR-U8Xの測定例です。

iFKR-U8Xの簡易遮蔽体での測定データです。CsI(Tl)検出器4個を使用してもCs-134とCs-137のピークの判別が可能な分解能とマリネリ並みか、それ以上の検出効率を達成できました。さらに4個の検出器を使った同時計数法は予想以上のデータが出ています。反同時計数法のデータは5cm厚の鉛遮蔽体が必要(検出器を4個使用していますのでバックグラウンドも4倍になり実試料での確認が困難な為)な為後日レポートします。

同時計数法でCs-134に着目すれば1Bq/Kg以下の測定も可能になります。iFKR-U8Xにはオプションで追加出来ます

 同時計数法データ1  1000BqのCs-137測定した物です。

 同時計数法データ2  1000Bq/Kg程度の試料の測定例です。

!! 今、ここからCsI(Tl)検出器の時代が始まります !!

CsI(Tl)検出器の持つ性能のまだ一部ですが、既にNaI(Tl)検出器の性能を上回りランタンブロマイドに迫る潜在能力を秘めています。1インチサイズのCsI(Tl)検出器で、Cs-137(662keV)のFWHM 6%以下が量産可能です。1インチサイズのNaI(Tl)に比較して約2倍の性能Upが可能です。小さい物でしたら 3%台のFWHMが出ています。詳しくはこちら

 左の画像は1インチ2インチサイズのCsI(Tl)スペクトルサーベイメータです。iFKR-254の20台限定は完売致しました。厚く御礼申し上げます。現在感謝の気持ちで10台限定ですが特別に分解能の良い物(社内生産で丁重に仕上げました)をプレミアムバージョンとしてご提供中です。

2インチサイズのサーベイメータの消費電力は1インチと同じです。測定感度は通常のCsI(TL)サーベイメータの100倍以上も有ります。Ge(Li)検出器と同じ様に地表のCs汚染度合いを測定するのに最適です。

■ iFKR-254 CsI(Tl) 1インチサイズ スペクトル・サーベイメータ
iFKR-254は、現在製造技術や電子回路の改良等により分解能が格段に向上しております。5%台の分解能の物も有りました。量産(外注加工)品の場合はカタログ仕様の7%は保障致しますが10台限定ですが特別に分解能の良い物(社内生産で丁重に仕上げました)をプレミアムバージョンとしてご提供中です。1インチのCsI(Tl)検出器で最高の分解能のスペクトルが取れるスペクトルサーベイメータです。核種の自動検出機能付です。4kchのメモリを2分割で使用する事で現在の測定値と積算されたスペクトルを取る事で測定時間の延長と共により正確な測定が可能です。

内蔵のuSDカードにWindowsで読込み可能なDOSフォーマットでスペクトルを記録できます。サーベイメータにも再読込みできます。核種テーブルや測定のパラメータはDOSフォーマットですのでWindowsのメモ帳で編集、追加できます。標準で一般的な核種は登録済みです。Findキィだけでだれでも簡単に正確なROI設定とネットカウントとバックグラウンドカウントが計算されます。CsI(Tl)のスペクトルに最適化された新しい核種検出プログラムで、スペクトル解析のエキスパートと同じ様なROI設定が自動で設定されます。

iFKR-508の測定例です。2インチのCsI(Tl)でも充分な分解能と長時間安定性を持っています。”スペクトル・サーベイメータ”でなければ見えなかった物が見えてきます。Cs-134 とCs-137の存在が0.08uSv程度でも確認できます。
左の画像は1インチのCsI(Tl)の iFKR-254で取った空間線量のスペクトルです。サーベイメータとして表示されるのはわずか”0.08uSv/h程度の数値ですが1000秒の測定時間でCs-134とCs-137、K-40が確認できます。

左下の画像は核種判定コマンド”Find"の結果です。Log表示ですが、赤色でCs-134、黄色でCs-137を認識しています。測定場所は”つくば市”で高さ70cmの机の上で窓際においてガラス窓を隔てて外側は芝生です。

モニタリングポストの線料率をインターネット等で閲覧しているうちは0.08uSv/hと言う数値だけの情報でしたので、なんとなく安心していました。たいした数値ではないと言う変な安心感がありましたが・・・原子炉からしか出ないCs-134がこれほどはっきりとスペクトルに現れると”放射能で汚染されていると強く感じてしまいます。”

2インチのCsI(Tl)検出器で建物の周りを測定してみましたら、排水溝の上や雨どいの周りにかなり強いホットスポットが有りました。

いままでモニタリングポストでは、空間線量を数値でしか情報として発信されていませんでしたが弊社では出来る範囲でスペクトルを見れる様にホームページを更新して行きたいと思っています。


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各MCAおよびモジュールの仕様、概略説明
クリックで拡大 ■ MCA6055AMPTEK社のSDDX線検出器を弊社MCAで使用する為のペルチェ素子用電源、HV、メインアンプ等のインターフェース部分を統合したMCAです。SDD検出器の性能を最大限に引き出す設計で弊社MCAと組み合わせる事で蛍光X線分析に最適な、低ノイズ、高分解能、広いダイナミックレンジ、高速(カタログ値ではなく真の高スループット)を実現致しました。MCAまでをワンボード化したOEMでの供給も致します。25mm2の面積と1usec時定数アンプで高分解能と高計数率を両立いたしました。
クリックで拡大 ■ AMPTEK社のSDDX線検出器,Si(PIN)検出器を弊社MCAで使用する為のペルチェ素子用電源、HV、メインアンプ等のインターフェース部分が完成しました。SDD検出器の性能を最大限に引き出す設計で弊社MCAと組み合わせる事で蛍光X線分析に最適な、低ノイズ、高分解能、広いダイナミックレンジ、高速(カタログ値ではなく真の高スループット)を実現致しました。MCAまでをワンボード化したOEMでの供給も致します。最近の為替(円高)でSDD検出器はお進めです。
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■ MCA5853
MCA5752の上位機種として更に性能アップ致しました。最近のSDD検出器の性能向上(0.25usやnsオーダーのShapingAmp内蔵のSDDがリリース)に対応して、低エネルギーから高エネルギーX線までSDDの性能をフルに引き出す為に低ノイズ、高分解能、高速ADC(3Msps)、低い温度ドリフト、低計数率から高計数率(1.5Msps)までピークシフトが少ないMCAです。XAFS測定に最適な高速SCAOUTも追加出来ます。
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■ MCA5752 
新世代のアナログ方式のMCAです。DSPマルチに対してASPマルチとも呼べる新しいアナログ方式のMCAです。単独でハードマルチとして使用可能、測定、停止、メモリクリア、スペクトル表示、アンプゲイン、プリセットタイム等簡単な操作でオペレーションできるメニュ表示方式をカラー有機EL表示器で実現しています。オプションで各社(KETEK、RONTEC,AMPTEK、etc)用のHV、プリアンプ電源も内蔵可能です。
MCA5105
新世代のアナログ方式のMCAと言うだけではなく、長年の夢だったノートパソコンでも使えるUSBマルチです。電源はUSBバスからだけで動作する超低消費電力設計です。MCAの性能は落とさずに消費電力だけを落としてなおかつノイズの多いUSBバスからクリーンなアナログ用の電源を得るノウハウが自慢です。サイズはマウスよりも小さいほどです。
■ ハイブリッドIC
放射線計測回路の原点に戻り基本に忠実にかつ最新のアナログICを積極的に取り入れて放射線計測回路の蓄積されたノウハウとオリジナルの新規回路設計によりDSPマルチに対してASPマルチとも呼べる新しいアナログ方式のMCAが誕生しました。弊社の保有するノウハウと高度な技術で、ハイブリッドIC化したものでチャージセンシティブAmpからShapingAmp、超高速のピークデテクト回路、放射線計測用のADC、MCAまでもモジュールとして供給できます。
■ DSU/MCA
DSU/MCA
Data Storage Unit(市販のワンチップマイコンに計測用にデータRAMやUSB-IF等を組み込んだモジュール)の略称です。26(W)mm x 43mm(D) x 8mm(H)のサイズの中に弊社のADCモジュールインターフェース回路やMCS、TIMEリスト、マルチパラメータ、カウンター・タイマなどワンチップマイコンのファームウエアを書き換える事で対応出来ます。放射線計測MCAモジュールとしても供給できます。
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■ ULTRA FAST PEAKDETECT
弊社の保有する技術の一部ですが、DSPマルチなどでは絶対に不可能な超高速のピークデテクト回路です。画像をクリックして頂ければオシロのハードコピーで時間軸を確認出来ます。ピーキングタイム10nsecは桁間違いではありません。MCA5752にはこの回路で16kchの分解能でAD変換しています。最近なにかと牛肉その他の表示に”偽造”が流行っている為か、信号が綺麗過ぎる!偽造じゃないかと速攻で突っ込まれましたので念のため神に誓って偽造ではありません。 (^o^);;
クリックで拡大 ■ SHAPINGAMP
表示の上部が弊社の0.25usecのShapingAmpの波形で下部が他社の2usecのShapingAmpの波形です。通常は2usecでも充分速いパルスアンプ(X線の検出器の場合は6〜12usecが一般的)ですが、高計数率の場合は下の画像の様にパイルアップが起こり易くなります。弊社のパルスアンプは短い時定数でもFWHMの劣化は殆どありません。
■ PILUPの問題
FWHMの劣化が軽ければ時定数は短い(速い)ほど良い結果が得られます。本来はパイルアップリジェクタは使用すべきではありません。短半減期のRIの測定ではパイルアップリジェクタが動作すると統計的に正しい半減期は測定不可能になります。アナログMCAは時定数を短くすると分解能が悪くなると言うのは原理的に正しく解釈すればデジタルフィルタの計算段数と分解能の問題でDSPマルチの方に当てはまる現象です。
■ ノイズの問題
最近のSDD検出器メーカから供給されるX線検出器ユニットからのPreAmp出力信号です。検出器に必要なペルチェ冷却コントローラやHV電源をX線検出器ユニットに内蔵した場合SW電源を多用する為にノイズに対する回路設計が甘いと検出器の信号に電源ノイズが重複しています。アナログMCAのShaping時定数を長い10usec程度にする理由は、低周波数帯域フイルターでノイズを無視できるほどまで減衰させる為です。
■ ノイズの対策
アナログMCAは時定数を短くすると分解能が悪くなると言う現象は、ノイズの問題を適切に処理する事で短い時定数でもFWHMの劣化はそれほど悪くはなりません。高速のパルス回路を適切に設計して、適切にPCB基板にパターンをレイアウトできる技術があればアナログ回路はまだまだ大きな可能性が有ります。文章が長くなりますが興味の有る方はこちらに[ 資料 ]を用意して有ります。
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