PINS3-CW便携式同位素中子能谱分析

PINS3-CW F9PINS3-CW将最新的化学品分析识别技术与业界领先的ORTEC trans-SPEC-N高纯锗平台相结合。

PINS3-CW无需使用液氮和锎-252中子源,便于在OCONUS任务中进行部署。它内置化学品自动识别功能 - 采用坚固耐用的设计,适合现场部署。

除了增加trans-SPEC-N外,PINS3-CW还具有一些新功能和新特点,例如: 
  • 不需要液氮。
  • 使用机械冷却和可用于现场的伽马谱仪(ORTEC trans-SPEC-N)。
  • 不需要锎-252源。
  • 自动分析化学品。
  • 使用便携式中子发生器。
  • 加固型笔记本电脑配有化学品分析和识别软件。
  • 外部可充电电池支持12小时连续供电。
  • 轻量级测量台。
  • USB和电源线。
  • 安全套件。
  • 加固型轮式运输箱。
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    ORTEC PINS3-CW是一种便携式同位素中子能谱分析(PINS)无损评估系统,可分析并提供有关未开封厚钢容器内未识别或可疑化学品成分的现场识别信息。该系统设计用于识别容器内的化学品,无需拆卸、接触容器、物理取样或封闭容器,它作为国家反恐设备的一部分被广泛部署于各个位置,提供了一种识别“可疑”包装内容的安全方法。

    PINS3-CW易于与ORTEC trans-SPEC-N机械冷却高纯度锗谱仪结合使用。trans-SPEC-N经过专门设计和测试,可替代目前用于中子化学品分析系统的现有液氮冷却探测器,并为非侵入式化学品鉴定提供必要的现场谱数据。

    PINS3-CW通过消除与液氮储存和运输、设备搬运、维护和培训相关的后勤和安全问题,提供了明显优于先前液氮设计系统的优势。

    PINS应用

    • 弹药 - 火炮、迫击炮、火箭、炸弹、地雷
    • 容器 - 气瓶、储罐、袋、公文包、包裹。
    • 化学品 - 化学弹头、气体、烟雾。

    PINS概述
    便携式同位素核谱分析(PINS)化学品识别系统非破坏性地识别危险化合物和混合物。不需要打开或接触测试对象,从而大大提高了安全性。如图所示,PINS用中子探测测试对象,中子激发原子核内部,从而使激发的原子核产生伽马射线。每种化学元素的伽马射线都具有唯一的能量强度模式或谱,因此,通过分析伽马射线谱,PINS软件可以识别测试对象内的化学元素并确定该对象是否包含化学战剂、填充物(如沙子)或产生烟雾的化学物质。

    工作原理
    PINS3-CW使用由中子发生器产生的中子来激发被测对象内的原子核。中子发生器内氘原子(D + D)的融合将导致形成He-3离子和具有约2.5 MeV动能的中子。标准的PINS3-CW中子发生器每秒可产生一千万个中子。发生器在各个方向上发射中子,每秒约有1000个中子撞击每平方厘米的测试对象的表面。由于中子是一种极具穿透力的辐射形式,因此大多数中子将穿过测试对象外壳并与内部的化学物质相互作用。

    来自发生器的中子通过非弹性散射或中子俘获来激发它们遇到的原子核。在任何一种情况下,激发的核都会通过发射伽马射线衰减到它们的基态,伽马射线是发射核的特征。也就是说,伽马射线能量和强度从一种核到另一种核通常变化很大。例如,氢核在中子轰击下发射2.2-MeV伽马射线,而磷核发射1.3-MeV伽马射线。

    中子诱发的伽马射线由高纯锗(HPGe)谱仪测量,并由谱仪电子设备分类成谱。通过分析谱,可以确定由中子激发的化学元素以及识别测试对象内的化学物质。

    运行PINS
    PINS3-CW专为现场部署而开发,便携又坚固。其组件包括带集成多通道分析仪的机械冷却谱仪、中子发生器、探测器支架和屏蔽罩以及用于提供用户界面的笔记本电脑。定制软件在收集数据时实时显示数据,并提供强大的监控和分析选项。

    笔记本电脑用作PINS3-CW控制面板。电脑允许用户初始化仪器、启动和停止伽马射线谱仪的数据采集、显示和分析产生的伽马射线谱。连接电缆长82英尺(25米),可使电脑与辐射隔离区保持安全距离,并提供电脑、伽马射线谱仪和中子发生器之间的通信。

    Trans-SPEC-N机械冷却高纯锗谱仪
    与先前PINS系统中使用的液氮冷却HPGe谱仪不同,PINS3-CW采用trans-SPEC-N机械冷却HPGe谱仪,不需要液氮。用于冷却谱仪探测器所需的电能约为30瓦。trans-SPEC-N锂离子电池可使探测器保持冷却10至12小时,外部电池支持“热插拔”,以便长时间在现场使用仪器。trans-SPEC-N提供灵活的模块化解决方案,支持现场检测化学品,具有以下特点:

    • 无LN2 - 微型、高可靠性、“可永久运行”的斯特林循环制冷器无需液氮;探测器元件封装在高可靠性、低损耗、全金属密封的低温恒温器内。
    • 高灵敏度 - 大型(>50%相对效率)HPGe探测器。
    • 高稳定性 - 数字电子设备为恶劣条件下的棘手分析提供了解决方案。
    • 明亮和清晰 - VGA分辨率显示与触摸感应操作屏。
    • 一体化集成设计 - 坚固紧凑、无需互连 - 易于安装和使用。
    • 智能 - 九个感兴趣区域(ROI)的核素识别和活度计算。
    • 可靠连接 - USB 2.0和无线。
    • 802.11通信、内置GPS和采集谱的安全数字输入/输出(SDIO)存储。
    • 灵活 - 可以使用各种电源,包括内置电池、辅助外部电池、汽车电池(任何12 V DC)和线路电源;可自动进行切换。

    电子中子发生器
    P 385中子发生器采用了新一代的数字控制技术。操作选项集成在PINS Plus分析软件中,包括启动和停止设置;运行定时器和开/关指示。P 385具有广泛的安全功能。内置钥匙锁和外部联锁装置,而智能灯可感应光线和电流。P 385的设计延长了使用寿命并节省了生命周期成本。加速器头包含比市场上其他中子发生器更长寿命的管。便携式中子发生器延续了灵活的模块化解决方案设计,支持现场检测化学品威胁,具有以下特点:

    • 更长的管寿命 - 降低了生命周期成本。
    • 更高的输出 - 增加了识别时间。
    • 现代数字控制技术 - 与PINS Plus分析软件集成。
    • 集成式高压电源 - 方便的现场电源供电。

    化学品的自动分析
    PINS数据采集程序记录并显示来自trans-SPEC-N的谱测量。它还可分析每10秒记录的谱、拟合感兴趣的峰值、重新校准能量刻度并进行化学品分析。新化学品分析方法基于所示决策树逻辑,可识别被测物体内的化学物质。新概率方法追踪决策树中的每条路径,并为每种可能含有的化学品打分。得分最高的化学品被选为所含化学品。

    新化学品分析方法更快、更准确,而且更容易扩充PINS可自动识别的化学品清单。目前,PINS自动分析软件可识别以下化学品。

    化学战剂
    BR-2
    CG
    CK
    GB
    HD
    HN
    VX
    WL

    防暴剂
    CA
    CNB
    CNS


    经验填充物
    漂白剂
    POP
    沙子
    水防冻剂

    烟雾化学品
    FM
    FS
    HC
    WP

  • 规格 +


    伽马射线HPGe光谱仪

    型号

    ORTEC trans-SPEC-N

    相对效率

    >50%典型值(ANSI/IEEE 325-1996

    能量分辨率

    <1600 eV @ 122 keV和≤2.5 keV @ 1332 keVFWHM在最佳设置和探测器类型下可得到保证)

    多通道分析仪(MCA

    内置数字信号处理MCA

    MCA通道

    高达16k

    尺寸

    15.5英寸长 x 6.55英寸宽 x 13.75英寸高(39.4厘米长 x 16.3厘米宽 x 34.9厘米高)

    重量

    24.4磅(11.1千克)

    输入电源

    10-17 V DC @ 30

    内部电池续航时间

    对于冷态探测器,在77°F25°C)的温度下>3小时

    外部电池

    对于冷态探测器,在77°F25°C)的温度下,可将工作时间延长至12小时

    初始冷却时间

    77°F25°C)的温度下<10小时
















    笔记本电脑

    型号

    松下Toughbook CF-31

    操作系统

    Microsoft Windows 7

    硬盘驱动器容量

    320 GB

    电池工作时间

    12.5小时

    充电时间

    4.5小时

    尺寸

    11.9英寸 x 11.5英寸 x 2.9英寸(30.2厘米 x 29.2厘米 x 7.3厘米)

    重量

    8.2磅(3.7千克)

    工作温度范围

    14-22
















    中子发生器源

    型号

    FP385

    标称中子产额

    3.0E+08 n/s

    脉冲范围

    250 Hz20 kHz

    占空比

    5%到100

    中子麦克斯韦,温度谱

    参数= 1.42 MeV

    平均中子能量

    2.5 MeV

    外部电池

    77ºF25ºC)的温度下,可将工作时间延长至12小时

    控制接口

    RS-232

    安全功能

    钥匙锁、紧急开/关、自动压力联锁开关、闪烁警示灯

    加压气体运输许可证

    DOT特别许可证14690,允许装置完全加压运输。A copy of this special permit may be obtained at http://hazmat.dot.gov/sp_app/special_permits/spec_perm_index.htm

    总重量

    37.42磅(17千克)加速器和电子设备外壳



























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    型号

    描述

    PINS3-CW

    便携式化学品识别系统 - 可与中子发生器共用。
    包括trans-SPEC-N HPGe γ能谱仪、笔记本电脑、PINS化学品分析和识别软件、测量台组件、安全标志和工具、外部直流电源以及加固型轮式运输和装运容器。

    PINS3-CW-G

    便携式化学品识别系统 - 带中子发生器。
    包括trans-SPEC-N HPGe γ能谱仪、中子发生器、笔记本电脑、PINS化学品分析和识别软件、测量台组件、安全标志和工具、外部直流电源以及加固型轮式运输和装运容器。

    trans-SPEC-N

    trans-SPEC-N便携式光谱仪,配有通用市电电源和MAESTRO软件。