在核環(huán)境監(jiān)測、放射性生物學(xué)和核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，多數(shù)情況下樣品的比活度低于40Bq/kg。這一數(shù)值與周圍環(huán)境土壤中微量天然放射性核素的比活度為同一數(shù)量級。這種情況下，需要降低系統(tǒng)的本底，包括來自宇宙射線的環(huán)境本底和康普頓效應(yīng)帶來的本底。低本底反康普頓伽瑪譜儀就是為了解決這一問題。

目前共有超過15套反康譜儀在國內(nèi)運行。

康普頓效應(yīng)

伽瑪光子與物質(zhì)相互作用時產(chǎn)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對效應(yīng)。

康普頓效應(yīng)是指γ光子與原子中的電子發(fā)生彈性碰撞，將其部分能量傳遞給電子，電子從原子中被擊出，γ光子則以與初始運動方向成θ角的方向散射。

由于光子只將部分能量傳遞給了電子，因此不是在該γ光子的全能峰、而是在較低的能量上產(chǎn)生計數(shù)，這樣，就在實際的能譜測量的譜圖中，在全能峰的左側(cè)產(chǎn)生一個連續(xù)的康普頓坪。

峰康比

<span style="line-height: 2.5;" text-indent:2em;"="">在測量較復(fù)雜的γ能譜時，較低能量的γ射線的全能峰往往會疊加在較高能量的γ射線的康普頓坪上，因此峰康比表示一臺伽馬譜儀在存在高能強峰的情況下，探測低能弱峰的能力。

康普頓坪

• 對Cs-137的0.662MeV γ射線，康普頓坪大約在358keV到382keV之間。

• 對Co-60的1.33MeV γ射線，康普頓坪大約在1.040keV到1.096keV之間。

• 通常定義一臺反康譜儀的峰康比都以Cs-137的0.662MeV能量峰的相應(yīng)指標(biāo)為參照。

評價低本底反康普頓譜儀主要技術(shù)指標(biāo)

• 積分本底

• 康普頓抑制系數(shù)（定義為在康普頓反符合前后主探測器所測得的同一核素兩個γ譜圖中康普頓連續(xù)譜面積之比）

• 反康條件下的系統(tǒng)峰康比。

反康原理

• 當(dāng)高能射線（例如初級宇宙射線）貫穿主探測器與反符合屏蔽探測器時，兩個探測器都有信號輸出時，反符合電子學(xué)線路使這些信號不被譜儀記錄，從而起到抑制或屏蔽本底信號的作用。

• 當(dāng)被測樣品放出的γ射線入射到主探測器，其中發(fā)生康普頓效應(yīng)的光子將產(chǎn)生非全能峰信號；散射光子同時進(jìn)入到反符合屏蔽探測器產(chǎn)生信號，反符合電子學(xué)線路就會使這些信號不被譜儀記錄，從而起到降低系統(tǒng)本底、提高峰康比的作用。

采用ASPEC-927雙路16K多道的反康譜儀系統(tǒng)框圖

ORTEC反康普頓γ譜儀典型配置

• 40%~60%相對效率N型高純鍺探測器（推薦采用整體碳纖維封裝）；

• 低本底垂直冷指；

• 30升杜瓦；

• 9"×9"NaI反康環(huán)探測器；

• 3"×3"NaI反康塞子探測器；專用反康鉛室；

• NIM電子學(xué)反符合線路及連接電纜；

• ASPEC-927雙路獨立16K多道分析器；

• 操作及分析軟件；

• 計算機與打印機。

• ORTEC提供出廠前的系統(tǒng)集成測試數(shù)據(jù)和指標(biāo)

ORTEC反康系統(tǒng)主要指標(biāo)

GMX50探測器：

• N型同軸高純鍺；相對探測效率≥50%；

• 能量響應(yīng)范圍3keV – 10 MeV；

• 能量分辨率：對1.332 MeV峰（Co-60）：≤ 2.2 keV；

• 峰康比≥58：1；

• 峰形參數(shù)： FW0.1M/FWHM ≤2.0，F(xiàn)W0.2M/FWHM ≤ 3.0

反康模式

• 積分總本底(40 keV ~ 2 MeV): ≤ 0.5 CPS；

• 峰康比：≧ 1000:1（保證值）；≧1100:1（典型值）；

• 康普頓坪區(qū)抑制：≧ 6.0。

反康普頓前后譜圖