HPGe - ilmaisin on erittäin puhdasta germanium - ilmaisin .
Sitä käytetään ydin- ja säteilyfysiikassa röntgen- ja gammasäteiden spektrin mittaamiseen . Siinä on korkea energiatarkkuus ja korkea tunnistustehokkuus. Se vaatii jäähdytystä (yleensä nestemäistä typpeä ) toimiakseen. Tunnetuimpia valmistusyrityksiä ovat CANBERRA, ORTEC ja Baltic Scientific Instruments, venäläisiltä valmistajilta - IFTP .
Ilmaisin on sylinterimäinen pin-diodi , joka on valmistettu erittäin puhtaasta germaniumkiteestä, halkaisijaltaan enintään 90 mm (tai enemmän) ja enintään 85 mm pitkä, sijoitettu koteloon, jossa on jäähdytyselementti ( kryostaatti ), joka on laskettu Dewar-astiaan. . Ilmaisin saa virtansa jatkuvasta suurjännitelähteestä 5 kV asti. Pääsääntöisesti jännitteen tasainen nousu käyttötasolle vaaditaan muutamassa minuutissa. 122 keV : n (Co-57) gammasäteilyn energiaresoluutio on noin 1 keV ja 1,3 MeV:n energioilla resoluutio on noin 2 keV. Suhteellinen havaintotehokkuus noin 1 MeV:n energioilla voi olla jopa 150 % tai suurempi. Erikoistyypit matalaenergisen (luokkaa 10 keV) spektrin havaitsemiseen ovat pieni paksuus ja ne on varustettu ohuesta berylliumkalvosta tai hiilikuituikkunasta tehdyllä sisäänkäyntiikkunalla. Mittauksissa käytetään usein lieriömäistä lyijykollimaattoria , joka suojaa ilmaisimen sivupintaa ulkoiselta taustalta. Laboratorioissa käytetään usein lyijysuojusta, jonka sisään sijoitetaan ilmaisin ja näyte.
Ilmaisimen jäähdytys tarjoaa lähes täydellisen vapaiden varausten puuttumisen ilmaisimen päätilavuudessa ja vastaavasti erittäin alhaisen pimeän virran . Kun gamma-kvantti kulkee ilmaisimen materiaalin läpi, sen energia muuttuu vapaiden varausten muodostumiseksi puolijohteessa . Tuloksena oleva varaus synnyttää elektrodien väliin virtapulssin , joka on verrannollinen gamma-kvantin välittämään energiaan . Kun gamma-kvantti absorboituu kokonaan ilmaisinmateriaaliin, energiaresoluutio määräytyy tilastollisista syistä ja on verrannollinen muodostuneiden varausten lukumäärän neliöjuureen . Tämä prosessi saadulla gammaspektrillä vastaa kokonaisabsorptiohuippua, ja tämän huipun leveys puolessa sen korkeudesta on annettu ilmaisimen pääominaisuutena (resoluutio). Ilmaisimen lähdöstä voidaan saada kokonaisabsorptiohuipun lisäksi osittaista absorptiota vastaavia pulsseja. Riittävän suurilla gamma-kvantin energioilla on mahdollista syntyä elektroni - positronipari , kun taas elektronin ja positroni kineettinen energia kuluu myös vapaiden varausten luomiseen, kun positroni pysähtyy , se tuhoutuu syntymän myötä. toissijaisesta gamma-kvantiparista, ja toinen tai molemmat voivat jättää ilmaisimen ilman vuorovaikutusta, jolloin kumpikin kuljettaa pois 511 keV.
Halkeamattomien aineiden isotooppisen koostumuksen määritys ainetta rikkomattomissa testausmenetelmissä, kemiallisen koostumuksen määritys aktivointimenetelmillä.