HPGe Detector 興味のある人の為のゲルマニウム測定器情報
＊＊＊ 日本語情報は、下の方にまとめてあります。 ＊＊＊
- HPGe (preamp, resister, filter) + Dewar => $3000 + (junk detector can be bought at $500, sometime)
- HV, Amp etc, preamp power, MCA --- NIM or all in one => $800 +
- Cables as needed
- LN2 dewar for transport, LN2 refill system (funnel, hose, withdrawal system)=> $250 +
- LN2 glove, protection gear
- Vacuum system (Turbo Molecular pump, driver, controller, backing pump, plumbing) => $300 + (more like $1000 +)
Alternatively, check up by professional => $500 + (more like $3000 + ?)
- LN2 refill (relatively cheap but tedious)
$6000 minimum. possibly/probably $3000 to $5000 more.
What else?
http://carlwillis.wordpress.com/2011/09/16/hpge-detector-part-i-repair/
http://carlwillis.wordpress.com/2011/09/21/hpge-detector-part-ii-neutron-activation-with-a-weak-ambe-source/
http://carlwillis.wordpress.com/2011/10/06/hpge-detector-part-iii-gamma-rays-from-ap-reactions/
http://carlwillis.wordpress.com/2011/11/04/gamma-activity-measurements-of-tokyo-area-soil-samples/
http://carlwillis.wordpress.com/2012/08/19/gamma-analysis-of-chagan-atomsite/
HPGe with PRA! Although the resolution wasn't so good (3 times compared to NIM MCA), it's interesting.
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=13&t=6234&p=41401&hilit=HPGe&sid=b12f6ff93f147fbbe49d0d2d0ea4e6af#p41401
http://www.cyclotrons.net/showthread.php/28-HPGe-Gamma-Ray-Spectroscopy
Old Ortec manual
http://mjwiki.npl.washington.edu/pub/UWMajoranaLab/WebHome/OrtecGmxDetector.pdf
Ortec SSD
http://ir.library.tohoku.ac.jp/re/bitstream/10097/53091/1/RevSciInstrum_54_1482.pdf
HPGe Testing
http://www.inin.gob.mx/mini_sitios/documentos/mrni-507d0.pdf
http://groups.yahoo.com/neo/groups/GammaSpectrometry/conversations/topics/10013
http://www.upei.ca/~phys221/lm/Operation/operation.html
http://www.triumf.info/wiki/tigwiki/index.php/8%CF%80_Ge_Detector_Testing
http://www.triumf.info/wiki/tigwiki/index.php/8%26PI%3B_Ge_Detector_Testing
Setup
http://www.triumf.info/wiki/tigwiki/index.php/TIGRESS_Clover_Initial_Testing
http://www.antech-inc.com/services/hpge-detector-repair/
http://www.canberra.com/products/detectors/germanium-detectors.asp
http://www.canberra.com/products/detectors/cryostats-coolers.asp
http://www.savtek.com.tr/dosyalar/brosur/HPGe_SiliconXrayDetectors.pdf
http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/lib-www/la-pubs/00412711.pdf
Calibration of HPGe Gamma-Ray Planar Detector System
http://www.lib.ku.ac.th/kuconf/kc4505059.pdf
ORTEC Software File Structure Manual
http://www.nucleonica.com/wiki/images/f/f0/FileStruct_753800d_MNL.pdf
Maestro Manual
http://web.mit.edu/8.13/8.13d/manuals/Ortec-MAESTRO-software-manual.pdf
GAMMA RAY SPECTROMETER (DSPec)
http://nuclear.bau.edu.jo/Experimental/Notes/2008/Shaderma-2.pdf
Scintag
http://www.geology.wisc.edu/~xray/ManualScintag.pdf
http://www.gps.caltech.edu/facilities/analytical/xrd.html
http://epswww.unm.edu/xrd/xrdbasics.pdf
http://www.ccmr.cornell.edu/facilities/index2.php?id=45
http://www.kstreetstudio.com/science/experiments/files/ScintagManual.pdf
Keithley 610C/CR Electrometer manual
http://122.physics.ucdavis.edu/course/cosmology/sites/default/files/files/Ferro%20Electricity/Keithley610manual.pdf
Softwares
http://www.epics.org/
http://cars9.uchicago.edu/software/epics/
http://cars9.uchicago.edu/software/epics/mca.html
http://www-csr.bessy.de/control/SoftDist/CA_Lab/
http://www.gbs-elektronik.de/old_page/mca/index_e.htm
THere are documents for influence of shape time, HV for HPGe, as well.
Liquid nitrogen
Dewar manual
http://www.taylorwharton.com/assets/base/doc/products/refrigerators/TW-38_LD_Series_%28Original_Version%29.pdf
http://www.chem.purdue.edu/chemsafety/chem/ln2.htm
http://www.youtube.com/watch?v=fGMgl-O4M5M
http://www.youtube.com/watch?v=UU0sbIWO91Y
http://www.noao.edu/kpno/manuals/irim/cryo.html
Refill
http://www.youtube.com/watch?v=UU0sbIWO91Y
http://hps.org/publicinformation/ate/q10416.html
http://www.berkeleynucleonics.com/resources/Germanium-igx_manual.pdf
DIY LN2 withdrawer
http://forums.evga.com/tm.aspx?m=376714&high=ln2+dispenser
http://www.princetoncryo.com/liquid-nitrogen-storage-dewars.html?p=3
http://www.princetoncryo.com/withdrawal-cryac.html
Dewar vacuum state
http://smb.slac.stanford.edu/facilities/hardware/cryotools/shipping-dewar-testing.html
http://judson-technologies.com/dewars.html
Dewar fill parts
http://minimaestro.as.arizona.edu/MAESTRO/Engineering/MAESTRO%20Proceedures/fillingthedewar.html
Renting a tank
http://www.s10forum.com/forum/f125/refill-you-nitrogen-tanks-from-home-354258/
DIY Liquid Nitrogen Generator ?
http://citizensciencequarterly.com/2011/05/liquid-nitrogen-generator/
Vacuum system
Dewar maintenance
http://www.tristantech.com/pdf/Dewar_maintenance_v2.pdf
Dewar pump out manual
http://burro.astr.cwru.edu/Schmidt/Schmidt_Manual/pumping_dewar.html
Annealing Notes
http://mjwiki.npl.washington.edu/pub/UWMajoranaLab/WebHome/OrtecAnnealingWithBakeOutNotes.pdf
http://mjwiki.npl.washington.edu/pub/UWMajoranaLab/WebHome/OrtecNdrManualWithNotes.pdf
http://labec.fi.infn.it/Personal_pag/fra_tac/398.pdf
http://nucalf.physics.fsu.edu/~barber/det_sys.html
94 to 100 page
ftp://apollo.ssl.berkeley.edu/pub/rlin/ORTEC-Catalog-Detectors-Section.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Turbomolecular_pump
Vacuum system primer
http://people.rit.edu/vwlsps/LabTech/Pumps.pdf
Good old fusor.net: How to shop Turbomolecular pump system
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=8786
Vacuum system setup examples
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=4056
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=4198 (Diffusion pump, but with all details)
http://www.ajvs.com/turbo-pumps-22/turbo-pumping-stations-140/
http://www.belljar.net/system.htm
Vacuum drawing symbol
http://en.wikipedia.org/wiki/Piping_and_instrumentation_diagram
Manuals
http://www.pchemlabs.com/manuals.asp
http://www.pchemlabs.com/product.asp?pid=1082
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=4116
http://www.pchemlabs.com/product.asp?pid=2089
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=4137
TMP mounting TCP055
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=4144
Watch out for Pfeiffer cables (connection inside cable might be different!)
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=3970&p=21378
Roughing (backing) pump: Using 3phs pump with single phase 120V.
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=8805&start=10#p60520
AC DRIVE 120V 1 PH INPUT 3 PH OUT
Gauges
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=4084
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=4236
http://www.idealvac.com/files/brochures/Edwards_AIM_Active_Integrated_Magnetron_1.pdf
http://www.sisweb.com/vacuum/sis/stabil.htm
GRANVILLE PHILLIPS parts number
http://www.brooks.com/products/~/media/Files/Products/Guides/GP%20Configuration%20Guide.pdf
Convectron 275
http://www.idealvac.com/files/manuals/275_Tube_%20Instruction_Manual_with_RS485_EU.pdf
http://www.idealvac.com/files/manuals/GP-275-Mini-Convectron-Analog-Out-DataSheet.pdf
Convection gauges 10 -3 Torr
http://www.pchemlabs.com/subcatagoryb.asp?pid=GP-Convectron-Sensors
TCP-121 manual + schematic
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=10&t=4218
Vacuum setup
http://www.fusor.net/board/viewtopic.php?f=25&t=8626
Other Vacuum FAQ
http://www.fusor.net/board/viewforum.php?f=25
http://www.edwardsvacuum.com/Products/List.aspx?t=113
- TMP
http://www.pchemlabs.com/subcatagoryb.asp?pid=TPH-TPU-Series-Pumps
http://www.pchemlabs.com/product.asp?pid=1115
http://www.pchemlabs.com/subcatagoryb.asp?pid=TCP-Series-Controllers
TPH330
http://www.idealvac.com/files/manualsII/Pfeiffer_TPU-330_TPU-510_Manual.pdf
- Vacuum valve operator (Vacuum port operator, vacuum valve actuator)
http://www.vikdhillon.staff.shef.ac.uk/ultracam/opsman/CameraHeadDocumentationR1.0.html
http://www.kolmartech.com/valveop.htm
http://www.cryocomp.com/vacuum_valves/product.php?id=50
http://www.cryocomp.com/vacuum_valves/index.php?series_id=8
http://www.hofstragroup.com/product/cryocomp-v-1000-vacuum-valve-operator-3-8-inch/
http://www.cpc-cryolab.com/PdfFiles/SV1Series.pdf
http://atomoptics.uoregon.edu/unilaser/unibody_files/peripherals/valve_operator/valve_operator.pdf
http://catalog.circlevalve.com/category/ves-and-equipment-vacuum-seal-off-valves-operators
Pump down Manual http://www.phpk.com/manuals/01-83-3002A.pdf
ＨＰＧｅ ゲルマニウム測定器 日本語情報
- 素人運用の為の情報ですので、お金のある然るべき機関で流用するのは憚られる事項が含まれております。
- 運用に必要な知識や技術は、測定機の取り扱いと液体窒素の取り扱いに関するもの。
測定機の取り扱いについては、シェイプタイムの調整とか、ゲインの調整とか、高圧の設定などに加え、ネットワークやソフトの設定などがある程度出来ると良い。液体窒素については、最低、安全に補給が出来ればよい。分からないこと、出来ないことは、お金を払ったりすれば、他の人がやってくれる場合もある。全て自力で運用しようとすると大変なので、どこを自分でやって、どこを他の人にやってもらうか考えて、守備範囲を決めてかかれば良いでしょう。
- 「普通の運用」だけでなく、保守もある程度自分でやろうとすると、必要な知識や技術が増えます。液体窒素を使う機器では、ほぼ必然的に真空によって断熱している場合が多いため、真空関連の知識や技術が必要になってきます。 また、この場合の真空は、エアコン関連で使うものよりも桁が多い真空で、１０−４Ｔｏｒｒ程度あると良い、と、経験者は語っていました。そうすると、必要な機器や知識や技術がさらにレベルアップアップします。もちろん、値段もアップします。従って、「普通の運用」では、その様な領域には近づかずに「業者さん」などにお願いしていると思われますが、貧乏な（技術力の高い、とも言う）研究室や、無謀な素人は、創意工夫で「慢心創痍」になりながら、果敢に挑戦する場合もあります。
検出器は、２年から１０年くらいで、内部の真空が維持できなくなり、
＄３０００くらい出して、修理するか、さもなければ
頻繁に高性能で、それ自体高価なターボモレキュラーポンプで
真空状態を維持、又は復活させる必要がある。
日本の測定所などでは、毎年定期検査の形で、真空引きなど、（ベーキング、真空漏れ検査、
Ｏ−リングなどの交換、プリアンプ検査、効率検査もやるのか？）などをしているらしく、
その費用は一回５０万円程度だそうです。
また、湿気の多い地域や国では、湿度を低く保つことが重要で、
除湿機を常に稼動させたりしている測定室もあるようです。
Ｇｅ検出器は、中性子を浴びると劣化するものもあり、効率が落ちる場合があるが、
これを気にしなくて良いタイプの製品もある。アマチュアの場合は、
中性子を主に扱う場合以外は、多少劣化しても安いものを使ったりしている。
真空状態が維持できない状態で、少しでも高圧バイアス（ＨＶ）を
かけると、プリアンプや抵抗などを壊す。
検出器やデューワー取り付け口などに霜が出たりしたら、真空が
保たれてない兆候。「冷たい」「結露」でも駄目。
真空が保たれてない状態で液体窒素を入れたりすると、
暖めるときにベリリウムウインドウが破れたり、最悪検出器が
爆発する危険性があるので、要注意。
通常、アマチュアは、真空を維持する為の完璧な修理せずに、
測定時以外はポンプ（ＴＭＰ）を常時接続して真空を保つそうです！？
このポンプの購入、組み立て、維持、運営が、測定器それ自体と同じくらい
面倒かもしれないのと、ジェットエンジンと似たような原理で動くポンプで、
騒音があるだろうと思うので、アパート住まいでは、多分難しい。
（掃除機程度の騒音で済むかもしれないが、長時間それを
まわし続けたら、苦情が来る）
ターボモレキュラーポンプ自体は、うるさくない、という情報もあります。
（ポンプシステムの到着したら、加筆します。）
ロータリーポンプなどでも、真空状態の維持が出来る、という話もあるが、
高度の真空では、ポンプのわずかな油などが蒸発し、測定器内部などを
汚染してしまう可能性があるので、実際にＨＰＧｅを使っているアマチュアは、
皆、ターボモレキュラーポンプシステムを使っている。
（ディフュージョンポンプというのもあって、比較的安いのですが、排気の問題などもあり、
最近は、アマチュアの間でも、人気が落ちているようです。）
ターボモレキュラーポンプは、ポンプ自体の他にドライバー、
コントローラー、電源、そして、支援用のもう一つ（または二つ）のポンプと、
配管や真空計やデューワーなどに繋ぐ仕組みやバルブが必要。
これらが一体となったシステムは、売り物があまり出ない。
部品を買って組むのは、結構大変。
価格的にも、下手するとこれが一番高価。
自分で、真空引き／ベーキング／デガスなどをやらない場合は、
液体窒素の消費量の増加などの兆候があったら、業者にやってもらうことにある。
（液体窒素の会社で、ポンプを売っていたり、真空引きなどをしてくれるところもある。）
大学などの研究機関にコネがあれば、そこで行うとよいかも。
研究機関では、頻繁に真空引きやベーキングなどをする必要があったりするので、
慣れている様です。ＴＭＰは、１０−４Ｔｏｒｒ以上のものがあると良いそうです。
常時稼動せず、冷却と室温に戻すサイクルを繰り返しても、Ｇｅ検出器は
劣化しない、と、されている。逆に、常時稼動で問題が起きた場合に、
室温化して、再冷却することで、解決する問題すらある。
ただし、再冷却や運用前の検査などに時間がかかるので、常時稼動で
運用するのが普通。
私は、常時稼動はしないつもり。測りたいものがある時に、真空引きして、
液体窒素買いに行って、冷やして、よっこらしょ、と、数日間運用する、
そんな感じで使おうと思ってます。
液体窒素の購入、運搬に、二つ目のデューワー（魔法瓶構造のタンク）が必要で、
良くある３０Ｌのものを満タンにすると、４０Ｋｇ以上の重さになる。
アメリカでは、中古のものが＄２００から＄４００程度（＋送料、税金など）で買えるが
新品はその二倍から三倍の値段。
また、液体窒素の管理は、換気や、安全用
具（フェイスマスク、エプロン、手袋）が必要。これらも高い。
通常の車で運搬する際には、窓をあけ換気し、かつ、しっかり固定する。
液体窒素が充填された状態で、ショックを与えると良くない。
また、水平に保つのが望ましい。
運搬用デューワーから、測定器のデューワーに補充するのに、
工夫したり、自作するか、＄３００くらい以上する仕掛け（Ｗｉｔｈｄｒａｗａｌ ｓｙｓｔｅｍ）を
買う必要がある。転送システムは、高いものだとその二倍以上の値段。
一度満タンにすると、長いと一週間くらい持つ（３０Ｌの場合）。
でも、常時運転の場合は、３，４日に一回の補充が望ましい。
ＨＶ（高圧バイアス電源）が入ったままで、液体窒素が切れると、プリアンプなどが
ほぼ確実にお亡くなりになり、自分で修理できるタイプの機械もあるが、
Ｏｒｔｅｃなどは、ＩＣを使っていたりするので、困難。
その場合、修理と部品で、＄３０００以上かかったりする。
液体窒素のレベルを監視して、自動的に高圧バイアスが
切れる仕組みもあるけど、古い検出器をなどを使用する場合、
どこまで信用してよいのか、疑問。
液体窒素（ＬＮ２）自体は、少なくともアメリカでは安い。コーラと変わらない値段？
ただし、業者によってはぼったくる場合がある。
日本では、１リットル５００円程度。高い！
なので、標準の３０Ｌデュワーで買うと、一回の満タンが１万５千円。２４時間稼動
した場合、月６万円、年間７８万円。
液体窒素込みで、デューワーを配達して貰い、レンタルすることも可能、
大型デュワーの場合、トラック、台車などでの搬入が出来ないとならないし、
設置場所の換気などが重要。
液体窒素で十分冷やさないと、サーマルノイズで、使い物にならないので、
真空とＬＮ２は、必須。
ただ、プリアンプの簡単なテストは、ＨＶ（高圧バイアス）をかけない状態で、
室温でも多少出来る。
室温から、液体窒素を入れて十分冷えるまでは、最低数時間、
大抵一晩から一日くらい待つ。
それまでは、絶対に高圧バイアスを入れない。
室温状態から冷やす場合、デュワーや検出器の温度を下げるのに
液体窒素を消費するので、連続稼動の場合は、冷えたら直ぐに再充填したりする。
ＨＶの極性と、電圧に注意。ＨＶは、ゼロにしておいて、徐々に電圧を上げる。
高圧電源の方で、自動的にやってくれる場合もある。
デュワービン中の液体窒素（比重 0．8）は普通、1日当り1〜2．5kg 減少する。
2．5kg を越えた時はクライオスクットの真空を引き直す等の処置をした方がよい。
購入してから1〜2 年の内に段々と消費量が増えて来る物が多い。急に3kg を越
えたような場合（エンドキャップが冷たくなったり、水滴や霜が付く等のことも
ある）は直ちにメーカーに連絡して処置する。
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/lib/No7-2.pdf
購入に当たっての注意点
イーベイなどのジャンクは、デューワーにわざわざ穴をあけてある、とか
悪質なもの、無知な売り手が多いので、数百ドル、とか、お金を捨てる
つもりで試すか、修理する知識や技術を持っているのでもない限り
避けたほうが無難。
Ｈｏｆｓｔｒａとかで買うと、９０日保障くらいはあるし、一応経験と知識があるので、
「ある程度」安心。
日本語資料
簡単な、接続や調整の基礎
http://nucl.phys.s.u-tokyo.ac.jp/yakou/ge.pdf
詳しい。やっぱり必読！ ＮａＩとか使う場合でも、やはり読んでおいた方が良い内容が多い。
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/lib/No7-1.pdf
第5章 機器の設置と点検 ・調整
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/lib/No7-2.pdf
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/lib/No7-3.pdf
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/lib/No7-4.pdf
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/lib/No7-5.pdf
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/lib/No7-6.pdf
障害とその対応
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/lib/No7-7.pdf
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/lib/No7-8.pdf
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/pdf_series_index.html
最適な Ge 検出器の選び方
http://speed.sii.co.jp/data/file_IMAGE_FILE_161_IMAGE17.pdf
ＨＰＧｅ検出器を運用している測定所の見学報告。 液体窒素は、やはり、一週間で３０Ｌ。
http://protectchildren311.blog.fc2.com/blog-entry-455.html
−コベル法と関数適合法の比較−
http://www.pref.niigata.lg.jp/HTML_Simple/686/808/1512yamazaki.pdf
東京都農林総合研究センターの公募したＨＰＧｅの仕様
http://www.tokyo-aff.or.jp/nyusatsu/2011/2011_09_shiyo.pdf
http://www.jssrr.jp/journal/pdf/21/p221.pdf
ゲルマニウム半導体検出器による定量下限と効率的な測定
http://www.radio-isotope.jp/Analysis/tech_gedetector.html
生薬等の測定のガイドライン
http://www.pref.tokushima.jp/docs/2011102500136/files/20111220214211004.pdf
ゲルマニウム検出器の 波形読み出し法の研究 - 原子核物理グループ
http://lambda.phys.tohoku.ac.jp/~db/human_resource/thesis/2002_B_3_M_1.pdf
簡単なスライド
http://www.fft.gr.jp/page/topics/reikai_h23aki/fft_20111013_yamada.pdf
液体窒素 ＬＮ２
http://sgkit.ge.kanazawa-u.ac.jp/~kunimoto/kougi/seminar_2009/0616.pdf
http://pfweis.kek.jp/protein/manual/ja/ln2.html
学習院ものづくりガイドブックシリーズ 低温実験技術
http://www.gakushuin.ac.jp/univ/sci/top/jimu-info/mono/mono_pdf/2-2.pdf
液体窒素デューワーなどなど。 色々あるけど、高い？
http://www.monotaro.com/k/store/%89t%91%CC%92%82%91f%20%83f%83%85%83%8F%81%5B%95r%20%83A%83Y%83%8F%83%93/
お金のある人は、これが便利！液体窒素の配達、及びデュワーの貸し出し！
http://www.klchem.co.jp/industry/ln2.php
液体窒素ブログ
http://www.klchem.co.jp/blog/ln2/
真空関連 Ｖａｃｕｕｍ
学習院ものづくりガイドブックシリーズ 真空実験技術 分かりやすい解説
http://www.gakushuin.ac.jp/univ/sci/top/jimu-info/mono/mono_pdf/2-9.pdf
ものづくりガイドブック 真空や低温以外にも、情報があります
http://www.gakushuin.ac.jp/univ/sci/top/jimu-info/mono/mono_group.htm
真空に引く
http://www.sci.u-hyogo.ac.jp/material/cryst_struct/LTVcam/sokutei/vacuum_line.htm
バルブオペレーター
https://www.hamamatsu.com/jp/ja/product/alpha/H/4175/A3515/index.html
これは便利、真空圧力換算表
http://www.klchem.co.jp/vacuum/vacsiryo_atu.php
出来合いの真空ポンプセットの販売（レンタルも？）
http://www.klchem.co.jp/vacuum/vac_6.php
真空排気ユニット｜真空ゼミナール｜佐藤真空
http://www.satovac.co.jp/seminar/unit.html
http://www.tokoku-archives.org/subaru/moircs/dewar/test_vac_20020520.html
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%99%E3%83%BC%E3%82%AD%E3%83%B3%E3%82%B0
http://www.klchem.co.jp/blog/ln2/
エバラさんのバッキングポンプの要らない？ＴＭＰ。もっと安いＴＭＰも出してください。
https://www.ebara.com/company/rd/jihou/pdf/225/225_P37.pdf
エアコンの真空引きは簡単。
http://myconid.naturum.ne.jp/e1245393.html
ソフトなど
直接関係無いかもしれないですが 「リエたん」
http://fujioizumi.verse.jp/download/download.html
「リエたん」作者のホームページ
http://fujioizumi.verse.jp/
巻末付録： ど素人がＨＰＧｅ検出に手を出すとどうなるか？
「海外では、アマチュアでもゲルマニウム検出器使ってる人いますよ。」などと、
一部の方にお勧めしていたのですが、言いだしっぺという事で、私もやってみることにしました。
ちなみに、私の予算は、総額数十万円以下。車を買い替えようと思って
貯めておいたお金の一部をつぎ込みます。
まず、上記の様に、何が必要で、どれくらいの予算が必要なのか？また、知識や技術は
どの程度必要なのか？というのをおおまかに調べて、実現の可能性を調べます。
同時に、超怠け者の私が、これくらいだったらやっても良い、という労力や努力の範囲に
収まるのかどうか？というのも重要です。
下調べの結果、程度の良い、高価な測定器（と言っても、３０万円から６０万円くらい）を買って、
定期的に点検整備してもらう（１０万円から４０万円くらい）というやり方だと、面倒なのは
液体窒素の買い付けと補充くらいで、そんなに大変ではない、というのが結論です。
真空引きだけなら、こういう所でやって貰うことも可能。（日本の場合）
http://www.klchem.co.jp/vacuum/vackaizo.php
その液体窒素も、お金を出す気があれば、小型の貸し容器を補充システム付きで
毎週配達して貸し出してもらう、などの契約も可能なので、面倒はありません。
http://www.klchem.co.jp/industry/ln2.php
しかし、私は怠け者なだけでなく、どケチなので、その様な優雅な運用は
考えておりません。
正統なアマチュア運用家の伝統に則り、ジャンク測定器を購入して、
自分で真空引きをしながら、定期点検などもってのほかの素人運用を目指します。
従って、難易度はかなり高く、成功率は低いと思われますので、「普通の人」や
「頭の固い専門家」からすると、正気の沙汰とは思えないかもしれません。
しかし、世の中には、かなり高価な趣味なども色々ありまして、数十万円くらいの
お金のかかるものも沢山ありますし、他のバブリーなお遊びに比べると
遥かに質素で、しかも色々とお勉強にもなるので面白そうです。
で、現在までに、ＨＰＧｅ用のＭＣＡ（高圧バイアス電源や、プリアンプ電源、アンプ
などなどを含む一体型で、ソフト付き）を１５万円程度で購入し、測定器もジャンクを
５万円で購入。液体窒素運搬用の容器（デュワー）も２万円で購入。
液体窒素取り扱いようの手袋など、そして、補充用の機械は、買うと高いので
代用品を組み合わせて自作の予定。
後は、高圧バイアスのチェックになどに必要なメーターと、そして最大の難関の
真空ポンプの購入が残っています。
メーターは、２万円くらいで買えそう。
その他に、このＭＣＡをＮａＩなどのシンチレーター式の測定器で使うのに便利な
外付けのプリアンプも１万円で購入。
後は、必要なケーブルや、コネクターなどなどの小物が数千円。
送料や手数料や税金などを全て込みで、現在まで、３０万円弱の出費です。
この中で今のところ一番の出費は、一体型ＭＣＡで、確かにＮＩＭビンのものを組み合わせると、
もっと安くあがる可能性があり、最近では、モジュール満載のＮＩＭシャーシが
＄６００くらいで取引されていました。
この方式は、問題があった時に壊れたモジュールだけ引っこ抜いて
代わりのものを１万円から３万円くらい（物によります）で調達して交換すればよい
という利点もありますが、モジュールの位置によるノイズの問題が出たり、とか、
面倒くさそうだし、一体型は、ネット接続で、自動運行もある程度可能な上、
Ｏｒｔｅｃの基本ソフトも付いてくる（残念ながら、さすがにガンマビジョンは付いてない）ので、
メーカーもののソフトの勉強にもなる、などの点から、高いけど、これにしました。
また、これは中古ですが、一応保守されていた製品で、３ヶ月の保障も付いているので、
ジャンクを買うよりは安心です。
ＨＰＧｅ検出器は、Ｘ線や低エネルギーガンマ線用のもので、セシウムとかの
検出には向かないタイプですが、その分低いほうの面白そうなものが見えます。
そして、Ｘ線解析は、遮蔽なしでやったりするので、練習用には手軽です。
とにかく５万円の品物なので、文句は言えません。
どうしてこんなに安かったのか？と、言いますと、売り手がこの品物が
何なのか分かってなかったみたいで、ＨＰＧｅとして売られていた品では無かったのです。
また、売値は、もっと高かったのですが、５万円のオファーを入れたら
通ってしまった、というわけです。
ケチな私の事ですから、失敗して諦める場合の事もきちんと考えてあって、
ＭＣＡは、ＣＺＴや他の測定に流用出来るので、少し高いけど潰しが利く。
要らなくなったら、１０万円くらいなら、多分売れる。
検出器は、誰か欲しい人に安く売ってしまえば、損失は軽微。
噂によると、中の結晶を取り出して売ると、元が取れるらしいけど真偽は不明。
デュワーもキャスター付きで、元値かそれ以上で売れるので問題なし。
なので、たとえ成功しなくても、十分楽しめるし、経済的にもリスクが少ない
大変健全なお遊びなのです。
真空ポンプをどうしようか、色々考えて、物色していたのですが、
計算すると、バラバラに買ってポンプシステムを組み上げるよりも、
既に大体出来た状態で売っているものの方が安い、ということで、
ポンプシステムの中古を１７万円＋送料で購入しました。
これに加え、さらにフランジやらパイプやら真空計などなどの
高価な品々が必要です。
予想通りなのですが、今回のプロジェクトで、これが一番大きな出費です。
しかし、これが無いと、真空漏れが疑われる度にどこかの誰かに
発送して、（＄３０００とか）お金を払って、やってもらわないとならないし、
その出費や手間を考えると、「避けて通れない」というのが、個人的な結論です。
大きな都市などに住んでいて、近くに業者や知り合いやコネが
ある場合には、真空関連は自分でやらない、という選択も
あるかもしれないですが、そうでないと、測定器や運搬用デュワーを
梱包して発送するだけで、かなり面倒そうです。
私の場合は、真空関連について「も」完璧にど素人でしたが、
研究室などで、配管をやったり、ポンプの分解掃除やメインテナンスを
やったことのある方なら、部品を集めて、全部自分で組み上げた方が、
安く上がる可能性もありますが、そうでないと配管や計器など、とにかく
メーカーによって規格もバラバラだったりして、安い売り物もそんなに
多くないので、的確に必要な部品を察知して、それをオークションで
買い付けるのはかなり難しいと思いました。
もちろん、時間をかけて学習すれば、なんとかなるかと思いますが、
私の場合は、既に他の事で相当忙しいので、真空関連については、
必要以上に詳しくなりたくない、ということで、中古システムの購入と
あいなりました。
ポンプの後は、真空計を探していました。
真空計は、高真空用のものと、大気圧に近い方のものの二つが必要です。
また、多くの真空計が、センサー部分と、コントローラーが分かれていて、
中古やジャンクでは、それらが都合よくセットで売られている場合が少ないので、
どのセンサーがどんなコントローラーと一緒に使えるのか？などなど、
知らないと安い買い物が出来ない重要情報が沢山あるので大変です。
そこで、センサーと表示部分が一体型になったものや、コントローラーを
買わなくても、センサーと電圧計などである程度計測できるようなタイプの
センサーを中心に一週間くらい物色して、ようやく、目当ての品をまあまあの
値段で買うことが出来ました。
大気圧に近い方は、Ｃｏｎｖｅｃｔｒｏｎという商品名のものが３０ドル＋送料で買えました。
（送料のほうが高い・・・。）これは、一応表示センサーモジュールに表示も付いているので、
後は、電源を供給してやれば良い筈。そのケーブルやコネクターは、買うと高いので、自作。
より高度の真空の方は、＄１４０＋送料。こっちは、コントローラーが無くても良くて、
高圧電源やケーブルが必要ないタイプ。とにかく、専用のケーブルは高価ですし、
高圧を供給しないとならないセンサーだと、高圧ケーブルやコネクターも結構するので、
そういうものは避けました。
こっちは、安物の電圧計を買って、その上に手書きで目盛りを入れます。
また、電源ももう一つと同様に自作で大丈夫なタイプ。
その電源自体、ポンプシステムからケーブルを引っ張り出して供給出来ないか？と
考えていますが、ポンプシステムの中身や、電源のノイズなどを見ないと
なんとも言えません。
ポンプシステムやセンサーなどが到着したら、今度は、それらを繋ぐ部品を買います。
既に、大体は、分かっているのですが、実物を見ないと決められない事も
あるので、テレミノＭＣＡの方の作業などをしながら、のんびり待ちます。
残っている問題は、バルブオペレーターと、ポンプシステムを繋ぐ金属ホース。
そして、バルブが二つ、などなど。真空関連は、こういう部品がどれも高価なので困ります。
全く、真空は、奥が深く、本当に吸い込まれるようにお金がかかります。
バルブ一つとっても、新品を買ったら、安いもので２万円ちょっと。
それに送料や通関手数料や税金が乗ったら、もう３万円超えちゃいそう。
そして、中古や新古を漁っても、高い品物が多い。ジャンク屋どもが法外な値段を付けています。
新品より高い値段で、売れるのだろうか？
色々勉強した結果、バルブやパイプなどの継ぎ手（真空フランジ）は、ＫＦ（又はＱＦ）と呼ばれる
規格のものを使用すると、十分な性能があり、かつ、接続や変更が容易で、しかも、価格的にも
ＣＦよりも安い、というのが分かって、それでほぼ統一することにしました。ＣＦは、高過ぎます。
ただし、既に買ってある二つの真空計の一つは、ＮＰＴというねじ込み式のものなので、
アダプターが必要ですが、幸いにも、このアダプターは、２千円くらいで買えるので、ほっとしています。
もう一つの真空計は、このＫＦ規格のＮＷ２５という大きさのもので、とてもよく使われている
サイズなので、パイプなども品物が多く、正解でした。
大体の作戦が決まったので、バルブのオークション調査をすると、程度の良い品物が
安く売られていたので、それらは、直ぐに買っておきました。
新品の四分の一くらいの値段だったので、やれやれです。
他の細かい部品は、新品の方が安かったりするので、ポンプなどが来たら、
まとめて色々注文する予定です。
まだ、分かってないのは、デュワーと測定機の真空引き用のバルブの規格と、二つ目の
液体窒素運搬用のデュワーのバルブの規格、そして、ポンプシステムの接続用の
出口（というか吸い込み口）の規格と、デュワーなどの真空引き用の特殊な金具
（バルブオペレイター）と真空ホースを繋ぐ仕組みです。
始めた時は、全く分からない事だらけでしたが、段々、不明な点が減ってきました。
今日、ＨＰＧｅ検出器が到着したと思ったら、続いて、ポンプも着いた。
さすがに送料高かっただけあって、ポンプはマレーシアだかシンガポールだったか
忘れましたが、地球の裏側から、速攻で届きました。
おまけに、税金も連邦税と州税の二つをがっぽり取られました。
小額の商品を郵便で買うと、連邦税も州税もほとんどの場合かかりませんが、
数万円以上の品だと、１５％程度の税金を取られることが多くなります。
ＵＰＳとか使うと、税金に追加して、手数料をふんだくります。なので、極力
ＵＰＳは使用しないようにします。アメリカから買うなら、ＵＳＰＳが一番！
検出器が着いたので、早速、真空引きのバルブの位置や種類を確認しよう、
と思ったら、バルブが見当たりません。これは困った。
プリアンプ部分のカバーを外してみましたが、そんなところにあるわけもなし、
困りました。
これは、下手をすると、カールさん同様、デュワーに直接穴を開けて、
真空引き用の継ぎ手を接着する、という荒業が必要かも。
ＯｒｔｅｃのＯＥＭ製品なので、Ｏｒｔｅｃの市販品と様子が違います。
ネットで検索しても、マニュアルらしきものはないし、デュワーと
検出器部分を９０度の角度で接続している四角いアルミのブロックに
何かないかと思って探しましたが、今のところ見つかりません。
Ｏｒｔｅｃのシリアルや製品番号が書いてあるシールでも剥がしてみようか？
などと考えているところです。
アマチュアの強者は、レントゲン管とか持っていて、自分で
よく分からん部品のレントゲン撮影をして、作戦を練ったりしてますが、
残念ながらそういう方法は使えないので、地道に叩いて音を聞く、とか
原始的な方法で探しています。
Ｇｅ検出器の真空バルブは、まだ不明ですが、ポンプの方は規格が分かったので、
継ぎ手やＯリングやアダプターなどなどを発注しました。
これで、真空関連は、真空引き用のバルブオペレーターとそれの継ぎ手以外は
全部揃った筈。
高真空用の真空計も到着しました。
検出器とＭＣＡの間の延長ケーブルとかその他の小物も足りないものを点検して購入。
後は、ポンプの中身を見て、電圧とか、調べて真空計にそこから電源供給できるか
調べて配線を考えたり、細かな作業が色々あります。
ＨＰＧｅの素人運用では、自分で検出器やデュワーのメインテナンスをしようとすると、
やはり、真空関連が面倒で高価です。
簡単な金属加工や、本当は銀ロウ付けとかの経験や道具があると良いのですが、
山の中の家を売り払って街中のアパートに引っ越してくる時に、電動工具や
その他一式を処分してしまったので、Ｄｒｅｍｅｌとエポキシで頑張る予定。
ドレメルは、地元のカナディアンタイアというカナダでは有名なチェーン店で買った
れっきとした安物のそのまた特価安売り品で２千円でしたが、ようやく使い方が
分かってきて、ステンレス製の水筒切断作業で試したところ、ちゃんと金属が
切れることを確認しました。
なので、検出器とデューワーの真空引きようのバルブが見つからない場合は、
デュワーに穴を開けてそこにバルブや配管を直接くっつける、カールさん式
解決法もこれで対処出来そうです。
こういう作業は、結構好きなのですが、怠ける方がもっと好きなので、
出来たら簡単に接続出来るバルブがどこかに隠されていることを期待しています。
検出器の写真です。
プリアンプの部分
こっちは、真空計。ジャンクどころか、新品みたい。ダルマみたいな、可愛い形ですが、思ったより大きくて重いです。（高さ１１センチくらい）
また、磁石が入っています。それが、結構強力なので、他の真空計や、測定機などに影響しないように配置しないと。
でも、これが新品みたいなので、ほっとしました。何故かと言うと、真空計の正確なものがないと、手探りで真空ポンプシステムの接続や点検をすることになり、少々心許無かったのですが、この真空計が信頼できるのなら、後は、電圧を読んで、表を見てそれをＴｏｒｒに換算すれば、良さそうです。
この検出器を利用したＸ線解析の機械を保守する会社に問い合わせたところ、
やっぱり真空引きをするポートは付いていないので、液体窒素を入れてみて
その減り具合や、デュワーの底部や検出器が結露するようだったらＯｒｔｅｃ送りで
真空引きして貰う、とのことでした。
しかし、構造的にＯｒｔｅｃに送っても、魔法で真空引きするわけでもなく、
唯一考えられる方法は、デュワーと検出器を丸ごと大きな真空槽の中に入れて、
そこで真空引きしたりする、というものですが、作業効率が恐ろしく悪い方法に思える。
でなければ、検出器の結晶の入っている部分とプリアンプなどの付いている部分の
繋ぎ目を使って、そこから空気を吸出し、その後くっつけた、とかも考えられますが、
そんな器用な方法を使うのだろうか？
ともかく、運搬用のデュワーが届いたら、一度液体窒素を買って入れてみて、
それで真空が保ててないようならば、検出器とデュワーを繋げているアルミの
ブロックのねじを外して、どうなっているのか調べ、どこに真空引きようのバルブを
追加するのか考えることにしました。
長期的には、デュワーの底に穴を開けて、バルブをつけるのが良いように
思いますが、現在、十分な真空が保たれているなら、すぐにやる必要はないので、
様子見です。
今日は、液体窒素運搬用に買った３５リットル入るデュワーが到着しました。
これと同じものです。 見た目は可愛いですが、これが思ったより大きい！見た目の愛嬌に騙されました。圧倒的な存在感です。
http://www.jenconsusa.com/shop/dewars/taylor-wharton-ld35-dewar/
でも、もちろん＄７９０なんてしません。キャスターの付いたごつい台が付属して、＄２００。しかもアメリカの西南部から送って、送料がたったの＄５４！
どうしたら、この巨大でしかもかなり重いものが＄５４で送れたのかわかりませんが、安くて助かりました。（キャスター付きの台だけで、イーベイで＄９５くらいで出品されています。）しかも、品物も程度が良くて、あまり古いものではありません。
なので、このデュワーも、当面真空引きしないで済みそうです。また、真空引きするには、バルブオペレイターというものが必要で、これが中古で出ることはあんまりありませんし、出てもサイズが合わないと駄目なので、丁度良かったです。
Ｏｒｔｅｃなどの検出器には、（真空引き用のバルブがあれば）もっと小さなサイズ（１/４インチ）のバルブオペレイターを使用するのですが、これが中古？でも＄３４０くらいします。
http://www.ebay.com/itm/Cryocomp-V-1000-Vacuum-Valve-Operator-3-8-Cryofab-Judson-Canberra-Detector-/151049088673
通常だと、もっと高いのかも。
私は、たまたま、これに似た部品がくっ付いている他の商品を見つけ、あまり高くなかった（＄３５＋送料＄４０！）ので駄目元で買ってみたところ、どんぴしゃのサイズでした。
こんな感じの写真をでした。
真空シールオフバルブのところに、Ｏ−リングを介してはまります。
金属の筒の中に液体窒素を入れ、真空引きして断熱する。そして、丸いところにＩＣを付けて何かする為の容器みたいです。
赤外線カメラとか、チップを冷やす必要がある部品の使用やテストに使ったのでしょう。
バルブにはめたら、上のねじを回して、バルブの中央のねじ山に中央の棒がねじ込まれるようにし、ポンプで真空状態にした後でつまみを引き抜くと、
バルブも一緒に抜けて、真空引きができる、という仕組みです。
しかし、せっかく安くこの道具を買えたのに、肝心の検出器にはバルブがないので、宝の持ち腐れです。
今日は、この他に、真空バルブ２点も到着。
これは、２，３日まえに届いた、ＯｒｔｅｃのＭＣＡと一緒に使う、シンチレーター用のプリアンプ。
ＯｒｔｅｃのＭＣＡは、シンチレーター用のプリアンプを繋げ、３インチＮａＩ検出器や自作検出器で動作確認しました。
なので、ＨＰＧｅの方のプリアンプが生きているかどうか調べるのが、次に課題です。
つづく
こういう機械があると、色々調べられるそうです。 イーベイで＄２００前後＋送料。
日本にも、別の良い計測器が、有るでしょう。
http://susumu-oiso.blog.so-net.ne.jp/2013-01-10
関係ない品物ですが、あなたのお庭にこんなの如何ですか？
http://www.ebay.com/itm/Thermal-Vacuum-Space-Simulation-Chamber-/360323900933