在核环境监测、放射性生物学和核医学领域，多数情况下样品的比活度低于40Bq/kg。这一数值与周围环境土壤中微量天然放射性核素的比活度为同一数量级。这种情况下，需要降低系统的本底，包括来自宇宙射线的环境本底和康普顿效应带来的本底。低本底反康普顿伽玛谱仪就是为了解决这一问题。

目前共有超过15套反康谱仪在国内运行。

康普顿效应

伽玛光子与物质相互作用时产生光电效应、康普顿效应和电子对效应。

康普顿效应是指γ光子与原子中的电子发生弹性碰撞，将其部分能量传递给电子，电子从原子中被击出，γ光子则以与初始运动方向成θ角的方向散射。

由于光子只将部分能量传递给了电子，因此不是在该γ光子的全能峰、而是在较低的能量上产生计数，这样，就在实际的能谱测量的谱图中，在全能峰的左侧产生一个连续的康普顿坪。

峰康比

 在测量较复杂的γ能谱时，较低能量的γ射线的全能峰往往会叠加在较高能量的γ射线的康普顿坪上，因此峰康比表示一台伽马谱仪在存在高能强峰的情况下，探测低能弱峰的能力。

康普顿坪

• 对Cs-137的0.662MeV γ射线，康普顿坪大约在358keV到382keV之间。

• 对Co-60的1.33MeV γ射线，康普顿坪大约在1.040keV到1.096keV之间。

• 通常定义一台反康谱仪的峰康比都以Cs-137的0.662MeV能量峰的相应指标为参照。

评价低本底反康普顿谱仪主要技术指标

• 积分本底

• 康普顿抑制系数（定义为在康普顿反符合前后主探测器所测得的同一核素两个γ谱图中康普顿连续谱面积之比）

• 反康条件下的系统峰康比。

反康原理

• 当高能射线（例如初级宇宙射线）贯穿主探测器与反符合屏蔽探测器时，两个探测器都有信号输出时，反符合电子学线路使这些信号不被谱仪记录，从而起到抑制或屏蔽本底信号的作用。

• 当被测样品放出的γ射线入射到主探测器，其中发生康普顿效应的光子将产生非全能峰信号；散射光子同时进入到反符合屏蔽探测器产生信号，反符合电子学线路就会使这些信号不被谱仪记录，从而起到降低系统本底、提高峰康比的作用。

采用ASPEC-927双路16K多道的反康谱仪系统框图

ORTEC反康普顿γ谱仪典型配置

• 40%~60%相对效率N型高纯锗探测器（推荐采用整体碳纤维封装）；

• 低本底垂直冷指；

• 30升杜瓦；

• 9"×9"NaI反康环探测器；

• 3"×3"NaI反康塞子探测器；专用反康铅室；

• NIM电子学反符合线路及连接电缆；

• ASPEC-927双路独立16K多道分析器；

• 操作及分析软件；

• 计算机与打印机。

• ORTEC提供出厂前的系统集成测试数据和指标

ORTEC反康系统主要指标

GMX50探测器：

• N型同轴高纯锗；相对探测效率≥50%；

• 能量响应范围3keV – 10 MeV；

• 能量分辨率：对1.332 MeV峰（Co-60）：≤ 2.2 keV；

• 峰康比≥58：1；

• 峰形参数： FW0.1M/FWHM ≤2.0，FW0.2M/FWHM ≤ 3.0

反康模式

• 积分总本底(40 keV ~ 2 MeV): ≤ 0.5 CPS；

• 峰康比：≧ 1000:1（保证值）；≧1100:1（典型值）；

• 康普顿坪区抑制：≧ 6.0。

反康普顿前后谱图