核輻射探測(cè)器課件

第七章核輻射探測(cè)器

（電子儀器）NuclearRadiationDetectors(AssociatedElectronics)1PPT課件第七章核輻射探測(cè)器

（電子儀器）Nu目的了解核輻射探測(cè)器的分類(lèi)掌握核輻射探測(cè)器的原理了解與核輻射探測(cè)相關(guān)的電子儀器2PPT課件目的2PPT課件內(nèi)容引言氣體探測(cè)器半導(dǎo)體探測(cè)器閃爍探測(cè)器（計(jì)數(shù)器）熱釋光探測(cè)器3PPT課件內(nèi)容3PPT課件引言核輻射探測(cè)的對(duì)象核輻射探測(cè)的實(shí)質(zhì)核輻射探測(cè)器的分類(lèi)核輻射探測(cè)器的性能指標(biāo)4PPT課件引言核輻射探測(cè)的對(duì)象4PPT課件核輻射探測(cè)的對(duì)象核輻射的質(zhì)→射線的能量（特征量）→（放射性）核素的種類(lèi)核輻射的量→射線的強(qiáng)度（累加量）→（放射性）核素的活度5PPT課件核輻射探測(cè)的對(duì)象5PPT課件核輻射探測(cè)的實(shí)質(zhì)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程即：將輻射能轉(zhuǎn)變成可以記錄的電信號(hào)的過(guò)程6PPT課件核輻射探測(cè)的實(shí)質(zhì)6PPT課件核輻射探測(cè)器的分類(lèi)按作用原理（工作方式）帶電粒子(α、β)探測(cè)器→電離和激發(fā)非帶電粒子(γ)探測(cè)器→通過(guò)三種效應(yīng)產(chǎn)生次級(jí)帶電粒子進(jìn)行間接探測(cè)按記錄方式

收集電離電荷→氣體和半導(dǎo)體探測(cè)器

收集退激熒光→閃爍和熱釋光探測(cè)器7PPT課件核輻射探測(cè)器的分類(lèi)按作用原理（工作方式）7PPT課件核輻射探測(cè)器的性能指標(biāo)本征效率或靈敏度(intrinsicefficiencyorsensitivity)死時(shí)間或分辨時(shí)間(deadtimeorresolvingtime)能量區(qū)分能力或能量分辨率(energydiscriminationcapabilityorenergyresolution)其它方面8PPT課件核輻射探測(cè)器的性能指標(biāo)本征效率或靈敏度(intrinsic本征效率或靈敏度ThemeasureofitsabilitytodetectradiationThehigher,thebetterPrimaryaffectingfactors:thelinearattenuationcoefficientandthethicknessofthesensitivevolume9PPT課件本征效率或靈敏度Themeasureofitsabi死時(shí)間或分辨時(shí)間AmeasureoftheabilityofadetectortofunctionaccuratelyathighcountratesTheintervalbetweenthetimewhenarayinteractswithadetectorandthetimewhenthedetectorrespondsandtheeventisrecordedTheshorter,thebetterLevel:μs10PPT課件死時(shí)間或分辨時(shí)間Ameasureoftheabili能量區(qū)分能力或能量分辨率TheabilityofadetectortodistinguishbetweentworadiationsofdifferentenergiesFullwidthathalfmaximum(FWHM)AlowervalueofFWHMindicatesabetterenergydiscriminationcapabilityAnotherwaytolookatFWHMistoconsideritasameasureoferrorintheenergydeterminationofanx-orγ–raybyadetector11PPT課件能量區(qū)分能力或能量分辨率Theabilityofad其它方面（性能指標(biāo)）TheabilityofadetectornottobeappreciablyaffectedbythefluctuationsinlinevoltageandenvironmenttemperaturePortableSimpletooperateInexpensive12PPT課件其它方面（性能指標(biāo)）Theabilityofadet氣體探測(cè)器(gas-filleddetectors)結(jié)構(gòu)原理13PPT課件氣體探測(cè)器(gas-filleddetectors)13P結(jié)構(gòu)（氣體探測(cè)器）14PPT課件結(jié)構(gòu)（氣體探測(cè)器）14PPT課件原理（氣體探測(cè)器）圓柱形容器內(nèi)部空間的電場(chǎng)分布電壓-電流曲線15PPT課件原理（氣體探測(cè)器）15PPT課件圓柱形容器內(nèi)部空間的電場(chǎng)分布（氣體探測(cè)器）16PPT課件圓柱形容器內(nèi)部空間的電場(chǎng)分布（氣體探測(cè)器）16PPT課件電壓-電流曲線（氣體探測(cè)器）17PPT課件電壓-電流曲線（氣體探測(cè)器）17PPT課件氣體探測(cè)器的原理氣體受放射源照射產(chǎn)生電離，外加電壓收集電離電荷電離室：工作在飽和區(qū)上G-M管：工作在G-M區(qū)上18PPT課件氣體探測(cè)器的原理18PPT課件醫(yī)用活度計(jì)(dosecalibrator)19PPT課件醫(yī)用活度計(jì)(dosecalibrator)19PPT課件蓋革-彌勒監(jiān)測(cè)儀(G-Msurveymeter)20PPT課件蓋革-彌勒監(jiān)測(cè)儀(G-Msurveymeter)20PP半導(dǎo)體探測(cè)器(semiconductor)結(jié)構(gòu)本質(zhì)和特點(diǎn)21PPT課件半導(dǎo)體探測(cè)器(semiconductor)21PPT課件結(jié)構(gòu)（半導(dǎo)體探測(cè)器）22PPT課件結(jié)構(gòu)（半導(dǎo)體探測(cè)器）22PPT課件本質(zhì)和特點(diǎn)（半導(dǎo)體探測(cè)器）本質(zhì)：固體電離室突出的特（優(yōu)）點(diǎn)：高的能量分辨率與氣體探測(cè)器相比：平均電離能W小一個(gè)數(shù)量級(jí)與閃爍探測(cè)器相比：線性好（輸出脈沖與吸收的能量嚴(yán)格成正比）23PPT課件本質(zhì)和特點(diǎn)（半導(dǎo)體探測(cè)器）本質(zhì)：固體電離室23PPT課件閃爍探測(cè)器（計(jì)數(shù)器）(scintillation)組成和工作原理閃爍體的發(fā)光特性常用閃爍體簡(jiǎn)介光電倍增管電子儀器24PPT課件閃爍探測(cè)器（計(jì)數(shù)器）(scintillation)24PPT組成和工作原理（閃爍計(jì)數(shù)器）25PPT課件組成和工作原理（閃爍計(jì)數(shù)器）25PPT課件組成和工作原理（閃爍計(jì)數(shù)器）閃爍體：吸收輻射能，產(chǎn)生閃爍光光電倍增管：光電轉(zhuǎn)換，電子倍增電子儀器：對(duì)電信號(hào)放大、分析和記錄26PPT課件組成和工作原理（閃爍計(jì)數(shù)器）26PPT課件兩個(gè)問(wèn)題能否去掉閃爍體，讓?duì)蒙渚€直接射向光電倍增管的光陰極？為什么？不密封如何？27PPT課件兩個(gè)問(wèn)題27PPT課件閃爍體的發(fā)光特性（閃爍計(jì)數(shù)器）閃爍體(scintillator)-在射線作用下能發(fā)射熒光的物質(zhì);無(wú)機(jī)→NaI(Tl),有機(jī)→液體閃爍體發(fā)光光譜-在射線作用下閃爍體發(fā)射的熒光強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布發(fā)光效率-閃爍體吸收的射線能量轉(zhuǎn)化為光能的百分?jǐn)?shù);Photonyield(perkeV):NaI(Tl)→40發(fā)光衰減時(shí)間-受激后的閃爍體原子、分子發(fā)射全部光子數(shù)的63%所需要的時(shí)間;NaI(Tl)→250ns28PPT課件閃爍體的發(fā)光特性（閃爍計(jì)數(shù)器）閃爍體(scintillato常用閃爍體簡(jiǎn)介（閃爍計(jì)數(shù)器）NaI(Tl)液體閃爍體（閃爍溶液）29PPT課件常用閃爍體簡(jiǎn)介（閃爍計(jì)數(shù)器）29PPT課件NaI(Tl)吸收輻射能的主要元素是I→HPGe半導(dǎo)體探測(cè)器效率較低（尺寸相同條件下）Tl：激活劑，發(fā)光中心作用1：引出閃爍光←避免自吸收作用2：閃爍光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換(λ>λ0)→避免自吸收；匹配PM管的光譜響應(yīng)30PPT課件NaI(Tl)吸收輻射能的主要元素是I→HPGe半導(dǎo)體探測(cè)器討論和提問(wèn)（1~3分鐘）31PPT課件討論和提問(wèn)（1~3分鐘）31PPT課件液體閃爍體（閃爍溶液）溶劑：常用甲苯→溶解樣品和吸收輻射能溶質(zhì)：常用PPO+POPOP→產(chǎn)生閃爍光（波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換）注：液體閃爍測(cè)量對(duì)低能和低水平β(如H-3，C-14)特別有利32PPT課件液體閃爍體（閃爍溶液）溶劑：常用甲苯→溶解樣品和吸收輻射能333PPT課件33PPT課件光電倍增管(photomultiplier,PM)示意圖概況主要特性34PPT課件光電倍增管(photomultiplier,PM)34PP示意圖(PM)35PPT課件示意圖(PM)35PPT課件概況(PM)一種光電轉(zhuǎn)換器件→將閃爍體發(fā)射的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)變成放大的電信號(hào)光電轉(zhuǎn)換→光陰極(photocathode)電子倍增→各級(jí)打拿極(dynode)36PPT課件概況(PM)一種光電轉(zhuǎn)換器件→將閃爍體發(fā)射的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)變成主要特性(PM)光陰極的光譜響應(yīng)光陰極受光照后發(fā)射光電子的概率與入射光波長(zhǎng)的關(guān)系暗電流

PM管在一定工作電壓下，無(wú)光照時(shí)所產(chǎn)生的陽(yáng)極電流主要來(lái)源：光陰極和前幾級(jí)打拿極的熱電子發(fā)射注：因有暗電流而在陽(yáng)極輸出端產(chǎn)生的脈沖稱為本底脈沖37PPT課件主要特性(PM)光陰極的光譜響應(yīng)37PPT課件38PPT課件38PPT課件電子儀器（閃爍計(jì)數(shù)器）前置放大器(preamplifier)線性放大器(linearamplifier)脈沖幅度分析器(pulse-heightanalyzer,PHA)或單道分析器(single-channelanalyzer,SCA)多道分析器(multichannelanalyzer)定標(biāo)器(scaler)和計(jì)時(shí)器(timer)計(jì)數(shù)率儀(ratemeter)39PPT課件電子儀器（閃爍計(jì)數(shù)器）前置放大器(preamplifier)前置放大器預(yù)放大便于PM管的輸出信號(hào)傳送比較遠(yuǎn)而不會(huì)嚴(yán)重衰減匹配（阻抗）便于來(lái)自PM管的信號(hào)在輸入線性放大器時(shí)不發(fā)生畸變(distortion)和衰減(attenuation)40PPT課件前置放大器預(yù)放大40PPT課件線性放大器對(duì)輸入脈沖進(jìn)行放大輸出脈沖與輸入脈沖的幅度之比稱為放大器的增益(gain)以正比方式進(jìn)行放大放大過(guò)程中保持射線的能量信息41PPT課件線性放大器對(duì)輸入脈沖進(jìn)行放大41PPT課件脈沖幅度分析器或單道分析器脈沖電壓（或幅度，刻度后對(duì)應(yīng)射線能量）范圍選擇器控制旋鈕：下閾(lowerlevel)和窗寬(window)

或：峰位電壓(peakvoltage)和百分窗寬(percentwindow)→射線能量E和%ΔE42PPT課件脈沖幅度分析器或單道分析器脈沖電壓（或幅度，刻度后對(duì)應(yīng)射線能43PPT課件43PPT課件多道分析器可以將脈沖同時(shí)分離成多個(gè)范圍（1000或更多）可以一次完成脈沖幅度分布全譜的測(cè)量44PPT課件多道分析器44PPT課件定標(biāo)器和計(jì)時(shí)器記錄射線脈沖數(shù)目→定標(biāo)器記錄測(cè)量時(shí)間→計(jì)時(shí)器記錄終止信號(hào)的預(yù)置：時(shí)間或計(jì)數(shù)45PPT課件定標(biāo)器和計(jì)時(shí)器記錄射線脈沖數(shù)目→定標(biāo)器45PPT課件計(jì)數(shù)率儀直接給出計(jì)數(shù)率→計(jì)數(shù)率儀注1：計(jì)數(shù)率直接反映放射性的強(qiáng)弱注2：由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，計(jì)數(shù)率儀現(xiàn)在已幾乎不用了46PPT課件計(jì)數(shù)率儀直接給出計(jì)數(shù)率→計(jì)數(shù)率儀46PPT課件γ計(jì)數(shù)器47PPT課件γ計(jì)數(shù)器47PPT課件甲狀腺功能測(cè)定儀48PPT課件甲狀腺功能測(cè)定儀48PPT課件熱釋光探測(cè)器→用于個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)（輻射防護(hù)）熱釋光(thermoluminescence,TL)熱釋光發(fā)光曲線(glowcurve)熱釋光測(cè)量系統(tǒng)49PPT課件熱釋光探測(cè)器→用于個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)（輻射防護(hù)）49PPT課熱釋光(TLD)釋光(luminescence)：物質(zhì)并非因?yàn)檫_(dá)到白熾（灼熱）狀態(tài)而釋放光輻射的過(guò)程（現(xiàn)象）能長(zhǎng)時(shí)間貯存電離輻射能，受熱升溫時(shí)釋放光輻射的現(xiàn)象（過(guò)程）50PPT課件熱釋光(TLD)50PPT課件熱釋光(TLD)

MeansofexcitationLuminescenceeffectOpticalphotonsPhotoluminescence(ultraviolet,visible,infrared)BiochemicalenergyBioluminescenceIonizingradiationRadioluminescence51PPT課件熱釋光(TLD)51PPT課件熱釋光(TLD)LuminescenceeffectTimescaleofemissionFluorescencePromptPhosphorescenceDelayedThermoluminescencethermallyaccelerated52PPT課件熱釋光(TLD)52PPT課件熱釋光發(fā)光曲線(TLD)熱釋光強(qiáng)度隨加熱溫度（時(shí)間）的分布曲線加熱放出的光子數(shù)與熱釋光劑量元件受輻照時(shí)所吸收的能量（←照射量）成正比53PPT課件熱釋光發(fā)光曲線(TLD)熱釋光強(qiáng)度隨加熱溫度（時(shí)間）的分布曲熱釋光發(fā)光曲線(TLD)54PPT課件熱釋光發(fā)光曲線(TLD)54PPT課件熱釋光測(cè)量系統(tǒng)(TLD)熱釋光劑量計(jì)（元件，探測(cè)器）(thermoluminescencedosimeter,TLD)：貯存電離輻射能讀出器(reader-out，也稱熱釋光測(cè)量?jī)x)：讀出電離輻射能55PPT課件熱釋光測(cè)量系統(tǒng)(TLD)熱釋光劑量計(jì)（元件，探測(cè)器）(the讀出器(TLD)56PPT課件讀出器(TLD)56PPT課件小結(jié)電離室與G-M計(jì)數(shù)管的基本工作原理：氣體受放射源照射產(chǎn)生電離，外加電壓收集電離電荷半導(dǎo)體探測(cè)器本質(zhì)上屬于固體電離室，它具有很高的能量分辨率閃爍計(jì)數(shù)器由閃爍體（吸收輻射能，產(chǎn)生閃爍光），光電倍增管（光電轉(zhuǎn)換，電子倍增）以及電子儀器（對(duì)電信號(hào)放大、分析和記錄）組成液體閃爍體由溶劑（溶解樣品，吸收輻射能）和溶質(zhì)（產(chǎn)生閃爍光）組成熱釋光測(cè)量系統(tǒng)由熱釋光劑量計(jì)（貯存電離輻射能）和讀出器（讀出電離輻射能）兩部分組成57PPT課件小結(jié)電離室與G-M計(jì)數(shù)管的基本工作原理：氣體受放射源照射產(chǎn)生思考題電離室和G-M計(jì)數(shù)管分別工作在電壓-電流曲線的哪個(gè)區(qū)上？醫(yī)用活度計(jì)的探測(cè)器？半導(dǎo)體探測(cè)器具有高能量分辨率的原因閃爍探測(cè)器的組成與工作原理NaI(Tl)閃爍體具有較高探測(cè)效率的原因?yàn)槭裁凑f(shuō)液體閃爍體對(duì)測(cè)量低能和低水平β特別有利？熱釋光和熱釋光發(fā)光曲線的含義58PPT課件思考題電離室和G-M計(jì)數(shù)管分別工作在電壓-電流曲線的哪個(gè)區(qū)上參考文獻(xiàn)Chandra,NuclearMedicalPhysics59PPT課件參考文獻(xiàn)Chandra,NuclearMedicalPTHANKYOU!60PPT課件THANKYOU!60PPT課件第七章核輻射探測(cè)器

（電子儀器）NuclearRadiationDetectors(AssociatedElectronics)61PPT課件第七章核輻射探測(cè)器

（電子儀器）Nu目的了解核輻射探測(cè)器的分類(lèi)掌握核輻射探測(cè)器的原理了解與核輻射探測(cè)相關(guān)的電子儀器62PPT課件目的2PPT課件內(nèi)容引言氣體探測(cè)器半導(dǎo)體探測(cè)器閃爍探測(cè)器（計(jì)數(shù)器）熱釋光探測(cè)器63PPT課件內(nèi)容3PPT課件引言核輻射探測(cè)的對(duì)象核輻射探測(cè)的實(shí)質(zhì)核輻射探測(cè)器的分類(lèi)核輻射探測(cè)器的性能指標(biāo)64PPT課件引言核輻射探測(cè)的對(duì)象4PPT課件核輻射探測(cè)的對(duì)象核輻射的質(zhì)→射線的能量（特征量）→（放射性）核素的種類(lèi)核輻射的量→射線的強(qiáng)度（累加量）→（放射性）核素的活度65PPT課件核輻射探測(cè)的對(duì)象5PPT課件核輻射探測(cè)的實(shí)質(zhì)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程即：將輻射能轉(zhuǎn)變成可以記錄的電信號(hào)的過(guò)程66PPT課件核輻射探測(cè)的實(shí)質(zhì)6PPT課件核輻射探測(cè)器的分類(lèi)按作用原理（工作方式）帶電粒子(α、β)探測(cè)器→電離和激發(fā)非帶電粒子(γ)探測(cè)器→通過(guò)三種效應(yīng)產(chǎn)生次級(jí)帶電粒子進(jìn)行間接探測(cè)按記錄方式

收集電離電荷→氣體和半導(dǎo)體探測(cè)器

收集退激熒光→閃爍和熱釋光探測(cè)器67PPT課件核輻射探測(cè)器的分類(lèi)按作用原理（工作方式）7PPT課件核輻射探測(cè)器的性能指標(biāo)本征效率或靈敏度(intrinsicefficiencyorsensitivity)死時(shí)間或分辨時(shí)間(deadtimeorresolvingtime)能量區(qū)分能力或能量分辨率(energydiscriminationcapabilityorenergyresolution)其它方面68PPT課件核輻射探測(cè)器的性能指標(biāo)本征效率或靈敏度(intrinsic本征效率或靈敏度ThemeasureofitsabilitytodetectradiationThehigher,thebetterPrimaryaffectingfactors:thelinearattenuationcoefficientandthethicknessofthesensitivevolume69PPT課件本征效率或靈敏度Themeasureofitsabi死時(shí)間或分辨時(shí)間AmeasureoftheabilityofadetectortofunctionaccuratelyathighcountratesTheintervalbetweenthetimewhenarayinteractswithadetectorandthetimewhenthedetectorrespondsandtheeventisrecordedTheshorter,thebetterLevel:μs70PPT課件死時(shí)間或分辨時(shí)間Ameasureoftheabili能量區(qū)分能力或能量分辨率TheabilityofadetectortodistinguishbetweentworadiationsofdifferentenergiesFullwidthathalfmaximum(FWHM)AlowervalueofFWHMindicatesabetterenergydiscriminationcapabilityAnotherwaytolookatFWHMistoconsideritasameasureoferrorintheenergydeterminationofanx-orγ–raybyadetector71PPT課件能量區(qū)分能力或能量分辨率Theabilityofad其它方面（性能指標(biāo)）TheabilityofadetectornottobeappreciablyaffectedbythefluctuationsinlinevoltageandenvironmenttemperaturePortableSimpletooperateInexpensive72PPT課件其它方面（性能指標(biāo)）Theabilityofadet氣體探測(cè)器(gas-filleddetectors)結(jié)構(gòu)原理73PPT課件氣體探測(cè)器(gas-filleddetectors)13P結(jié)構(gòu)（氣體探測(cè)器）74PPT課件結(jié)構(gòu)（氣體探測(cè)器）14PPT課件原理（氣體探測(cè)器）圓柱形容器內(nèi)部空間的電場(chǎng)分布電壓-電流曲線75PPT課件原理（氣體探測(cè)器）15PPT課件圓柱形容器內(nèi)部空間的電場(chǎng)分布（氣體探測(cè)器）76PPT課件圓柱形容器內(nèi)部空間的電場(chǎng)分布（氣體探測(cè)器）16PPT課件電壓-電流曲線（氣體探測(cè)器）77PPT課件電壓-電流曲線（氣體探測(cè)器）17PPT課件氣體探測(cè)器的原理氣體受放射源照射產(chǎn)生電離，外加電壓收集電離電荷電離室：工作在飽和區(qū)上G-M管：工作在G-M區(qū)上78PPT課件氣體探測(cè)器的原理18PPT課件醫(yī)用活度計(jì)(dosecalibrator)79PPT課件醫(yī)用活度計(jì)(dosecalibrator)19PPT課件蓋革-彌勒監(jiān)測(cè)儀(G-Msurveymeter)80PPT課件蓋革-彌勒監(jiān)測(cè)儀(G-Msurveymeter)20PP半導(dǎo)體探測(cè)器(semiconductor)結(jié)構(gòu)本質(zhì)和特點(diǎn)81PPT課件半導(dǎo)體探測(cè)器(semiconductor)21PPT課件結(jié)構(gòu)（半導(dǎo)體探測(cè)器）82PPT課件結(jié)構(gòu)（半導(dǎo)體探測(cè)器）22PPT課件本質(zhì)和特點(diǎn)（半導(dǎo)體探測(cè)器）本質(zhì)：固體電離室突出的特（優(yōu)）點(diǎn)：高的能量分辨率與氣體探測(cè)器相比：平均電離能W小一個(gè)數(shù)量級(jí)與閃爍探測(cè)器相比：線性好（輸出脈沖與吸收的能量嚴(yán)格成正比）83PPT課件本質(zhì)和特點(diǎn)（半導(dǎo)體探測(cè)器）本質(zhì)：固體電離室23PPT課件閃爍探測(cè)器（計(jì)數(shù)器）(scintillation)組成和工作原理閃爍體的發(fā)光特性常用閃爍體簡(jiǎn)介光電倍增管電子儀器84PPT課件閃爍探測(cè)器（計(jì)數(shù)器）(scintillation)24PPT組成和工作原理（閃爍計(jì)數(shù)器）85PPT課件組成和工作原理（閃爍計(jì)數(shù)器）25PPT課件組成和工作原理（閃爍計(jì)數(shù)器）閃爍體：吸收輻射能，產(chǎn)生閃爍光光電倍增管：光電轉(zhuǎn)換，電子倍增電子儀器：對(duì)電信號(hào)放大、分析和記錄86PPT課件組成和工作原理（閃爍計(jì)數(shù)器）26PPT課件兩個(gè)問(wèn)題能否去掉閃爍體，讓?duì)蒙渚€直接射向光電倍增管的光陰極？為什么？不密封如何？87PPT課件兩個(gè)問(wèn)題27PPT課件閃爍體的發(fā)光特性（閃爍計(jì)數(shù)器）閃爍體(scintillator)-在射線作用下能發(fā)射熒光的物質(zhì);無(wú)機(jī)→NaI(Tl),有機(jī)→液體閃爍體發(fā)光光譜-在射線作用下閃爍體發(fā)射的熒光強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布發(fā)光效率-閃爍體吸收的射線能量轉(zhuǎn)化為光能的百分?jǐn)?shù);Photonyield(perkeV):NaI(Tl)→40發(fā)光衰減時(shí)間-受激后的閃爍體原子、分子發(fā)射全部光子數(shù)的63%所需要的時(shí)間;NaI(Tl)→250ns88PPT課件閃爍體的發(fā)光特性（閃爍計(jì)數(shù)器）閃爍體(scintillato常用閃爍體簡(jiǎn)介（閃爍計(jì)數(shù)器）NaI(Tl)液體閃爍體（閃爍溶液）89PPT課件常用閃爍體簡(jiǎn)介（閃爍計(jì)數(shù)器）29PPT課件NaI(Tl)吸收輻射能的主要元素是I→HPGe半導(dǎo)體探測(cè)器效率較低（尺寸相同條件下）Tl：激活劑，發(fā)光中心作用1：引出閃爍光←避免自吸收作用2：閃爍光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換(λ>λ0)→避免自吸收；匹配PM管的光譜響應(yīng)90PPT課件NaI(Tl)吸收輻射能的主要元素是I→HPGe半導(dǎo)體探測(cè)器討論和提問(wèn)（1~3分鐘）91PPT課件討論和提問(wèn)（1~3分鐘）31PPT課件液體閃爍體（閃爍溶液）溶劑：常用甲苯→溶解樣品和吸收輻射能溶質(zhì)：常用PPO+POPOP→產(chǎn)生閃爍光（波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換）注：液體閃爍測(cè)量對(duì)低能和低水平β(如H-3，C-14)特別有利92PPT課件液體閃爍體（閃爍溶液）溶劑：常用甲苯→溶解樣品和吸收輻射能393PPT課件33PPT課件光電倍增管(photomultiplier,PM)示意圖概況主要特性94PPT課件光電倍增管(photomultiplier,PM)34PP示意圖(PM)95PPT課件示意圖(PM)35PPT課件概況(PM)一種光電轉(zhuǎn)換器件→將閃爍體發(fā)射的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)變成放大的電信號(hào)光電轉(zhuǎn)換→光陰極(photocathode)電子倍增→各級(jí)打拿極(dynode)96PPT課件概況(PM)一種光電轉(zhuǎn)換器件→將閃爍體發(fā)射的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)變成主要特性(PM)光陰極的光譜響應(yīng)光陰極受光照后發(fā)射光電子的概率與入射光波長(zhǎng)的關(guān)系暗電流

PM管在一定工作電壓下，無(wú)光照時(shí)所產(chǎn)生的陽(yáng)極電流主要來(lái)源：光陰極和前幾級(jí)打拿極的熱電子發(fā)射注：因有暗電流而在陽(yáng)極輸出端產(chǎn)生的脈沖稱為本底脈沖97PPT課件主要特性(PM)光陰極的光譜響應(yīng)37PPT課件98PPT課件38PPT課件電子儀器（閃爍計(jì)數(shù)器）前置放大器(preamplifier)線性放大器(linearamplifier)脈沖幅度分析器(pulse-heightanalyzer,PHA)或單道分析器(single-channelanalyzer,SCA)多道分析器(multichannelanalyzer)定標(biāo)器(scaler)和計(jì)時(shí)器(timer)計(jì)數(shù)率儀(ratemeter)99PPT課件電子儀器（閃爍計(jì)數(shù)器）前置放大器(preamplifier)前置放大器預(yù)放大便于PM管的輸出信號(hào)傳送比較遠(yuǎn)而不會(huì)嚴(yán)重衰減匹配（阻抗）便于來(lái)自PM管的信號(hào)在輸入線性放大器時(shí)不發(fā)生畸變(distortion)和衰減(attenuation)100PPT課件前置放大器預(yù)放大40PPT課件線性放大器對(duì)輸入脈沖進(jìn)行放大輸出脈沖與輸入脈沖的幅度之比稱為放大器的增益(gain)以正比方式進(jìn)行放大放大過(guò)程中保持射線的能量信息101PPT課件線性放大器對(duì)輸入脈沖進(jìn)行放大41PPT課件脈沖幅度分析器或單道分析器脈沖電壓（或幅度，刻度后對(duì)應(yīng)射線能量）范圍選擇器控制旋鈕：下閾(lowerlevel)和窗寬(window)

或：峰位電壓(peakvoltage)和百分窗寬(percentwindow)→射線能量E和%ΔE102PPT課件脈沖幅度分析器或單道分析器脈沖電壓（或幅度，刻度后對(duì)應(yīng)射線能103PPT課件43PPT課件多道分析器可以將脈沖同時(shí)分離成多個(gè)范圍（1000或更多）可以一次完成脈沖幅度分布全譜的測(cè)量104PPT課件多道分析器44PPT課件定標(biāo)器和計(jì)時(shí)器記錄射線脈沖數(shù)目→定標(biāo)器記錄測(cè)量時(shí)間→計(jì)時(shí)器記錄終止信號(hào)的預(yù)置：時(shí)間或計(jì)數(shù)105PPT課件定標(biāo)器和計(jì)時(shí)器記錄射線脈沖數(shù)目→定標(biāo)器45PPT課件計(jì)數(shù)率儀直接給出計(jì)數(shù)率→計(jì)數(shù)率儀注1：計(jì)數(shù)率直接反映放射性的強(qiáng)弱注2：由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，計(jì)數(shù)率儀現(xiàn)在已幾乎不用了106PPT課件計(jì)數(shù)率儀直接給出計(jì)數(shù)率→計(jì)數(shù)率儀46PPT課件γ計(jì)數(shù)器107PPT課件γ計(jì)數(shù)器47PPT課件甲狀腺功能測(cè)定儀108PPT課件甲狀腺功能測(cè)定儀48PPT課件熱釋光探測(cè)器→用于個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)（輻射防護(hù)）熱釋光(thermoluminescence,TL)熱釋光發(fā)光曲線(glowcurve)熱釋光測(cè)量系統(tǒng)109PPT課件熱釋光探測(cè)器→用于個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)（輻射防護(hù)）49PPT課熱釋光(TLD)釋光(luminescence)：物質(zhì)并非因?yàn)檫_(dá)到白熾（灼熱）狀態(tài)而釋放光輻射的過(guò)程（現(xiàn)象）能長(zhǎng)時(shí)間貯存電離輻射能，受熱升溫時(shí)釋放光輻射的現(xiàn)象（過(guò)程）110PPT課件熱釋光(TLD)50PPT課件熱釋光(TLD)

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