核輻射探測器與核儀器

核輻射探測器與核儀器核輻射探測器定義：利用輻射在氣體、液體或固體中引起的電離、激發(fā)效應(yīng)或其它物理、化學(xué)變化進(jìn)行輻射探測的器件稱為輻射探測器。核輻射探測的基本過程：輻射粒子射入探測器的靈敏體積；入射粒子通過電離、激發(fā)等效應(yīng)而在探測器中沉積能量；

探測器通過各種機(jī)制將沉積能量轉(zhuǎn)換成某種形式的輸出信號。對非帶電粒子通過次級效應(yīng)產(chǎn)生次電子或重帶電粒子,實現(xiàn)能量的沉積。核輻射探測器氣體探測器閃爍探測器半導(dǎo)體探測器氣體探測器核輻射引起的氣體電離初級電離：入射粒子與氣體分子或原子直接碰撞而導(dǎo)致的氣體電離；次級電離：直接電離所產(chǎn)生的電子或紫外光及X射線而導(dǎo)致的氣體電離。復(fù)合過程：正離子和電子或負(fù)離子復(fù)合成中性粒子的過程。氣體探測器的特點：探測器的靈敏體積大小和形狀幾乎不受限制；沒有輻射損傷或極易恢復(fù)；經(jīng)濟(jì)可靠。各種氣體探測器氣體探測器電離室脈沖電離室：記錄單個輻射粒子，主要用于測量重帶電粒子的能量和強(qiáng)度。電流電離室：記錄大量粒子平均效應(yīng)，主要用于測量X,g,b和中子的強(qiáng)度或通量。0d++++++++--------陽極

陰極

z氣體探測器的圓柱型電離室結(jié)構(gòu)高壓極負(fù)載電阻靈敏體積輸出信號：分別為極板電容、分布電容和放大器輸入電容。閃爍探測器

利用輻射在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光，產(chǎn)生熒光光子來探測電離輻射的探測器。閃爍體光電倍增管(打拿極)反射層管座分壓器高壓多道或單道光陰極陽極熒光光子光電子暗盒窗前置放大器閃爍探測器的工作過程：(1)輻射射入閃爍體使閃爍體原子電離或激發(fā)，受激原子退激而發(fā)出波長在可見光波段的熒光。(2)熒光光子被收集到光電倍增管(PMT)的光陰極，通過光電效應(yīng)打出光電子。(3)電子運(yùn)動并倍增，并在陽極輸出回路輸出信號。閃爍探測器的應(yīng)用主要用于構(gòu)成譜儀光電倍增管閃爍體射極輸出器線性脈沖放大器單道脈沖幅度分析器多道脈沖幅度分析器打印機(jī)自動定標(biāo)器線性率表高壓電源示波器源圖3-1 Nal(T1)閃爍譜儀裝置示意圖

半導(dǎo)體探測器的基本原理是帶電粒子在半導(dǎo)體探測器的靈敏體積內(nèi)產(chǎn)生電子－空穴對，電子－空穴對在外電場的作用下漂移而輸出信號。半導(dǎo)體探測器半導(dǎo)體探測器的特點：(1)能量分辨率最佳；(2)射線探測效率較高，可與閃爍探測器相比。常用半導(dǎo)體探測器有：(1)P-N結(jié)型半導(dǎo)體探測器；(2)鋰漂移型半導(dǎo)體探測器；(3)高純鍺半導(dǎo)體探測器；核儀器定義：核儀器是利用放射性射線的某些特性進(jìn)行放射性種類和含量測量的一種儀器。核儀器品種繁多，應(yīng)用廣泛，涵蓋農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、地質(zhì)礦山、環(huán)境保護(hù)、航天、教學(xué)、科研、海關(guān)等領(lǐng)域。核儀器分類按儀器特性分類：有源核儀器和無源核儀器。按工作方式分類：實驗室分析儀器，固定式監(jiān)測儀器，移動式、可攜帶檢測儀，個人監(jiān)測儀表，專用安全監(jiān)測與狀態(tài)監(jiān)測儀表。按探測器分類：氣體電離探測器，晶體閃爍探測器，半導(dǎo)體探測器，其他探測器。按測量方式分類：直接測量儀器，間接測量儀器，在線連續(xù)檢測儀器，離線分析、化驗檢測儀器。基本核儀器定義：基本核儀器是核儀器的基本組成部分，主要用以測量與處理核輻射的活度、時間、能量、位置等信息。