什么是辐射探测器？

 

什么是辐射探测器？

辐射探测器是利用辐射与物质相互作用发生的物理、化学反应来间接检测和测量辐射的装置。

人类无法用五种感官直接感受到辐射。因此，利用辐射引起的电离和激发来进行检测和测量。例如，它产生离子、自由电子或荧光等电磁波，然后将其转换为电流信号。根据该电流信号，辐射剂量会显示在仪表上或发出声音。

还有许多其他应用产品，例如应用电子辐射的产品、利用热产生的产品、将中子材料活化实用化的产品以及基于切伦科夫光检测的检测器。

辐射探测器的应用

辐射探测器常用于放射性净化场所、庭院、工厂等。辐射有α射线、γ射线、β射线、X射线等不同类型，发射的剂量也有高有低，因此需要根据情况仔细选择探测器本身。

通过测量空气剂量率，可以了解有多少辐射在空间中飞行。此外，通过检测物体表面发出的辐射，可以了解物体是否被污染并识别污染源。它还用于测量辐射暴露，例如一个人暴露于多少辐射。

辐射探测器原理

检测辐射的方法有两种：一种是利用辐射效应电离气体分子，另一种是利用辐射效应激发主要为固体或液体的物质中的电子。

前者称为气体探测器，后者称为闪烁探测器。

1. 气体检测仪

在气体探测器中，探测器充满惰性气体或空气等气体，当辐射穿过气体时，分子电离并产生正离子和电子。气体分子的电离用于测量辐射量。预期的探测器有几种类型，例如电离室、GM计数器和正比计数器。

电离室
电离室将正离子和电子吸引到电极，将其转换为电信号并进行测量。由于被放射线的能量电离的正离子和电子的数量变成电信号，因此获得与放射线的能量大致成比例的信号强度。换句话说，可以了解辐射的能量。但缺点是由于直接观察电离，因此灵敏度较低。

通用计数器
在 GM 计数器中，像电离室一样充满气体，但通过在电极之间施加高电压，电离产生的电子高速移动，从而进一步电离其他气体分子。这可确保您获得强劲的信号。

结果，每次电离都会导致电极之间产生一个脉冲。虽然可以获得很强的信号，但缺点是该信号是脉冲，因此无法获得有关辐射能量的信息。

正比计数器
充气检测器中，如果适当调节电极之间施加的电压，则辐射电离后会发生其他气体分子的电离，从而产生强信号，并且首先电离的分子数量也可以获得。信号与 成正比。在这些条件下执行测量的类型是正比计数器。

2. 闪烁探测器

闪烁探测器利用一种称为“激发”的现象，其中辐射将能量传递给原子核周围轨道上的电子，导致电子移动到外轨道。设备的一个示例是闪烁测量仪。

受辐射激发后发光的物质称为闪烁体。碘化钠是一种用作固体晶体闪烁体的物质。（NaI）晶体。当辐射被闪烁体吸收时，原子由于电子激发而变得不稳定，然后恢复到原来的稳定状态。此时，原子以光的形式释放能量。

这种微弱的光（光子）被转移到光电倍增管。放大，并通过将其转换为电流来测量。由于发射的光子数量与辐射的能量成正比，因此可以用闪烁探测器确定辐射的能量。

由于 NaI 晶体具有吸湿性，因此将其密封以防止暴露在空气中。另一方面，在辐射进入的地方设置有入射窗。入射窗由极薄的铍或铝制成，厚度约为100μm。入射窗由极薄的低原子序数金属制成

如何选择辐射探测器

选择辐射探测器时，检查以下项目很重要。

1. 辐射类型

辐射有不同类型，例如α射线、β射线、中子射线、伽马射线和X射线。辐射探测器可探测的辐射类型和预期灵敏度由其结构和原理决定，因此在选择探测器时了解这些因素非常重要。

2. 显示值

选择值时，请考虑显示的值（无论是简单的计数还是1cm剂量当量等）是否适合使用目的。

3.射线可透性

为了检测辐射，辐射必须到达发生电离的部位（气体或固体闪烁体），因此了解辐射的透明度可以让您充满信心地进行操作。例如，NaI 闪烁测量仪用于测量伽马射线和 X 射线。这是因为吸湿性闪烁体必须被封闭和密封，从而无法检测到无法穿透薄金属窗口的辐射（α和β辐射）。

一些 GM 计数器可以测量 β 射线，而另一些则不能。 β射线测量可以使用具有大窗口并使用非常薄的云母作为窗口的类型进行。贝塔辐射可以穿过这个云母窗口。 GM计数器可以测量β射线和伽马射线，有一个金属盖，但必须取下金属盖才能测量β射线。这是因为 β 辐射不会穿过金属盖。

有关辐射探测器的其他信息