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什么是輻射探測器？
輻射探測器是利用輻射與物質(zhì)相互作用發(fā)生的物理、化學(xué)反應(yīng)來間接檢測和測量輻射的裝置。
人類無法用五種感官直接感受到輻射。因此，利用輻射引起的電離和激發(fā)來進(jìn)行檢測和測量。例如，它產(chǎn)生離子、自由電子或熒光等電磁波，然后將其轉(zhuǎn)換為電流信號。根據(jù)該電流信號，輻射劑量會顯示在儀表上或發(fā)出聲音。
還有許多其他應(yīng)用產(chǎn)品，例如應(yīng)用電子輻射的產(chǎn)品、利用熱產(chǎn)生的產(chǎn)品、將中子材料活化實(shí)用化的產(chǎn)品以及基于切倫科夫光檢測的檢測器。
輻射探測器的應(yīng)用
輻射探測器常用于放射性凈化場所、庭院、工廠等。輻射有α射線、γ射線、β射線、X射線等不同類型，發(fā)射的劑量也有高有低，因此需要根據(jù)情況仔細(xì)選擇探測器本身。
通過測量空氣劑量率，可以了解有多少輻射在空間中飛行。此外，通過檢測物體表面發(fā)出的輻射，可以了解物體是否被污染并識別污染源。它還用于測量輻射暴露，例如一個人暴露于多少輻射。
輻射探測器原理
檢測輻射的方法有兩種：一種是利用輻射效應(yīng)電離氣體分子，另一種是利用輻射效應(yīng)激發(fā)主要為固體或液體的物質(zhì)中的電子。
前者稱為氣體探測器，后者稱為閃爍探測器。
1. 氣體檢測儀
在氣體探測器中，探測器充滿惰性氣體或空氣等氣體，當(dāng)輻射穿過氣體時(shí)，分子電離并產(chǎn)生正離子和電子。氣體分子的電離用于測量輻射量。預(yù)期的探測器有幾種類型，例如電離室、GM計(jì)數(shù)器和正比計(jì)數(shù)器。
電離室
電離室將正離子和電子吸引到電極，將其轉(zhuǎn)換成電信號并進(jìn)行測量。由于被放射線的能量電離的正離子和電子的數(shù)量變成電信號，因此獲得與放射線的能量大致成比例的信號強(qiáng)度。換句話說，可以了解輻射的能量。但缺點(diǎn)是由于直接觀察電離，因此靈敏度較低。
GM 計(jì)數(shù)器
在 GM 計(jì)數(shù)器中，像電離室一樣充滿氣體，但通過在電極之間施加高電壓，電離產(chǎn)生的電子高速移動，從而進(jìn)一步電離其他氣體分子。這可確保您獲得強(qiáng)勁的信號。
結(jié)果，每次電離都會導(dǎo)致電極之間產(chǎn)生一個脈沖。雖然可以獲得很強(qiáng)的信號，但缺點(diǎn)是該信號是脈沖，因此無法獲得有關(guān)輻射能量的信息。
在正比計(jì)數(shù)器
充氣檢測器中，如果適當(dāng)調(diào)節(jié)電極間施加的電壓，則輻射電離后會發(fā)生其他氣體分子的電離，從而產(chǎn)生較強(qiáng)的信號，并且也可以獲得先電離的分子數(shù)量。與 成比例的信號。在這些條件下執(zhí)行測量的類型是正比計(jì)數(shù)器。
2. 閃爍探測器
閃爍探測器利用一種稱為“激發(fā)"的現(xiàn)象，其中輻射將能量傳遞給原子核周圍軌道上的電子，導(dǎo)致電子移動到外軌道。設(shè)備的一個示例是閃爍測量儀。
受輻射激發(fā)后發(fā)光的物質(zhì)稱為閃爍體。用作固體晶體閃爍體的物質(zhì)是碘化鈉（NaI）晶體。當(dāng)輻射被閃爍體吸收時(shí)，原子由于電子激發(fā)而變得不穩(wěn)定，然后恢復(fù)到原來的穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)，原子以光的形式釋放能量。
這種微弱的光（光子）被光電倍增管放大，并通過將其轉(zhuǎn)換為電流來測量。由于發(fā)射的光子數(shù)量與輻射的能量成正比，因此可以用閃爍探測器確定輻射的能量。
由于 NaI 晶體具有吸濕性，因此將其密封以防止暴露在空氣中。另一方面，在輻射進(jìn)入的地方設(shè)置有入射窗。入射窗由極薄的低原子序數(shù)金屬制成，例如鈹和鋁，厚度約為100微米。
如何選擇輻射探測器
選擇輻射探測器時(shí)，檢查以下項(xiàng)目很重要。
1. 輻射類型
輻射有不同類型，例如α射線、β射線、中子射線、伽馬射線和X射線。輻射探測器可探測的輻射類型和預(yù)期靈敏度由其結(jié)構(gòu)和原理決定，因此在選擇探測器時(shí)了解這些因素非常重要。
2. 顯示值
選擇值時(shí)，請考慮顯示的值（無論是簡單的計(jì)數(shù)還是1cm劑量當(dāng)量等）是否適合使用目的。
3.射線可透性
為了檢測輻射，輻射必須到達(dá)發(fā)生電離的部位（氣體或固體閃爍體），因此了解輻射的透明度可以讓您充滿信心地進(jìn)行操作。例如，NaI 閃爍測量儀用于測量伽馬射線和 X 射線。這是因?yàn)槲鼭裥蚤W爍體必須被封閉和密封，從而無法檢測到無法穿透薄金屬窗口的輻射（α和β輻射）。
一些 GM 計(jì)數(shù)器可以測量 β 射線，而另一些則不能。 β射線測量可以使用具有大窗口并使用非常薄的云母作為窗口的類型進(jìn)行。貝塔輻射可以穿過這個云母窗口。 GM計(jì)數(shù)器可以測量β射線和伽馬射線，有一個金屬蓋，但必須取下金屬蓋才能測量β射線。這是因?yàn)?β 輻射不會穿過金屬蓋。
有關(guān)輻射探測器的其他信息
1. 輻射測量的目的
輻射測量有兩個主要目的。
在處理輻射時(shí)，為了控制輻射，我們測量輻射場特定的輻射劑量，例如輻射的類型和能量，或粒子的數(shù)量。
為了了解或有效利用輻射引起的物理、化學(xué)和生物效應(yīng)，我們測量吸收劑量，其通過輻射場中的輻射劑量乘以由于輻射與物質(zhì)之間的相互作用而產(chǎn)生的系數(shù)來表示。
輻射安全管理是后者的延伸。為了評估輻射對人體的影響，我們在后者的吸收劑量的基礎(chǔ)上，將每種輻射的生物效應(yīng)和受輻射的身體部位的敏感性相加，計(jì)算出有效劑量。
2. 使用閃爍的高能X射線探測器
使用固體閃爍體晶體的閃爍探測器用于測量高能 X 射線甚至更高能的伽馬射線。 X射線探測器的特點(diǎn)是閃爍體有效地接收和檢測X射線，從而可以按X射線能量的比例進(jìn)行檢測。
這是與氣體探測器不同的特點(diǎn)，氣體探測器不能吸收高能X射線。另外，由于從進(jìn)入探測器到轉(zhuǎn)換成電信號并輸出的時(shí)間很短，因此適合入射X射線光子較多時(shí)的測量。在研究領(lǐng)域，還開發(fā)了一種利用閃爍法獲取二維X射線圖像的位置檢測高能X射線探測器。
