鄒海鋒　周燕　李宇翔　韓杰　麥永樹

摘要：核輻射人們很難直接感知，所以不得不借助一些核輻射探測器來對輻射的強(qiáng)度等進(jìn)行計(jì)量。本文對幾種市場上常見的核輻射探測傳感器進(jìn)行了介紹和比較，對研究核輻射裝置具有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：核輻射輻射探測器傳感器類型

前言

無論是2011年的日本核電站發(fā)生的泄漏事故還是2016年初的朝鮮核試驗(yàn)都使人們深刻的意識到核輻射對人們身體健康的重要性。而核輻射又是是以射線的形式存在，沒有相應(yīng)的核輻射檢測設(shè)備很難對其進(jìn)行量化計(jì)算，了解周圍環(huán)境的核輻射情況。因此我們有必要選擇一種適合在日常生活中進(jìn)行大致核輻射劑量檢測的傳感幫助我們了解身邊環(huán)境的核輻射情況。

本文列舉了一些常見的核輻射檢測傳感器，按照其工作介質(zhì)的不同進(jìn)行了原理介紹并最后進(jìn)行比較選擇較適合推廣的輻射探測器。

1.氣體探測器

氣體探測器，顧名思義，其工作介質(zhì)便是將氣體。當(dāng)射線射人探測器內(nèi)部的氣體時(shí)，便會發(fā)生電離效應(yīng)，其產(chǎn)生的電子離子在探測器的電場中運(yùn)動(dòng)便會形成相應(yīng)的脈沖信號，測量出輸出脈沖信號即可對環(huán)境的核輻射劑量進(jìn)行量化計(jì)算。

按照探測器內(nèi)部產(chǎn)生輸出信號的方式差別，氣體探測器也有很多種類，比如電離室、蓋革 米勒（G-M）計(jì)數(shù)管和正比計(jì)數(shù)器等。

2.閃爍探測器

閃爍探測器是一種依據(jù)電離輻射在一些特定物質(zhì)中產(chǎn)生閃爍光子的原理來進(jìn)行輻射計(jì)量的探測器。其種類主要依據(jù)閃爍體的材料來進(jìn)行劃分，包括無機(jī)和有機(jī)兩大類的閃爍體探測器。一般閃爍探測器的結(jié)構(gòu)主要由閃爍體，光電轉(zhuǎn)換器件以及相應(yīng)的電子學(xué)系統(tǒng)三大部分組成。

一般情況下，閃爍體內(nèi)產(chǎn)生的閃爍光子數(shù)目與射線在閃爍體中損耗的能量成正比關(guān)系，所以，當(dāng)入射粒子的能量全部在閃爍體中損耗時(shí)，想要知道入射粒子的能量只需測量輸出頭輸出信號的大小即可。

3.半導(dǎo)體探測器

半導(dǎo)體探測器是使用半導(dǎo)體材料作為工作介質(zhì)的輻射檢測器。在工作方式上其與氣體探測器類似，也是根據(jù)射線在介質(zhì)內(nèi)發(fā)生電離效應(yīng)產(chǎn)生電子 空穴的，在電場作用下運(yùn)動(dòng)形成輸出信號。

其發(fā)展、完善是與半導(dǎo)體材料的發(fā)展密切相關(guān)。隨著半導(dǎo)體新材料和新工藝的發(fā)展，半導(dǎo)體探測器在α、β、Y及中子的能譜測量方面起著越來越大的作用半導(dǎo)體輻射探測器作用的領(lǐng)域也越來越廣泛。與閃爍探測器一樣，半導(dǎo)體探測器也是一種固體介質(zhì)探測器，其介質(zhì)密度遠(yuǎn)高于氣體，對高能電子，特別是伽馬射線具有高探測效率。比如以高純鍺為半導(dǎo)體材料的探測器不僅對伽馬射線有著高檢測效率，同時(shí)，還具有很高的能量分辨率，這對伽馬能譜的測量和分析有很大幫助作用。

4.比較分析選擇

對上述市場上比較常見的探測器綜合特性進(jìn)行比較分析如表1。

不同的輻射探測器均有各自的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)但在日常生活的檢測中，G-M計(jì)數(shù)管具有較高的探測靈敏度、制備相對比較容易、體積也較小、成本低廉、使用方便、輸出的脈沖信號明顯、后續(xù)的信號采集電路設(shè)計(jì)相對容易、對多種射線均有探測效果等特點(diǎn)。因此相比其它類型探測器，G-M計(jì)數(shù)管在日常生活的核輻射的大致檢測中具有較高的性價(jià)比。

5.結(jié)語

在人們生活日益美好的今天，我們有必要了解我們身邊的核輻射環(huán)境，并及時(shí)對身邊的高放射性環(huán)境進(jìn)行處理，預(yù)防核輻射攝入過量對身體帶來的損害，針對普通群眾，選擇高性價(jià)比的G-M計(jì)數(shù)管較為合適。

參考文獻(xiàn)

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