輻射探測器

介紹

研究意義

核輻射探測器的發展是核技術進展的標誌之一，一個國家核輻射探測器的研製與製作水平，也是該國核技術水平高低的重要標誌之一。核輻射探測器的發展與核探測技術的發展同步，經歷了由計數，測譜，到圖像顯示的發展歷程。與上述進程相呼應,給核輻射探測器的發展提出的要求是：快時間、高探測器效率、高(脈衝幅度、能量)解析度以及大體積，組成陣列等。另外，在核性能相近的前提下，探測器的生產工藝、探測器使用環境條件與價格也是導致探測器更迭的重要因素。

最近十幾年來,陸續研製成功多種新型核輻射探測器，其中部分新品種已經形成為商品而逐漸被市場接受;有部分探測器已經被淘汰或被逐步取代；另有部分“老”探測器被重新認識而得以重用。

發展歷史

能給出電信號的輻射探測器已不下百餘種。最常用的主要有氣體電離探測器、半導體探測器和閃爍探測器三大類。早在1908年，氣體電離探測器就已問世。但直到1931年脈衝計數器出現後才解決了快速計數問題。1947年,閃爍計數器的出現，由於其密度遠大於氣體而大大提高了對粒子的探測效率。最顯著的是碘化鈉(鉈)閃爍體，對γ射線還具有較高的能量分辨本領。60年代初，半導體探測器的研製成功，使能譜測量技術有了新的發展。現代用於高能物理、核物理和其他科學技術領域的各種類型探測器件和裝置，都是基於上述三種類型探測器件經過不斷改進創新而發展起來的。

原理

當粒子通過某種物質時，這種物質就吸收其一部或全部能量而產生電離或激發作用。如果粒子是帶電的，其電磁場與物質中原子的軌道電子直接相互作用。如果是γ射線或 X射線，則先經過一些中間過程，產生光電效應、康普頓效應或電子對，把能量部分或全部傳給物質的軌道電子,再產生電離或激發。對於不帶電的中性粒子，例如中子，則是通過核反應產生帶電粒子，然後造成電離或激發。輻射探測器就是用適當的探測介質作為與粒子作用的物質，將粒子在探測介質中產生的電離或激發,轉變為各種形式的直接或間接可為人們感官所能接受的信息。

分類

輻射探測器給出信息的方式，主要分為兩類：一類是粒子入射到探測器後，經過一定的處置才給出為人們感官所能接受的信息。例如，各種粒子徑跡探測器，一般經過照相、顯影或化學腐蝕等過程。還有熱釋光探測器、光致發光探測器，則經過熱或光激發才能給出與被照射量有關的光輸出。這一類探測器基本上不屬於核電子學的研究範圍。另一類探測器接收到入射粒子後，立即給出相應的電信號，經過電子線路放大、處理，就可以進行記錄和分析。這第二類可稱之為電探測器。電探測器是套用最廣泛的輻射探測器。這一類探測器的問世，導致了核電子學這一新的分支學科的出現和發展。