剂量测量核心器件选择的对比

作者：尧熵（上海）电子科技有限公司

欢迎访问e展厅 展厅 8 安规/静电/防护测量展厅 安规仪器仪表, 磁场强度检测仪, 绝缘测试仪, 兆欧表, 接地电阻测试仪, ... 辐射剂量测量在实际应用中，一般有以下三种： 第一、研究不同物体对某几类放射源能量吸收的特点，相互间物理化学的关系。比如利用射线做无损探测，以及厚度测量。 第二、检测周围环境或者人体的剂量状况。对环境做出评估，防止辐射超过人体耐受标准，对人体造成伤害。 比如日本福岛核电站对受污染主题进行的检测。 第三、在含放射性的加工工业，以及带有辐射的医疗器械中，对辐射剂量要准确控制，以达到最佳的应用效果。 辐射剂量的测量一般分为物理方法和化学方法 物理方法一般是通过测定物质吸收的能谱在物质内部产生的温度变化和电离效应来确定吸收剂量和辐射强度。这种方法为剂量测量的绝对方法，常用来做为标准矫正其他剂量计。 化学方法是利用物质与射线之间的化学反应在一定的剂量阈值内与其吸收的剂量有正比关系。可以考虑用化学分析法确定剂量吸收的量度，化学剂量测量的要通过物理剂量测量来矫正。 辐射剂量测量物理法测量 国内辐射剂量探测主要有三大类，下图所示 常用的计数元件，有电离室、GM计数管（盖革弥勒管）、X射线正比计数管、闪烁体等。 电离室 电离室是一种探测电离辐射气体的探测装置，由处于不同电位的电极和封闭在电极之间的气体组成，通过收集气体中，因辐射产生的电子或者离子运动而产生的电信号来定量测量电离辐射的探测装置。 一般分为脉冲电离室和电流电离室，前者可以计数辐射粒子的电离辐射，主要用于重带电粒子的能量和注量率的测量，后者则是记录大量辐射产生的平均值，用测量x射线，伽马光子、贝塔射线和光子束的注量、注量率和剂量。 电离室一般为圆柱状如上图，中间有一个柱状电极与外壳构成一个电容器，在电离室两极上加压可以收集放射射线电离出的电流，根据电流大小可以确定放射性活度，根据探测射线种类可以分为，α电离室，β电离室内，γ电离室。电离室一般应用于放射治疗，辐射加工，个人防护和环境检测等领域，用来检测辐射剂量。 GM计数管 GM计数管，即是盖革弥勒计数管，在1928年盖革和米勒发明了这种计数管所以叫做盖革弥勒计数管，这种计数管可以检测各种物质和周围环境的放射性，甚至可以勘测到铀矿以及地下的氡。盖革管（GM管）是应用最广泛的一种气体探测装置，也是充气型的圆柱形管状物。管内壁是阴极，中心的细丝做阳极，外形有端窗形的有圆柱形的，圆柱形有尾窗和侧窗，根据其填充气体又分有机管和卤素管。 此类探测管，用途比较广泛一般核物理、医学、粒子物理学、工业仪表上都有应用，外形如下图 半导体探测器 又称为固体 电离室，是以半导体材料为介质的辐射探测器件，一般常用的半导体材料是锗和硅。 基本原理类似气体电离室，具有能量分辨率好、线性范围宽、物理性能好等优点。 半导体探测器可以分为以下几种 锂漂移型探测器： 探测γ射线需要更大的灵敏区，这种要求必须使得锂漂移进入P型半导体材料进行补偿而获得，由于锗的探测效率优先于硅的，所以的一般用锗（锂）漂移探测器。其探测器的灵敏体积可大于200立方厘米。鉴于死层太厚，因此在探测较低能量的x射线时采用硅（锂）漂移探测器。应该注意的是当漂移型探测器用于探测x射线和γ射线时必须保持在低温 77K 和真空中。 金硅面垒型探测器 将金沉积在半导体N型单晶硅片上，利用金和半导体之间的电势差，在半导体中形成没有自由载流子的耗尽层，形成探测器的灵敏区。高纯硅厚度可以达到4~5mm。还可以用极薄的硅片做成全耗尽型探测器，最薄可以达到1~2微米，可以通过入射粒子穿过后的能量损失鉴别粒子种类。 高纯锗探测器 超纯锗探测器制作工艺简单，制造周期短，可以在室温下储存。便于制成超大灵敏体积，超薄壁死层，可以同时探测X射线和γ射线。除了锗锂Ge（Li），硅锂Si（Li）高纯锗HPGe、金硅面垒型探测器外还有硅微条，象元、CCD。它们广泛应用在核医学、天体物理、高能物理、X光成像等领域。 热释光探测器 原理是物体在受辐射作用后积蓄的能量在加热过程中以光的形势释放出来的一种物理现象。这种现象是一次性的，一次辐射后一次加热会有一次的光释放，热释光探测器就是利用这种原理制作而成。 此类产品体积小、重量轻、精度高、量程范围广、能量响应好。可同时测α、β、γ、X等多射线。主要应用于辐射防护、放射行生物学、放射医学、地质学、考古学、以及环保领域。 探测器优缺点对比 辐射探测器影响因素对比 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (6/8/2014)