核辐射探测器.pptx

核辐射探测器第1页/共77页辐射测量对象： 放射性样品活度测量； 辐射场量的测量； 辐射能量或能谱的测量； 辐射剂量的测量； 位置的测量(辐射成像)； 时间的测量； 粒子鉴别等。第2页/共77页 放射性样品的活度测量1、相对法测量和绝对法测量 相对法测量：需要一个已知活度A0标准源，在同样条件下测量标准源和被测样品的计数率 n0、n， 根据计数率与活度成正比，可求出样品的活度： A＝A0n/n0。 相对法测量简便，但条件苛刻：必须有一个与被测样品相同的已知活度的标准源，且测量条件必须相同。第3页/共77页 绝对测量法复杂，需要考虑很多影响测量的因素，但绝对测量法是活度测量的基本方法。2、绝对测量中影响活度测量的几个因素1) 几何因子 （fg）点源第4页/共77页几何因子fg还可以表示成： 因为,放射性发射的是各向同性的实际进入探测器仅是小立体角Ω内的射线.几何因子为第5页/共77页2) 探测器的本征探测效率或灵敏度(1) 对脉冲工作状态：本征探测效率?(2) 对电流工作状态：灵敏度? 有关因素：入射粒子的种类与能量；探测器的种类、运行状况、几何尺寸；电子仪器的状态（如甄别阈的大小）等。第6页/共77页3) 吸收因子 (fa) 射线从产生到入射到探测器的灵敏体积所经过的吸收层为：样品材料本身的吸收(样品的自吸收)；样品和探测器之间空气的吸收；探测器窗的吸收。第7页/共77页例如β射线：β射线服从指数吸收规律: ——物质对这种β的质量吸收系数——β穿过物质的厚度自吸收吸收因子 ：第8页/共77页4) 散射因子 (fb) 放射性样品发射的射线可被其周围介质所散射，对测量造成影响。散射对测量结果的影响有两类：正向散射使射向探测器灵敏区的射线偏离而不能进入灵敏区，使计数率减少。反向散射使原本不射向探测器的射线经散射后进入灵敏区，使计数率增加。反射修正因子的实验方法确定：β粒子在源的托板支承物等上的大角度散射,使得本不在小立体角Ω内的β粒子会进入探测器引起计数增加,故要修正。第9页/共77页没有支承膜是理想状态，通常用有机膜来实现。有机膜的Z较低,又很薄,散射可以忽略。 第10页/共77页5) 死时间修正因子 (f?) 式中n 为实际测量到的计数率，m为真计数率，?为测量装置的分辨时间。6) 本底计数率 （nb）第11页/共77页3、对?、?放射性样品活度的测量方法其中：对于薄?放射性样品，1) 小立体角法对于厚?放射性样品和?放射性样品的测量需考虑各种修正因子。修正因子多，测量误差大，达5％～10％第12页/共77页2)测量装置小立体角法 :放射源或样品与探测器之间的布置的角度。注意：1、为了减少本底,探测器和样品都放在铅室内.铅壁厚度一般要大于5mm2、为了减少散射,铅室内腔要足够空旷.3、为了减少β在铅中的韧致辐射(χ),铅室内壁有一薄层铅皮或塑料(厚度约为2-5mm)第13页/共77页4、 为了减少源的支架及托板的散射和韧致辐射,它们都采用低Z材料作成.5、准直器用来确定立体角,并可防止立体角以外的射线进入探测器.探测器采用薄云母窗的钟罩型G-M计数管.也可以用薄窗正比管、塑料闪烁探测器(加避光铝铂).第14页/共77页第15页/共77页第16页/共77页第17页/共77页第18页/共77页2) 4?计数法 将源移到计数管内部，使计数管对源所张立体角为4?，减小了散射、吸收和几何位置的影响。测量误差小，可好于1％。 流气式4?正比计数器；(适用于固态放射源) 内充气正比计数器和液体闪烁计数器；(适用于14C、3H等低能?放射性测量，将14C、3H混于工作介质中)4、?射线强度的测量第19页/共77页 ?射线强度的测量包括?辐射场测量和?射线放射源活度的测量。同样可以用相对测量法和绝对测量法测量。 如能获得?能谱，可利用?谱的全能峰面积来确定源活度， 对于? 射线同位素放射源绝对测量常用源峰效率得到源活度：5.2 符合测量方法第20页/共77页符合事件： 两个或两个以上在时间上相互关联的事件。符合方法： 用不同的探测器来判断两个或两个以上事件的时间上的同时性或相关性的方法。1、符合方法的基本原理第21页/共77页符合计数：1) 符合(真符合)——用符合电路来选择同时事件 以?－?符合装置为例：对一个放射源同时放出的?和?射线，用两个探测器分别测量。 由于本底同时进入两个探测器的几率很小；而级联???是相关事件，它们分别进入两个探测器的时刻一定是同时的，则有：可得放射源的活度为：第22页/共77页(2) 反符合—— 用反符合电路来符合事件脉冲的方法 反符合电路中两个输入端分别为分析道和反符合道。把要消除掉的脉冲送入反符合道，把要分析的脉冲送入分析道。只有分析道由脉冲输入时反符合电路才有输出。 反符合康普顿谱仪为反符合电路的典型