辐射探测课件.pptVIP

辐射探测辐射不是感觉器官所能感知的，因此，必须使用专门的探测器和仪器进行探测。用计算方法求得的辐射剂量值是否正确，采取的辐射防护措施是否满足安全的要求，这都必须靠实际的测量予以检验辐射探测保健物理工作者主要任务之一是保护工作人员免受辐射的有害影响。也就是说，它的责任是要提出一种安全地完成给定工作的方法。这就要求：首先参照某种防护标准对辐射场进行测量；然后以此为基准评价辐射引起的危害。根据这种分析，可以提出一种行动方针。辐射探测在核电厂运行期间为了监督核电厂运行条件；监督燃料元件有无破损发生；监督向环境排放的放射性废气废液是否超过有关标准；监督辐射场的异常变化，需要设置各种各样的监督测量系统。一旦核电厂有出现事故的可能，这些监督测量系统能够发出信号，提示操纵员作出判断，采取某种安全措施。在这些监督测量系统中，都要使用核辐射探测器作为探测元件。辐射探测电离辐射与物质相互作用产生的各种效应都已成为显示和记录各种电离辐射的基础。基于辐射在气体中的电离效应，产生了电离室正比计数器盖革计数管诸如辐射的热作用、化学作用、光敏作用以及辐射导致固体材料物理性质的种种变化也已成为辐射测量的常用手段。电离法光子、中子或带电粒子通过物质时，能导致从该物质的中性原子或者分子中去掉一个电子。这种情况发生时，就形成一个离子对。离子对是由这个自由电子和剩余的原子或分子构成的，剩余的原子或分子将带有一个净的正电荷。在物质中形成离子对的过程称为电离。离子对可以直接地或者间接地形成。辐射的这种致电离本领，不管是直接的还是间接的，已在许多装置中用以探测辐射直接电离带电粒子如α和β粒子，通过直接作用产生离子对。这些带电粒子在通过物质的径迹上与电子相互碰撞，并且将电子从原子中打出。当这些带电粒子靠近电子通过时，可借助于电场的相互作用将能量传递给电子。如果传递的能量不足以打出电子，这个原子就处在受激状态。形成这些状态的过程称为激发。?间接电离光子和中子通过间接作用产生离子对。它们同物质相互作用产生带电粒子，而这些带电粒子又进而使物质电离形成离子对。?电离电位在物质中形成的离子对数目由辐射的能量和物质种类确定。为了从给定的原子中打出电子，需要一定的能量。这个能量称为该原子的电离电位。对于多数元素而言，其值在5～20电子伏的范围之内。在大多数物质中形成一个离子对所消耗的能量都大于电离电位。这说明有些能量损失于激发。产生一个离子对所消耗的平均能量，即W值干燥空气中，电子每形成一个离子对需要消耗的平均能W值在辐射防护中是更有用的概念。知道了物质的W值和辐射能量就能估算形成离子对的数目。表给出了电子和α粒子在多种气体中典型的W值。按国际辐射单位和测量委员会（ICRU）推荐，在干燥空气中，电子每形成一个离子对需要消耗的平均能W＝（33.97±0.15）eV气体辐射探测器最广泛的辐射探测器都是以带电粒子通过气体时所引起的效应为依据的，其相互作用的主要方式是沿粒子路径的气体分子的电离和激发大多数气体探测器都是依据检测辐射穿过时所产生的直接电离。电离室、正比计数器和盖革计数管都是拾取在探测器所充气体内形成的离子对所引起的电输出信号离子对的漂移-碰撞无外加电场存在时，已产生的电子和正离子与气体分子一样，处于不停顿的热运动之中，因而有从高密度的原点扩散开的趋向，同时会经常发生许多种碰撞。离子对的漂移-电荷交换正离子遇到另一中性气体分子时可能出现电荷转移碰撞，把一个电子从中性分子转移给离子，从而颠倒了彼此的角色。在含有几种不同分子的混合气体中，那时会有一种倾向把正电荷转移给电离能最低的气体，因为使这种气体分子成为正电离子的碰撞能释放能量离子对的漂移-负离子初始离子对的自由电子在其正常扩散中也经历多次碰撞。在某些气体分子中，可能有一种倾向使自由电子附着在中性气体分子上形成负离子。这种负离子与电离过程中形成的初始正离子有许多相同的性质，只不过所带的电荷相反。氧就是一种容易吸附电子的气体。与此相反，氮、氢、碳氢化合物气体以及惰性气体的电子附着系数都很低。离子对的漂移-复合过程正离子和自由电子之间的碰撞可以导致复合，在复合过程中正离子俘获电子恢复至中性的状态。负离子可能与正离子碰撞，使它的多余电子转移给正离子，从而两种离子都被中和。这两种情况都丢失了初始离子对呈现的电荷，对基于收集电离电荷的探测器信号不会有贡献。外电场中定向的漂移运动当对气体中存在离子和电子的区域施加外电场时，静电力趋于将电荷从原点移开。最终的运动是由无规则热运动速度与定向漂移速度迭加在一起。正离子向习惯上的电场方向漂移，自由电子和负离子向相反方向漂移。