核辐射探测器

n0 ns nb
3、对、放射性样品活度的测量方法
1) 小立体角法 A ns nb
T
其中：T f g fa fb f
对于薄放射性样品， 100% fa 1 fb 1 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％
2)测量装置
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
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。
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
1
fg 4 4
0
0
Hale Waihona Puke Baidu
2
sind
样品和探测器之间空气的吸收；
探测器窗的吸收。
例如β射线：
β射线服从指数吸收规律:
e I I0
x _ mm
m ——物质对这种β的质量吸收系数
xm ——β穿过物质的厚度
f f f f
a
a自 a空 气 a窗
e 自吸收吸收因子
： fa
I I0
x _ mm
4) 散射因子 (fb) 放射性样品发射的射线可被其周围介
计数增加,故要修正。
f
d
源有支承膜时测得的计数率n' 源没有支承膜时测得的计数率n
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。
5) 死时间修正因子 (f)
f
n m
1 n
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）
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5mm 2、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)
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.
得到源活度： A ns nb
sp
5.2 符合测量方法
符合事件： 两个或两个以上在时间上相互关联的事件。
60 Co
60 Ni
符合方法：
h ' h
e
e
h
h
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
1) 符合(真符合)——用符合电路来选择同时事件
实际上任何符合电路都有确定的s ，它的大小
与输入脉冲的宽度有关。如下图所示：
当两个输入脉冲之间的时间间隔＜ s时，符
合电路输出一个符合脉冲。反之，就没有符 合脉冲输出。
真符合与偶然符合
一个原子核级联衰变时接连放射β和γ射线，这 一对β、γ如果分别进入两个探测器，将两探测 器输出的脉冲引到符合电路输入端时，便可输出 一个符合脉冲，这种一个事件与另一个事件具有
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：
n A
n A
符合计数： nco A
可得放射源的活度为：A n n
nc
(2) 反符合—— 用反符合电路来符合事件脉冲 的方法
(2) 对电流工作状态：灵敏度
信号电流(或电压)值 入射粒子流强度
A(V ) / 单位照射量率
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。
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)；
1 2
(1
cos
0
)
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
4
f
g 4
1 (1 2
h )
h2 r2
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
测到的脉冲计数率 单位时间内进入灵敏体积的粒子数
100％
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
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 sp
h '
h
e
HPGe BGO
ANTI COIN
Gate
多道分析器
HPGe 成形
成形
BGO 成形
反符合： 消除符合事件的信号。
HPGe
BGO
Output
(3) 符合装置的分辨时间
符合装置的分辨时间：符合装置所能区分的最
小时间间隔s，符合电路两输入信号时间间隔只 要小于s，就被认为是同时事件给出符合信号。
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).
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)
第五章
辐射测量方法
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。
5.1 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：
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。
h h '
e
反符合康普顿谱仪为反符合电路的典型 应用。可以有效提高峰总比（全能峰面积 与谱全面积之比）。
记录入射射线在探测器中能量全吸收的事件； 而去除发生康普顿散射、并且散射光子又发生 逃逸的事件。