4核辐射测量方法-(硕)解析
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例如：电子对湮灭时产生两个0.511ＭeV的γ射 线，一个射线给出标准时间信号，另一个给出探 测器的输出信号，通过测量输出信号对标准时间 信号的延迟时间，得到时间分布谱及时间分辨率。
2018/10/13 15/87
本底计数（background count)
在放射性测量中，狭义的本底计数是指没有被测 样品时测量装置显示出的计数，而把样品中干扰 放射性产生的计数称为干扰计数。 总的本底计数＝无被测样品时计数+干扰计数
tg 1R / H
1 H 2 sin d (1 ) 2 2 2 R H o
2018/10/13 8/87
H
本征效率
本征探测效率就是进入探测器灵敏体积的一个入 射粒子产生一个脉冲的几率 测到的脉冲计数率 100 ％ 单 位 时 间 内 进 入 灵 敏积 体的 粒 子 数
放射性样品的净计数率为测得的计数率减去本底 计数率
n （ ） n （ ） -n （ ） 0 净计数 s 测量值 b 本底
2018/10/13
16/87
本底来源
宇宙射线是由太空进入地球大气的一些粒子及其 次级产物组成的。 前者称为初级宇宙射线，例如能量大于10MeV的 质子、少量α粒子、各种原子核。
fg的定义是每秒到达探测器灵敏体积的粒子数目 与样品每秒发射的粒子数目之比
几何因子的校正对点源易于计算，对非点源或扩 散源可用数值积分方法计算
2018/10/13
7/87
点源对圆盘探测器的几何效率
2R
探测器
θ0
源
1 fg 4 4
1 fg 4
0
0
1 2 sin d (1 cos 0 ) 2
2018/10/13
4/87
放射性样品的活度测量
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
计数装置实际测得的计数率要比真正进入探测器 内的计数率要小
2018/10/13
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时间分辨率（time resolusion)
时间分辨率：表示脉冲探测器区分两个相继入射 粒子能力的一个量 它通常用探测器输出信号延迟时间分布谱峰的半 高宽度来确定
经常利用放射源同时发出两个射线来测量探测器 的时间分辨率。
死时间可能由探测器本身的过程所决定，也可能 由电子学线路所决定。由于放射性衰变的随机性， 将会造成真事件的丢失
2018/10/13
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分辨时间校正
时间修正因子
n f 1 n m n 为有分辨时间实际测量到的计数率
m为没有分辨时间损失的计数率 τ为测量装置的分辨时间 m n mn
2018/10/13
5/87
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 绝对测量中影响活度测量的几个因素 • 几何因素 • 探测器的本征探测效率 • 吸收因素 • 散射因素 • 分辨时间 • 本底计数
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6/87
几何因素
对于一般探测器，放射性样品都是放在探测器外 面进行测量的，因此射入探测器灵敏体积的粒子 数只是发射率的一部分。一般用几何因子fg来进 行校正
核辐射测量方法
上海交通大学 张继革 副研究员 2016年3月21日
核辐射测量任务
放射性活度的测量
辐射场量的测量：辐射注量(率)
辐射粒子能量或能谱测量
辐射剂量的测量
位置的测量(辐射成像) 有关时间的量：半衰期或寿命等 粒子鉴别等
2018/10/13 2/87
放射性活度
放射性活度的严格定义：处于特定能态的一定量 放射性核素在给定时刻的活度A是dN除以dt，是该 能态发生自发衰变或核跃迁数的期望值 单位时间间隔内的核衰变通常称为衰变率。因此 活度也即放射性核素在某时刻的衰变率的期望值 放射性活度国际单位为贝克勒尔简称Bq(贝克) 1Bq=1衰变/s 1MBq=103kBq=106Bq 1950年，国际规定一个放射源每一秒钟有 3.7×1010次核衰变定义为一个居里：
1Ci= 3.7×1010 Bq
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与放射性活度有关的概念
发射率：是指放射性样品在单位时间内平均发射 某种射线的粒子数 比放射性活度(比活度)：放射性样品中某种放射 性核素的活度与样品质量(或体积)之比，即单位 质量(或体积)的放射性样品内核素的活度。其单 位是kBq〃g-1，MBq〃g-1， Bq〃l-1，kBq〃l-1等 一般探测装置对放射性样品进行活度测量时，得 到的是单位时间内纪录的脉冲数，即计数率
探测器窗的吸收
I I 0e
x
f
a
f f
a自源自文库
a空气
f
a窗
自吸收吸收因子 I _ x fa e m m I0
2018/10/13 10/87
散射因子
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 散射对测量的影响有两类：正向散射和反向散射 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，这种散射使计数率减少 反向散射使原来不该射向探测器的射线经散射后 进入灵敏区，这种散射使计数率增加
2018/10/13
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分辨时间（resolving time)
分辨时间：两个相继出现而仍能被分辨的脉冲或 电离事件之间的最小时间间隔 探测器、计数器、脉冲幅度分析器等均有一定的 分辨时间
在分辨时间内无法记录进入探测器的第二个粒子
2018/10/13
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死时间
几乎在所有的探测系统中，都存在一个最小时限， 两个事件之间的时间间隔大于此时限才能被分辨 开而记录为两个单独的脉冲，这个最小的时限通 常称为探测系统的死时间。
探测器本征效率的最大值为1，其数值与探测器 种类、运行状况和几何尺寸有关、与入射粒子的 种类和能量、探测器窗厚度有关，还与电子记录 仪的工作状况有关
粒子以平行束入射和以锥形束入射的探测效率是 有差别的
2018/10/13 9/87
吸收因子
放射性样品发射的射线，在达到探测器之前，一 般要经过三种吸收层： 样品材料本身的吸收(自吸收) 样品和探测器之间空气层的吸收
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本底计数（background count)
在放射性测量中，狭义的本底计数是指没有被测 样品时测量装置显示出的计数，而把样品中干扰 放射性产生的计数称为干扰计数。 总的本底计数＝无被测样品时计数+干扰计数
tg 1R / H
1 H 2 sin d (1 ) 2 2 2 R H o
2018/10/13 8/87
H
本征效率
本征探测效率就是进入探测器灵敏体积的一个入 射粒子产生一个脉冲的几率 测到的脉冲计数率 100 ％ 单 位 时 间 内 进 入 灵 敏积 体的 粒 子 数
放射性样品的净计数率为测得的计数率减去本底 计数率
n （ ） n （ ） -n （ ） 0 净计数 s 测量值 b 本底
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本底来源
宇宙射线是由太空进入地球大气的一些粒子及其 次级产物组成的。 前者称为初级宇宙射线，例如能量大于10MeV的 质子、少量α粒子、各种原子核。
fg的定义是每秒到达探测器灵敏体积的粒子数目 与样品每秒发射的粒子数目之比
几何因子的校正对点源易于计算，对非点源或扩 散源可用数值积分方法计算
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点源对圆盘探测器的几何效率
2R
探测器
θ0
源
1 fg 4 4
1 fg 4
0
0
1 2 sin d (1 cos 0 ) 2
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放射性样品的活度测量
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
计数装置实际测得的计数率要比真正进入探测器 内的计数率要小
2018/10/13
14/87
时间分辨率（time resolusion)
时间分辨率：表示脉冲探测器区分两个相继入射 粒子能力的一个量 它通常用探测器输出信号延迟时间分布谱峰的半 高宽度来确定
经常利用放射源同时发出两个射线来测量探测器 的时间分辨率。
死时间可能由探测器本身的过程所决定，也可能 由电子学线路所决定。由于放射性衰变的随机性， 将会造成真事件的丢失
2018/10/13
13/87
分辨时间校正
时间修正因子
n f 1 n m n 为有分辨时间实际测量到的计数率
m为没有分辨时间损失的计数率 τ为测量装置的分辨时间 m n mn
2018/10/13
5/87
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 绝对测量中影响活度测量的几个因素 • 几何因素 • 探测器的本征探测效率 • 吸收因素 • 散射因素 • 分辨时间 • 本底计数
2018/10/13
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几何因素
对于一般探测器，放射性样品都是放在探测器外 面进行测量的，因此射入探测器灵敏体积的粒子 数只是发射率的一部分。一般用几何因子fg来进 行校正
核辐射测量方法
上海交通大学 张继革 副研究员 2016年3月21日
核辐射测量任务
放射性活度的测量
辐射场量的测量：辐射注量(率)
辐射粒子能量或能谱测量
辐射剂量的测量
位置的测量(辐射成像) 有关时间的量：半衰期或寿命等 粒子鉴别等
2018/10/13 2/87
放射性活度
放射性活度的严格定义：处于特定能态的一定量 放射性核素在给定时刻的活度A是dN除以dt，是该 能态发生自发衰变或核跃迁数的期望值 单位时间间隔内的核衰变通常称为衰变率。因此 活度也即放射性核素在某时刻的衰变率的期望值 放射性活度国际单位为贝克勒尔简称Bq(贝克) 1Bq=1衰变/s 1MBq=103kBq=106Bq 1950年，国际规定一个放射源每一秒钟有 3.7×1010次核衰变定义为一个居里：
1Ci= 3.7×1010 Bq
2018/10/13 3/87
与放射性活度有关的概念
发射率：是指放射性样品在单位时间内平均发射 某种射线的粒子数 比放射性活度(比活度)：放射性样品中某种放射 性核素的活度与样品质量(或体积)之比，即单位 质量(或体积)的放射性样品内核素的活度。其单 位是kBq〃g-1，MBq〃g-1， Bq〃l-1，kBq〃l-1等 一般探测装置对放射性样品进行活度测量时，得 到的是单位时间内纪录的脉冲数，即计数率
探测器窗的吸收
I I 0e
x
f
a
f f
a自源自文库
a空气
f
a窗
自吸收吸收因子 I _ x fa e m m I0
2018/10/13 10/87
散射因子
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 散射对测量的影响有两类：正向散射和反向散射 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，这种散射使计数率减少 反向散射使原来不该射向探测器的射线经散射后 进入灵敏区，这种散射使计数率增加
2018/10/13
11/87
分辨时间（resolving time)
分辨时间：两个相继出现而仍能被分辨的脉冲或 电离事件之间的最小时间间隔 探测器、计数器、脉冲幅度分析器等均有一定的 分辨时间
在分辨时间内无法记录进入探测器的第二个粒子
2018/10/13
12/87
死时间
几乎在所有的探测系统中，都存在一个最小时限， 两个事件之间的时间间隔大于此时限才能被分辨 开而记录为两个单独的脉冲，这个最小的时限通 常称为探测系统的死时间。
探测器本征效率的最大值为1，其数值与探测器 种类、运行状况和几何尺寸有关、与入射粒子的 种类和能量、探测器窗厚度有关，还与电子记录 仪的工作状况有关
粒子以平行束入射和以锥形束入射的探测效率是 有差别的
2018/10/13 9/87
吸收因子
放射性样品发射的射线，在达到探测器之前，一 般要经过三种吸收层： 样品材料本身的吸收(自吸收) 样品和探测器之间空气层的吸收