放射性同位素的检测方法和仪器

放射性同位素的检测方法和仪器

核辐射与物质间的相互作用是核辐射检测方法的物理基础。放射性同位素发出的射线与物质相互作用，会直接或间接地产生电离和激发等效应，利用这些效应，可以探测放射性的存在、放射性同位素的性质和强度。用来记录各种射线的数目，测量射线强度，分析射线能量的仪器统称为检测器。

一．核辐射的检测方法

使用相关核辐射检测仪器是检测核辐射的重要方法，利用物质衰变辐射后的电离、吸收和反射作用并结合α、β和γ射线的特点可以完成多种检测工作。对人体进行核辐射检查，主要先做物理性检测，如果发现检测指标异常，再进行生理性检测。主要采取以下方法：

（一）使用核辐射在线测厚仪

核辐射在线测厚仪是利用物质对射线的吸收程度或核辐射散射与物质厚度有关的原理进行工作的。

（二）使用核辐射物位计

不同介质对γ射线的吸收能力是不同的，固体吸收能力最强，液体次之，气体最弱。若核辐射源和被测介质一定，

则被测介质高度与穿过被测介质后的射线强度将被探测器将穿过被测介质的I值检测出来，并通过仪表显示H值。

（三）使用核辐射流量计

测量气体流量时，通常需将敏感元件插在被测气流中，这样会引起压差损失，若气体具有腐蚀性又会损坏敏感元件，应用核辐射测量流量即可避免上述问题。

（四）使用核辐射探伤

放射源放在被测管道内，沿着平行管道焊缝与探测器同步移动。当管道焊缝质量存在问题时，穿过管道的γ射线会产生突变，探测器将接到的信号经过放大，然后送入记录仪记录下来。

二．核辐射的检测仪器

检测核辐射有各种不同的仪器，一般将检测器分为两大类：一是“径迹型”检测器，如照像乳胶、云室、气泡室、火花室、电介质粒子探测器和光色探测器等，它们主要用于高能粒子物理研究领域。二是“信号型”检测器，包括电离计数器，正比计数器，盖革计数管，闪烁计数器，半导体计数器和契伦科夫计数器等，这些信号型检测器在低能核物理、辐射化学、生物学、生物化学和分子生物学以及地质学等领域越来越得到广泛地应用。放射性运输从业人员所使用的检测器基本上属于“信号型”检测器。

“信号型”检测器包括电离型检测器、闪烁检测器和闪

烁检测器。

（一）电离型检测器：利用射线通过气体介质时，使气体发生电离的原理制成的检测器。仪器通过收集射线在气体中产生的电离电荷来测量核辐射。主要类型有电离室、正比计数器和盖革计数器。

1.电流电离室：测量由于电离作用而产生的电离电流，适用于测量强放射性；主要用来研究由带电粒子所引起的总电离效应，即测量辐射强度及其随时间的变化。

2.正比计数管：由于输出脉冲大小正比于入射粒子的初始电离能，故定名为正比计数管。这种计数管普遍用于α和β粒子计数，具有性能稳定、本底响应低等优点。

3.盖革（GM）计数管：其工作电压更高，出现多次电离过程，因此输出脉冲的幅度很高，已不再正比于原始电离的离子对数，可以不经放大直接被记录。它只能测量粒子数目而不能测量能量，完成一次脉冲计数的时间较长；因此，普遍地用于检测β射线和γ射线强度。

（二）闪烁检测器：利用射线与物质作用发生闪光的仪器。它具有一个受带电粒子作用后其内部原子或分子被激发而发射光子的闪烁体。当射线照在闪光体上时，便发射出荧光光子，并且利用光导和反光材料等将大部分光子收集在光电倍增管的光阴极上。光子在灵敏阴极上打出光电子，经过倍增放大后在阳极上产生电压脉冲，此脉冲还是很小的，需

再经电子线路放大和处理后记录下来。

闪烁检测器以其高灵敏度和高计数率的优点而被用于测量α、β、γ辐射强度。

（三）半导体检测器：半导体检测器的工作原理与电离型检测器相似，但其检测元件是固态半导体。当放射性粒子射入这种元件后，产生电子-空穴对，电子和空穴受外加电场的作用，分别向两极运动，并被电极所收集，从而产生脉冲电流，再经放大后，由多道分析器或计数器记录。半导体检测器可用作测量α、β和γ辐射。

三．放射性运输从业人员常用检测仪器

（一）便携式多功能辐射检测仪、射线检测仪、核辐射检测仪、表面污染检测仪、剂量率仪

手持式α、β、γ和X多功能核辐射仪为

提供了快速、精确、便捷的辐射检测手段。

既可做辐射剂量率检测又能用于表面污染测量，

本产品采用GM探测方法，用以监测放射性工作场

所和表面,实验室的工作台面、地板、墙壁、手、

衣服、鞋的α、β、γ和X放射性污染计数测量

以及环境剂量率，是一款性价比高的辐射测量仪器。常用于：

1.检查局部的辐射泄露和核辐射污染；

2.检查石材等建筑材料的放射性；

3.检查有核辐射危险的填埋地和垃圾场；

4.检测从医用到工业用的X射线仪器的X射线辐射强度；

5.检查地下水镭污染；

6.检查地下钻管和设备的放射性；

7.监视核反应堆周围空气和水质的污染；

8.检查个人的贵重财产和珠宝的有害辐射；

9.检查瓷器餐具玻璃杯等的放射性；

10.精确定位辐射源；

11.家居装饰的检测。

（二）个人剂量仪

个人剂量仪采用单片机技术制作而成，用来监测Χ射线和γ射线对人体照射的剂量当量率和剂量当量，有设置阈值和超阈报警功能。广泛适用于辐照站、海关、工业无损探伤、核电站、核潜艇、同位素应用和医疗钴治疗和交通运输等领域。仪器具有如下特点:

1．灵敏度高，工作稳定；

2．监测剂量当量率和剂量当量；

3．功耗低。