核辐射传感器原理及其应用举例ppt..

电离室
电离室是利用射线对气体的电离作用而设计
的一种辐射探测器，它的重要部分是两个电 极和充满在两个电极间的气体。气体可以是 空气或某些惰性气体。电离室的形状有圆柱 体和方盒状。
电离室的结构意图
I 放射 线 ＋ R － U …
O U1 U2 I 1 2 ＋U 3
电离室的特性曲线
差分电离室
集电极 外壳
质所组成。人们称这些最基本的物质为元素。
组成每种元素的最基本单元就是原子，每种
元素的原子都不是只存在一种。具有相同的 核电荷数Z而有不同的质子数A的原子所构成 的元素称同位素。
假设某种同位素的原子核在没有外力作用下，
自动发生衰变，衰变中释放出α射线、β射线、 γ射线、X射线等，这种现象称为核辐射。
核辐射传感器
nuclear-radiation transducer
测控09-2班 小组成员：
李 松 柏 杨 蒋侠有 张 辉 朱 乔
核辐射传感器
中文名称：
核辐射传感器
英文名称：
［nuclear］ radiation transducer
定义：
利用［核］辐射检测技术，将感受的被测量转换
实验表明，放射源的强度是
随着时间按指数定理而减低的
即
式中： J0——开始时的放射源强度； J——经过时间为t以后的放射源强度； λ——放射性衰变常数。
J J 0e
t
放射性同位素种类很多，由于核辐射检测仪
表对采用的放射性同位素要求它的半衰期比 较长，且对放射出来的射线能量也有一定要 求。
输出
－U
高电阻
U
正比计数管
它是由圆筒形的阴极和作为阳极的中央芯线
组成的，内封有稀有气体、氮气、二氧化碳 等气体。当放射线射入使气体产生电离时， 由于在芯线近旁电场密度高，电子碰撞被加 速，在气体中获得足够的能量，碰撞其它气 体分子和原子而产生新的离子对。正比计数 管可以探测入射放射线的能量。
闪烁体
橡胶板
光阴级
联级
半导体探测器
半导体探测器是近年来迅速发展起来的一种
射线探测器。我们知道荷电粒子一入射到固 体中就与固体中的电子产生相互作用并失去 能量而停止。 而X射线或γ射线由于光电效应、康普顿散射、 电子对生成等而产生二次电子，此高速的二 次电子经过与荷电粒子的情况相同的过程而 产生电子和空穴。若取出这些生成的电荷， 可以将放射线变为电信号。
成可用输出信号的传感器。
近年来，核辐射传感器由于具有众多优良特
性，得到了广泛的关注。
本文从核辐射的性质入手，系统介绍了核辐
射探测器的原理和几种核辐射传感器的工作 原理、结构特点和使用场合。
在跟踪当代核辐射传感器前沿技术发展的同
时，对他们的进行了特性分析与应用的初步 探讨。
众所周知，各种物质都是由一些最基本的物
因此常用的放射性同位素只有2பைடு நூலகம்种左右，例
如Sr90（锶）、Co60（钴）、Cs137（铯）、 Am241（镅）等。
α射线
α射线通过气体时，使其分子或原子的轨道电
子产生加速运动，如果此轨道电子获得足够 大的能量，就能脱离原子成为自由电子，从 而产生一对由自由电子和正离子组成的离子 对，这种现象称为电离。 在检测技术中，α射线的电离效应、透射效应 和散射效应都有应用，但以电离效应为主， 用α粒子来使气体电离比其它辐射强得多。
阳极 阴极
U
－ ＋
RL
闪烁计数器
物质受放射线的作用而被激发，在由激发态
跃迁到基态的过程中，发射出脉冲状的光的 现象称为闪烁现象。能产生这样发光现象的 物质称为闪烁体。闪烁计数器先将辐射能变 为光能，然后再将光能变为电能而进行探测， 它由闪烁体和光电倍增管两部分组成。
铝壳 光电倍增管 阳极
放射线
β射线
β粒子在穿经物质时，会使组成物质的分子或
原子发生电离，但与α射线相比β射线的电离 作用较小。由于β粒子的质量比α粒子小很多， 因此更易被散射。 β射线与α射线相比，透射能力大，电离作用 小。在检测中主要是根据β辐射吸收来测量材 料的厚度、 密度或重量，根据辐射的反射来 测量覆盖层的厚度，利用β粒子很大的电离能 力来测量气体流。
γ射线
与β射线相比，γ射线的吸收系数小，它透过
物质的能力最强，在气体中的射程为几百米， 并且能穿透几十厘米的固体物质，其电离作 用最小。 在测量仪表中，根据γ辐射穿透力强这一特性 来制作探伤仪、金属厚度计和物位计等。

核辐射探测器
核辐射探测器又称核辐射接收器，它是核辐
射传感器的重要组成部分。核辐射探测器的 作用是将核辐射信号转换成电信号，从而探 测出射线的强弱和变化。由于射线的强弱和 变化与测量参数有关，因此它可以探测出被 测参数的大小及变化。这种探测器的工作原 理或者是根据在核辐射作用下某些物质的发 光效应，或者是根据当核辐射穿过它们时发 生的气体电离效应。 当前常用的核辐射探测器有：电离室、正比 计数管、闪烁计数器和半导体探测器等。
核辐射传感器
核辐射传感器包括 放射源、探测器和信号转换电路。
应用 1、工业领域：厚度计、液面计、密度计、材料内部探伤等； 2、医学领域：B超检测仪等 3、国防：核研究、核检查、核防护等
核辐射传感器
广泛用在制药厂，实验室，发电厂，采石场，紧急
状况营救站，金属处理厂，地下油田和供油管道装 备，环境保护等部门。 检查局部的辐射泄露和核辐射污染，检查周围环境 的氡辐射铯污染，检查钴60辐射污染，检查石材等 建筑材料的放射性，检查有核辐射危险的填埋地和 垃圾场，检测从医用到工业用的X射线仪器的X射线 辐射强度， 检查地下水，镭污染 检查地下钻管和 设备的放射性 监视核反应堆周围空气和水质的污染， 检查个人的贵重财产和珠宝的有害辐射，检查瓷器 餐具玻璃杯等的放射性 、家居装饰的检测 。
核辐射厚度计
它是利用射线穿透物质的能力来制成的检测
仪表。它的特点是放射源和核辐射探测器分 别置于被测物体的两侧，射线穿过被测物体 后射入核辐射探测器。 由于物质的吸收，使得射入核辐射探测器的 射线强度降低，其程度和物体厚度等有关。
核辐射探 测器 电子线路 显示仪表