核辐射传感器原理及其应用举例ppt..
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核辐射传感及检测PPT课件
国外中子管的中子产额已达1012中子/s，完全 可以满足照相的要求。
第22页/共78页
从中子照相来说，要求中子射线强度大、射线 束质量高、便宜、方便、操作灵活等。
目前，强度大的源是核反应堆，但它投资大、 笨重、无法用于生产现场。
而小型加速器、中子管、同位素中子源等虽然 灵巧、方便，但强度总的来说还不够高。
目前可供照相用的中子源有核反应堆、加速器 和放射性同位索，常用的为(锎Cf252)
第21页/共78页
( 锎 )Cf252 中 子 源 的 半 衰 期 2.65 年 ， 产 额 2.3×1012中子/s/g，目前价各还很贵。利用Cf252 可做成可移动式中子照相装置。
另一种可移动中子装置，核心是与密封管中子 发 生 器 组 合 在 一 起 的 慢 化 器 ， 与 Cf252 中 子 源 不 同之处是可以关闭，不运行时无需屏蔽。
上述几种效应造成射线能量减弱，其原因是 物质对射线的吸收与散射。
射线被吸收时其能量转变为其它形式，如热 能，散射则使射线的传播方向改变。
第25页/共78页
(1) 射线的吸收
A 光电效应
射线通过物质时，光子与原子相互作用，光子 被吸收，原子中的电子被释放出来，称为光电子， 即光电效应。
当光子的能量处在γ射线的能量范围时，光电 效应与原子序数的关系密切，原子序数愈高，光 电效应愈显著，光电效应与光子能量的3次方成 反比，能量愈高，光电效应愈弱。
原子序数(钨Z=74)，U-管电压(V)。
X射线管的转换效率为
E IU
0ZU
其它转变为热能
第10页/共78页
当U=100kV时 η=0.7%
200kV 1.5%
300kV 2.2%
400kV
第22页/共78页
从中子照相来说，要求中子射线强度大、射线 束质量高、便宜、方便、操作灵活等。
目前，强度大的源是核反应堆，但它投资大、 笨重、无法用于生产现场。
而小型加速器、中子管、同位素中子源等虽然 灵巧、方便，但强度总的来说还不够高。
目前可供照相用的中子源有核反应堆、加速器 和放射性同位索，常用的为(锎Cf252)
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( 锎 )Cf252 中 子 源 的 半 衰 期 2.65 年 ， 产 额 2.3×1012中子/s/g，目前价各还很贵。利用Cf252 可做成可移动式中子照相装置。
另一种可移动中子装置，核心是与密封管中子 发 生 器 组 合 在 一 起 的 慢 化 器 ， 与 Cf252 中 子 源 不 同之处是可以关闭，不运行时无需屏蔽。
上述几种效应造成射线能量减弱，其原因是 物质对射线的吸收与散射。
射线被吸收时其能量转变为其它形式，如热 能，散射则使射线的传播方向改变。
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(1) 射线的吸收
A 光电效应
射线通过物质时，光子与原子相互作用，光子 被吸收，原子中的电子被释放出来，称为光电子， 即光电效应。
当光子的能量处在γ射线的能量范围时，光电 效应与原子序数的关系密切，原子序数愈高，光 电效应愈显著，光电效应与光子能量的3次方成 反比，能量愈高，光电效应愈弱。
原子序数(钨Z=74)，U-管电压(V)。
X射线管的转换效率为
E IU
0ZU
其它转变为热能
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当U=100kV时 η=0.7%
200kV 1.5%
300kV 2.2%
400kV
核辐射传感器 ppt课件
、X等已知后， 13
9.2 核辐射传感器
9.2.1 电离室放射线传感器
右图为电离室示意图。电离室两侧设有 二块平行极板，对其加上极化电压E使 二极板间形成电场。当有粒子或射线射 向二极板间空气时，空气分子被电离成 正、负离子。带电离子在电场作用下形 成电离电流，并在外接电阻R上形成压 降。测量此压降值即可得核辐射的强度。 电离室主要用于探测Α 、Β 粒子，它具 有坚固、稳定、成本低、寿命长等优点， 但输出电流很小。
PPT课件
3
9.1 核辐射的基本特性
9.1.1 核辐射检测的物理基础
1、同位素：核电荷数相同，质量数不同的原子构成的元素
在核辐射传感器中，常采用
和X射线的
核辐射源，产生这些射线的物质通常是放射性同位素。
放射性同位素：原子序数相同,原子质量不同的 元素。这些同位素在没有外力作用下，能自动发生衰
变，衰变中释放出上述射线。其衰减规律为：
的
电磁波能量。
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6
9.1 核辐射的基本特性
1 . 辐射源的特性 1.1 源强度A
用单位时间内发生的裂变数来表示，用居里作为强度单位。
1CI的辐射强度就是辐射源1S内有3.7×1010次核衰变。 1CI(居里)＝103MCI (毫居里) 。在检测仪表中常用 毫居里和 微居里 作为计量单位。
2.2核辐射强度J
J J0 et
单位时间内在垂直于射线前进方向的单位截面积上穿过的
能量的大小，称为核辐射强度J0。
PPT课件
7
一个点源照射在面积为S的检测器上，其辐射强度J0为：
9.1 核辐射的基本特性
J0
A C
KS 4r0 2
R0 ━ ━辐射源到检测器之间的距离； A ━ ━源强度； C ━ ━在源强度为1居里时，每秒放射出的
核辐射传感器工作原理
核辐射传感器工作原理
核辐射传感器采用敏感探测器以及先进的电子技术，具有实时监测并测量α粒子、β粒子和γ射线辐射水平的作用。
其工作原理主要包括辐射探测、信号转换和数据处理三个步骤。
1.辐射探测：RAD-S101核辐射传感器内置敏感的放射性探测器，通常是半导体
材料或闪烁体。
当周围环境存在辐射源时，放射性粒子与探测器产生相互作用，
形成能量沉积。
α粒子、β粒子和γ射线在探测器中引起的能量沉积不同，探测器
会对其进行敏感响应。
2.信号转换：核辐射传感器通过专门设计的电子电路将从探测器接收到的能量沉
积转化为电信号。
电信号经过放大与滤波等处理操作后，被转换为可以测量的模
拟信号。
3.数据处理：测量到的模拟信号经过采样和数字化处理后，转换为数字信号。
传
感器内部的芯片对这些数字信号进行处理和分析，从而计算出辐射源的强度或剂量。
数据通过传感器接口输出，供用户查看和分析。
核辐射传感器原理及其应用举例ppt
功能。
多功能化
核辐射传感器正向着多功能化方 向发展，除了基本的辐射检测功 能外，还集成了温度、湿度、压 力等多种传感器，满足更广泛的
应用需求。
技术挑战
灵敏度和准确性
提高核辐射传感器的灵敏度定性
抗干扰能力
核辐射传感器在实际应用中可能会受 到各种干扰因素的影响，如电磁噪声、 温度波动等，提高抗干扰能力是技术 发展的另一关键挑战。
核辐射传感器在核能领域的应 用包括核反应堆监控、核废料 处理和核燃料循环等，能够确 保核设施的安全运行和放射性
废物的有效处理。
在环保领域，核辐射传感器可 用于监测放射性污染和核事故 应急响应，保护环境和公众健 康。
对未来发展的展望
随着科技的不断进步和应用需求的增 加，核辐射传感器将朝着更高精度、 更低成本、更小体积和更智能化方向 发展。
在医疗领域，核辐射传感器用于 放射性治疗和诊断，如放射性药 物、放射性造影剂等，提高疾病 诊断和治疗的效果。
在安全领域，核辐射传感器用于 检测和防止核材料走私、恐怖袭 击等安全威胁，维护社会稳定和 公共安全。
02
核辐射传感器原理
核辐射基本知识
1
核辐射是原子核内部结构变化产生的能量释放， 包括α射线、β射线和γ射线等。
安全防护
在核能、核技术等领域，核辐射传感器用于监测工作人员所受的辐射剂量，及 时采取防护措施，保障人员安全。
04
核辐射传感器的发展趋势与挑战
发展趋势
技术创新
随着科技的不断进步，核辐射传 感器在材料、工艺和设计等方面 不断创新，提高其性能和稳定性。
智能化和网络化
核辐射传感器正朝着智能化和网 络化方向发展，能够实现远程监 控、数据自动处理和实时传输等
多功能化
核辐射传感器正向着多功能化方 向发展，除了基本的辐射检测功 能外，还集成了温度、湿度、压 力等多种传感器，满足更广泛的
应用需求。
技术挑战
灵敏度和准确性
提高核辐射传感器的灵敏度定性
抗干扰能力
核辐射传感器在实际应用中可能会受 到各种干扰因素的影响，如电磁噪声、 温度波动等，提高抗干扰能力是技术 发展的另一关键挑战。
核辐射传感器在核能领域的应 用包括核反应堆监控、核废料 处理和核燃料循环等，能够确 保核设施的安全运行和放射性
废物的有效处理。
在环保领域，核辐射传感器可 用于监测放射性污染和核事故 应急响应，保护环境和公众健 康。
对未来发展的展望
随着科技的不断进步和应用需求的增 加，核辐射传感器将朝着更高精度、 更低成本、更小体积和更智能化方向 发展。
在医疗领域，核辐射传感器用于 放射性治疗和诊断，如放射性药 物、放射性造影剂等，提高疾病 诊断和治疗的效果。
在安全领域，核辐射传感器用于 检测和防止核材料走私、恐怖袭 击等安全威胁，维护社会稳定和 公共安全。
02
核辐射传感器原理
核辐射基本知识
1
核辐射是原子核内部结构变化产生的能量释放， 包括α射线、β射线和γ射线等。
安全防护
在核能、核技术等领域，核辐射传感器用于监测工作人员所受的辐射剂量，及 时采取防护措施，保障人员安全。
04
核辐射传感器的发展趋势与挑战
发展趋势
技术创新
随着科技的不断进步，核辐射传 感器在材料、工艺和设计等方面 不断创新，提高其性能和稳定性。
智能化和网络化
核辐射传感器正朝着智能化和网 络化方向发展，能够实现远程监 控、数据自动处理和实时传输等
核辐射探测仪器基本原理及及指标课件
核辐射探测仪器在医疗领域主要用于 诊断和治疗肿瘤等疾病，如放射治疗 和核医学成像等。
这些仪器通过测量放射性药物的分布 和代谢，以及放射性粒子的释放，为 医生提供准确的诊断和治疗方案，提 高治疗效果。
核辐射探测仪器在安全检测领域的应用
核辐射探测仪器在安全检测领域主要用于检测放射性物质、爆炸物和毒品等违禁品，保障公共安全。
研究。
环境监测
用于检测核设施周围的 环境放射性水平，保障
公众健康和安全。
02
核辐射探测仪器基本原理
核辐射基本知识
核辐射定义
核辐射是指由原子核内部 释放出的射线，包括α射 线、β射线和γ射线等。
核辐射来源
核辐射主要来源于放射性 物质、核反应堆、核武器 等。
核辐射特性
核辐射具有穿透性强、能 量高、电离能力强等特点 。
按测量原理分类
可分为计数型和能量型两 类，计数型主要测量射线 的数量，能量型主要测量 射线的能量。
核辐射探测仪器应用领域
医学诊断和治疗
用于检测肿瘤、癌症和 其他疾病，以及放射治
疗中的剂量监测。
工业检测和控制
用于检测产品的放射性 污染、无损检测、工艺
控制等。
科研实验
用于物理、化学、生物 学和医学等领域的实验
核辐射探测仪器基本原理及指标课 件
目录
• 核辐射探测仪器概述 • 核辐射探测仪器基本原理 • 核辐射探测仪器性能指标 • 核辐射探测仪器发展现状与趋势 • 核辐射探测仪器实际应用案例
01
核辐射探测仪器概述
核辐射探测仪器定义
01
核辐射探测仪器是一种用于测量
核辐射的设备，能够检测和测量
放射性物质发出的各种射线，如α
05
这些仪器通过测量放射性药物的分布 和代谢，以及放射性粒子的释放，为 医生提供准确的诊断和治疗方案，提 高治疗效果。
核辐射探测仪器在安全检测领域的应用
核辐射探测仪器在安全检测领域主要用于检测放射性物质、爆炸物和毒品等违禁品，保障公共安全。
研究。
环境监测
用于检测核设施周围的 环境放射性水平，保障
公众健康和安全。
02
核辐射探测仪器基本原理
核辐射基本知识
核辐射定义
核辐射是指由原子核内部 释放出的射线，包括α射 线、β射线和γ射线等。
核辐射来源
核辐射主要来源于放射性 物质、核反应堆、核武器 等。
核辐射特性
核辐射具有穿透性强、能 量高、电离能力强等特点 。
按测量原理分类
可分为计数型和能量型两 类，计数型主要测量射线 的数量，能量型主要测量 射线的能量。
核辐射探测仪器应用领域
医学诊断和治疗
用于检测肿瘤、癌症和 其他疾病，以及放射治
疗中的剂量监测。
工业检测和控制
用于检测产品的放射性 污染、无损检测、工艺
控制等。
科研实验
用于物理、化学、生物 学和医学等领域的实验
核辐射探测仪器基本原理及指标课 件
目录
• 核辐射探测仪器概述 • 核辐射探测仪器基本原理 • 核辐射探测仪器性能指标 • 核辐射探测仪器发展现状与趋势 • 核辐射探测仪器实际应用案例
01
核辐射探测仪器概述
核辐射探测仪器定义
01
核辐射探测仪器是一种用于测量
核辐射的设备，能够检测和测量
放射性物质发出的各种射线，如α
05
核辐射传感器,传感器原理和应用
11.2 核辐射传感器
传感器原理及应
用
• •
射线式仪器通常有两种主要形式： 一种是测量放射性物质的放射线，例如测天然放射性 U(铀)、Th(钍)、K(钾)和这三个量的总量，称γ能谱仪； 另一种方式是利用放射性同位素，测量非放射性物质， 根据被测物质对辐射线的吸收、反射进行检测，或者利 用射线对被测物质的电离激发作用。如X射线荧光仪。 原理基本相同，能量范围不同，后者传感器由射线源和 探测器组成。
第11章 波与射线传感器
传感器原理及应
用
吸收、反射
α、β、γ射线穿透物质时，由于磁场作用，原子中
电子会产生共振，振动的电子形成散射的电磁波源， 使粒子和射线能量被吸收和衰减。其中： • α 射线穿透能力最弱，空气中运行轨迹为直线；
• β 射线次之，穿行时由于与物质原子发生能量交 换而改变方向产生散射，在空气中轨迹为折线；
100 mm 钢板;
最大穿透力: 300 mm 通过率: 25个40 英尺标准集装箱/小时 辐射防护设施
图象检查舱
扫描装置
第11章 波与射线传感器
11.1 核辐射物理基础 安检
传感器原理及应
用
第11章 波与射线传感器
太空技术：空间探测—“太空之眼” • 迄今最伟大的八具空间望远镜 哈 勃 望 远 镜 康普顿 伽玛射线 太空 望远镜
传感器原理及应
用
钱德拉X射线太空望远镜
XMM-牛顿X射线太空望远镜
第11章 波与射线传感器
威尔金森微波各向异性探测器 2001年
传感器原理及应
用 斯皮策太空望远镜 2003年
詹姆斯· 韦伯太空望远镜 2013年
费米伽马射线太空望远镜 2008年
传感器原理及应
用
• •
射线式仪器通常有两种主要形式： 一种是测量放射性物质的放射线，例如测天然放射性 U(铀)、Th(钍)、K(钾)和这三个量的总量，称γ能谱仪； 另一种方式是利用放射性同位素，测量非放射性物质， 根据被测物质对辐射线的吸收、反射进行检测，或者利 用射线对被测物质的电离激发作用。如X射线荧光仪。 原理基本相同，能量范围不同，后者传感器由射线源和 探测器组成。
第11章 波与射线传感器
传感器原理及应
用
吸收、反射
α、β、γ射线穿透物质时，由于磁场作用，原子中
电子会产生共振，振动的电子形成散射的电磁波源， 使粒子和射线能量被吸收和衰减。其中： • α 射线穿透能力最弱，空气中运行轨迹为直线；
• β 射线次之，穿行时由于与物质原子发生能量交 换而改变方向产生散射，在空气中轨迹为折线；
100 mm 钢板;
最大穿透力: 300 mm 通过率: 25个40 英尺标准集装箱/小时 辐射防护设施
图象检查舱
扫描装置
第11章 波与射线传感器
11.1 核辐射物理基础 安检
传感器原理及应
用
第11章 波与射线传感器
太空技术：空间探测—“太空之眼” • 迄今最伟大的八具空间望远镜 哈 勃 望 远 镜 康普顿 伽玛射线 太空 望远镜
传感器原理及应
用
钱德拉X射线太空望远镜
XMM-牛顿X射线太空望远镜
第11章 波与射线传感器
威尔金森微波各向异性探测器 2001年
传感器原理及应
用 斯皮策太空望远镜 2003年
詹姆斯· 韦伯太空望远镜 2013年
费米伽马射线太空望远镜 2008年
《核辐射传感器》PPT课件
➢ γ光子电离的能力就更小了
fN
1 2
E E
C A
E ━ ━带电粒子的能量； ΔE ━ ━离子对的能量； A ━ ━源强度； C ━ ━在源强度为1居里时，每秒放射出的粒子数。
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图库
9.1.1核辐射的特性
核辐射线与物质的相互作用
2．核辐射的吸收和散射
➢ 一个细的平行的射线束穿过物质层后其强度衰减经验公
粒子数；
K ━ ━次裂变放射出的射线数； S ━ ━检测器的工作面积。
(MeV)
如果知道粒子的能量，则辐射强度的计算公式为
J0 =A×C×E×1.6×10-13(W/m2) E ━ ━粒子的能量
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图库
9.1.1核辐射的特性
核辐射线与物质的相互作用 1．电离作用： 带电粒子和物质互相作用的主要形式。
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图库
9.2 核辐射传感器
核辐射传感器的工作原理是基于射 线通过物质时产生的电离作用，或利用射线能 使某些物质产生荧光，再配以光电元件，将光 信号转变为电信号。可做为核辐射传感器的有： 电离室和比例计数器；气体放电计数器；闪烁 计数器；半导体检测器。
电离室 气体放电计数管
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结束
图库
感谢下 载
感谢下 载
图9-7 核辐射厚度计原理方框图 图9-8 核辐射液位计原理框图
这是一种基于物质对射线的吸收程度的变化而对液位 进行测量的物位计。当液面变化时，液体对射线的吸收 也改变，从而就可以用探测器的输出信号大小来表达液 位的高低。
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图库
9.4 放射性辐射的防护
fN
1 2
E E
C A
E ━ ━带电粒子的能量； ΔE ━ ━离子对的能量； A ━ ━源强度； C ━ ━在源强度为1居里时，每秒放射出的粒子数。
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图库
9.1.1核辐射的特性
核辐射线与物质的相互作用
2．核辐射的吸收和散射
➢ 一个细的平行的射线束穿过物质层后其强度衰减经验公
粒子数；
K ━ ━次裂变放射出的射线数； S ━ ━检测器的工作面积。
(MeV)
如果知道粒子的能量，则辐射强度的计算公式为
J0 =A×C×E×1.6×10-13(W/m2) E ━ ━粒子的能量
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9.1.1核辐射的特性
核辐射线与物质的相互作用 1．电离作用： 带电粒子和物质互相作用的主要形式。
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图库
9.2 核辐射传感器
核辐射传感器的工作原理是基于射 线通过物质时产生的电离作用，或利用射线能 使某些物质产生荧光，再配以光电元件，将光 信号转变为电信号。可做为核辐射传感器的有： 电离室和比例计数器；气体放电计数器；闪烁 计数器；半导体检测器。
电离室 气体放电计数管
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图库
感谢下 载
感谢下 载
图9-7 核辐射厚度计原理方框图 图9-8 核辐射液位计原理框图
这是一种基于物质对射线的吸收程度的变化而对液位 进行测量的物位计。当液面变化时，液体对射线的吸收 也改变，从而就可以用探测器的输出信号大小来表达液 位的高低。
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图库
9.4 放射性辐射的防护
第12章 辐射式传感器PPT课件02
β粒子在穿经物质时，由于电离、激发、散射和激发次级辐射等作用， 使β粒子的强 度逐渐衰减，衰减情况大致服从如下的指数规律：
J=J0e-μh
(12 - 2)
式中：J0和J——β粒子穿经厚度为h、密度为ρ的吸收体前后的强度； μ——线性 吸收系数。
3. γ射线
原子核从不稳定的高能激发态跃迁到稳定的基态或较稳定的低能态，并且不改变 其组成过程称为γ衰变（或称γ跃迁）。 发生γ跃迁时所放射出的射线称γ射线或γ光子。
正比计数管可以很宽的能量范围内测定入射粒子的能量， 能量分辨率相当高， 分辨时间很短，并且可作快速计数。
3. 盖革-弥勒计数管
根据射线对气体的电离作用而设计的辐射探测器。它与电离室不同的地方主要在于 工作在气体放电区域， 具有放大作用。
阳极
阴极
－
U ＋
RL
图12 – 12 盖革-弥勒计数管
N
J1
图12 – 7 红外线气体分析仪结构原理图
12.2 核辐射传感器
12.2.1 核辐射及其性质
众所周知，各种物质都是由一些最基本的物质所组成。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。 而放出射线的同位素称为放射性同位 素，又称放射源。
12.1.2
红外传感器一般由光学系统、 探测器、信号调理电路及显示单元等组成。
按探测机理的不同，分为热探测器和光子探测器 1. 热探测器 工作机理：利用红外辐射的热效应，探测器的敏感元件吸收辐射能后引起温度升高， 进而使某些有关物理参数发生相应变化，通过测量物理参数的变化来确定探测器所 吸收的红外辐射。
J=J0e-μh
(12 - 2)
式中：J0和J——β粒子穿经厚度为h、密度为ρ的吸收体前后的强度； μ——线性 吸收系数。
3. γ射线
原子核从不稳定的高能激发态跃迁到稳定的基态或较稳定的低能态，并且不改变 其组成过程称为γ衰变（或称γ跃迁）。 发生γ跃迁时所放射出的射线称γ射线或γ光子。
正比计数管可以很宽的能量范围内测定入射粒子的能量， 能量分辨率相当高， 分辨时间很短，并且可作快速计数。
3. 盖革-弥勒计数管
根据射线对气体的电离作用而设计的辐射探测器。它与电离室不同的地方主要在于 工作在气体放电区域， 具有放大作用。
阳极
阴极
－
U ＋
RL
图12 – 12 盖革-弥勒计数管
N
J1
图12 – 7 红外线气体分析仪结构原理图
12.2 核辐射传感器
12.2.1 核辐射及其性质
众所周知，各种物质都是由一些最基本的物质所组成。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。 而放出射线的同位素称为放射性同位 素，又称放射源。
12.1.2
红外传感器一般由光学系统、 探测器、信号调理电路及显示单元等组成。
按探测机理的不同，分为热探测器和光子探测器 1. 热探测器 工作机理：利用红外辐射的热效应，探测器的敏感元件吸收辐射能后引起温度升高， 进而使某些有关物理参数发生相应变化，通过测量物理参数的变化来确定探测器所 吸收的红外辐射。
核辐射探测器教学课件PPT
和类型。
探测器分类
根据工作原理和探测对象的不同， 核辐射探测器可分为气体探测器、 闪烁体探测器和半导体探测器等。
探测器性能指标
核辐射探测器的性能指标包括能量 分辨率、探测效率、计数率和本底 等。
核辐射探测器分类
气体探测器
气体探测器利用气体分子对带电粒子的电离作用来测量核辐射， 具有较高的探测效率和较低的本底。
人工智能算法
利用人工智能算法对探测 器数据进行处理，自动识 别和分类核辐射信号。
无线通信技术
实现探测器与控制中心之 间的无线通信，方便远程 监控和数据传输。
多功能探测器应用
医疗领域
用于诊断和治疗放射性物质引起的疾病，如癌症 等。
环境监测
用于监测核设施周边的辐射水平，保障公众安全。
科研领域
用于研究核物理、放射化学等领域的基本原理和 现象。
医学影像
核辐射探测器在医学影像中主要用于 放射性成像，如X射线、CT、MRI等。 这些成像技术利用放射性物质在人体 内的分布来生成图像。
核辐射探测器还可以用于测量放射性 药物的浓度和分布，如正电子发射断 层扫描（PET）和单光子发射断层扫 描（SPECT）等。
核辐射探测器可以测量放射性物质在 人体内的分布，从而帮助医生诊断疾 病和评估治疗效果。
工业检测
核辐射探测器在工业检测中主要 用于检测放射性物质和测量各种 物理量，如厚度、密度、水分含
量等。
在工业生产中，核辐射探测器可 以用于检测产品的质量和控制生 产过程，例如在石油、化工、食
品等行业中。
核辐射探测器还可以用于检测放 射性废物和测量核设施的安全性
能等。
05
核辐射探测器的未来发展
高性能探测器材料
核辐射探测器教学课件
探测器分类
根据工作原理和探测对象的不同， 核辐射探测器可分为气体探测器、 闪烁体探测器和半导体探测器等。
探测器性能指标
核辐射探测器的性能指标包括能量 分辨率、探测效率、计数率和本底 等。
核辐射探测器分类
气体探测器
气体探测器利用气体分子对带电粒子的电离作用来测量核辐射， 具有较高的探测效率和较低的本底。
人工智能算法
利用人工智能算法对探测 器数据进行处理，自动识 别和分类核辐射信号。
无线通信技术
实现探测器与控制中心之 间的无线通信，方便远程 监控和数据传输。
多功能探测器应用
医疗领域
用于诊断和治疗放射性物质引起的疾病，如癌症 等。
环境监测
用于监测核设施周边的辐射水平，保障公众安全。
科研领域
用于研究核物理、放射化学等领域的基本原理和 现象。
医学影像
核辐射探测器在医学影像中主要用于 放射性成像，如X射线、CT、MRI等。 这些成像技术利用放射性物质在人体 内的分布来生成图像。
核辐射探测器还可以用于测量放射性 药物的浓度和分布，如正电子发射断 层扫描（PET）和单光子发射断层扫 描（SPECT）等。
核辐射探测器可以测量放射性物质在 人体内的分布，从而帮助医生诊断疾 病和评估治疗效果。
工业检测
核辐射探测器在工业检测中主要 用于检测放射性物质和测量各种 物理量，如厚度、密度、水分含
量等。
在工业生产中，核辐射探测器可 以用于检测产品的质量和控制生 产过程，例如在石油、化工、食
品等行业中。
核辐射探测器还可以用于检测放 射性废物和测量核设施的安全性
能等。
05
核辐射探测器的未来发展
高性能探测器材料
核辐射探测器教学课件
核辐射探测仪器基本原理及及指标ppt
位置分辨率越高，探测器对辐射粒子的定位能力越强，能够更好地确定辐射粒子 的来源和分布。这对于研究核辐射的传播和分布规律以及工业应用中的在线监测 和质量控制等方面具有重要意义。
测量时间
总结词
测量时间是衡量核辐射探测仪器性能的重要指标之一，指探 测器在测量辐射粒子时需要的时间。
详细描述
测量时间越短，探测器的实时监测能力越强，能够更好地捕 捉和记录瞬时变化的辐射状况。这对于需要快速响应和实时 监测的应用场景尤为重要，如核事故应急响应、放射性物料 运输监管等。
详细描述
探测效率通常与探测器的材料、结构、粒子类型、能量范围 等因素有关。高效的探测器能够更好地测量和记录辐射粒子 的数量和类型，为科学研究、工业应用以及安全防护等领域 提供准确的数据。
能量分辨率
总结词
能量分辨率是衡量核辐射探测仪器性能的重要指标之一，指探测器在测量辐 射粒子的能量时，能够分辨的最小能量差值。
核辐射探测仪器的基本结构和工作流程
核辐射探测仪器通常由探测器、信号处理电路、数据采 集系统和显示系统等组成。
探测器是用来接收射线的部件，一般采用半导体材料或 气体电离器件制造。
信号处理电路对探测器输出的信号进行放大、滤波和数 字化处理，以便后续的数据采集和分析。
数据采集系统将处理后的信号转换为计算机可识别的数 字信号，并存储在计算机中。
《核辐射探测仪器基本原理 及及指标ppt》
xx年xx月xx日
contents
目录
• 核辐射探测仪器概述 • 核辐射探测仪器基本原理 • 核辐射探测仪器的主要指标 • 核辐射探测仪器的应用和发展趋势 • 总结和展望
01
核辐射探测仪器概述
核辐射探测仪器的定义和作用
定义
测量时间
总结词
测量时间是衡量核辐射探测仪器性能的重要指标之一，指探 测器在测量辐射粒子时需要的时间。
详细描述
测量时间越短，探测器的实时监测能力越强，能够更好地捕 捉和记录瞬时变化的辐射状况。这对于需要快速响应和实时 监测的应用场景尤为重要，如核事故应急响应、放射性物料 运输监管等。
详细描述
探测效率通常与探测器的材料、结构、粒子类型、能量范围 等因素有关。高效的探测器能够更好地测量和记录辐射粒子 的数量和类型，为科学研究、工业应用以及安全防护等领域 提供准确的数据。
能量分辨率
总结词
能量分辨率是衡量核辐射探测仪器性能的重要指标之一，指探测器在测量辐 射粒子的能量时，能够分辨的最小能量差值。
核辐射探测仪器的基本结构和工作流程
核辐射探测仪器通常由探测器、信号处理电路、数据采 集系统和显示系统等组成。
探测器是用来接收射线的部件，一般采用半导体材料或 气体电离器件制造。
信号处理电路对探测器输出的信号进行放大、滤波和数 字化处理，以便后续的数据采集和分析。
数据采集系统将处理后的信号转换为计算机可识别的数 字信号，并存储在计算机中。
《核辐射探测仪器基本原理 及及指标ppt》
xx年xx月xx日
contents
目录
• 核辐射探测仪器概述 • 核辐射探测仪器基本原理 • 核辐射探测仪器的主要指标 • 核辐射探测仪器的应用和发展趋势 • 总结和展望
01
核辐射探测仪器概述
核辐射探测仪器的定义和作用
定义
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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
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
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。
因此常用的放射性同位素只有20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。
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。
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 。
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。
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
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
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
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。
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
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
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。
因此常用的放射性同位素只有20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。
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。
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 。
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。
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
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
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
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。