2放射性测量与稳定性核素分析

气体电离探测器：
原理： 如果核辐射被电离室中的气体吸收，该气 体将发生电离。电离探测器即是通过收集射线在 气体中产生的电离电荷进行测量的。 仪器：常用的有电离室、正比计数管、盖革—弥 勒计数管（G-M管）。 用法： 电离室是测量由电离作用而产生的电离电 流，适用于测量强放射性；正比计数管和盖革— 弥勒计数管则是测量由每一入射粒子引起电离作 用而产生的脉冲式电压变化，从而对入射粒子逐 个计数，这适合于测量弱放射性。
缺点： 1）抗辐射性能差 2）输出信号小﹐使电子线路
复杂化
2020/5/20
闪烁探测器：
原理：是利用射线照射在某些闪烁体上而使 它发生闪光的原理进行测量的仪器。它具有 一个闪烁体，当射线进入其中时产生闪光， 然后用光电倍增管将闪光讯号放大、记录下 来。 用法：该探测器以其高灵敏度和高计数率的 优点而被用作测量、、辐射强度。在适 当的条件下，能够定量的分析几种放射性核 素的混合物。此外，这种仪器还能测量照射 量和吸收剂量。
Dynodes (
)
光能 (光子) 电能 (电子)
(光电转换器)
) (
) (
光电倍增管
Anode
倍增形成脉冲 (放大，分析，计数)后续电路
Amplifier Analyzer Counter
射线引起的闪烁光属多光子事件 脉冲高度与射线能量正相关
脉冲高度 光子数, 次级电子数, 线的能量
闪烁探测器(1) 固体NaI (Tl)
放射性测量的目的：求待测样品的放射性活度。
常用放射性核素： 射线源 — 125I -射线源— 3H、 14C、 35S、45Ca、 32P、33P
放射源
3H 14C 35S 32P
百度文库
最大能量 (Mev) 0.018 0.155 0.167 1.71
最大射程(mm)
玻璃
组织或水
0.0023
0.007
0.104
高
结
纯
型
锗
型
锂漂移型
面垒型
金硅面垒型
金硅面垒探测器主要用来探测α粒子和质子
锗或硅-锂漂移探测器原理
在低温真空条件下对γ射线的能量有较好 分辨率
优点： 1）适于带电或不带电粒子，分辨力是最
高的 2）结构简单、坚固耐用、受外界影响小 3）可制成微型、空间分辨力高 4）脉冲上升时间较短﹐可快速测量
Aluminum Alloy
Transparent material Output pulse
光电倍增管
固体闪烁仪（以测 射线的固体闪烁仪为例）
放射性测量概述
包括射线探测仪发展的历史、几个基 本概念、放射性测量的目的等
射线探测器发展的历史
早期用于射线探测的系统并非真正的设 备，而是人；
1928年，盖革发明了一种电子射线探测 器。
现代科技飞速发展带动了射线探测器的 快速发展。
德国科学家盖革和他发明的电子计数管
当带电微粒穿过计数管时，计数管就发出一个电讯号， 将这 个电讯号连到报警器上，仪器就会发出“咔嚓”一响，指示 灯也会亮一下。看不见摸不着的射线就可以用非常简单的仪 器记录测量了。人们把这个仪器称为盖革计数管。藉助于盖 革计数管，卢瑟福所领导的曼彻斯特实验室对粒子性质的研 究得到了迅速的发展。
3.感光作用：带电粒子能使照相乳胶感光的现象，在 照相的X线胶片上形成潜影。经显影和定影后的胶 片上仅显示感光所形成的黑色颗粒，黑度的强弱与 入射粒子数成正比。
4、化学变化：某些物质经电离辐射作用 后，会发生化学变化，出现氧化或者 还原反应，而形成的反应物的量和该 物质吸收辐射能量成正比。
5、生物效应：生物体经电离辐射后，均 会引起一定的生物效应，从染色体分 析评估生物体吸收剂量已经得到应用。
半导体探测器：
采用的介质是半导体材料，硅、锗，半导体探 测器也有两个电极,并加有一定的偏压。当入 射粒子进入半导体探测器的灵敏区时,即产生 电子-空穴对。然后，电子与空穴在电场作用 下分别向两极运动，并被电极收集而给出电 脉冲。在半导体探测器中，入射粒子产生一 个电子－空穴对所需消耗的平均能量为气体 电离室产生一个离子对所需消耗的十分之一 左右。这就是半导体探测器具有很高能量分 辨率的主要原因。
固体闪烁探测仪 包括测量原理、基本构造。
样品中射线与闪烁体作用产生光子，光 子由光电倍增管转换成电脉冲并加以放 大，此电脉冲的数目和高度分别与射线 活度和能量成正比，再经后续电子学仪 器加工、分析和记录。
固体闪烁测量的基本原理
闪烁测量的具体机制：两步能量转换
Detector
射线能
(闪烁体)
探头
Photocathode
1.电离作用：带点粒子进入计数管或电离室时，计数 管产生的电压脉冲数以及电离室产生的电离电流和 带点粒子数成正比。
2.荧光现象：带点粒子和物质相互作用，使物质的原 子激发，激发态的原子回复到基态时，放出能量， 产生荧光。荧光将被转化成电压脉冲，其幅度和带 电粒子的能量消耗成正比，和入射粒子数成正比。 闪烁探头就是根据荧光现象进行探测的。
二、仪器分类
按工作原理分： 1.收集电离电荷的探测器：如GM计数管，正比计数管， 放射性活度仪、电流电离室 2.收集荧光的探测器：如固体闪烁测量仪及液体闪烁 测量仪
3.半导体探测器：如石垒型、扩散型及锂飘移PIN结型 半导体探测器。
某些物质在射线的作用下能发光，这些物质称为闪 烁体，用它们制作的放射器叫做闪烁探测器。
0.320
0.119
0.370
3.10
9.20
空气 5.40 250 280 7100
放射性测量仪器概述
一.原理 在繁多的核医学仪器中其探测的原理都是建
立在核射线与物质相互作用的基础上。电离 辐射和物质相互作用会丢失能量，而丢失的 能量是以各种物理、化学和生物的现象表现 出来，这些是进行放射性测量的依据。具体 作用过程有以下几种情况：
第二章 放射性测量与稳定性核素分析
复习上一次课内容
核素与核衰变 核衰变类型 带电粒子与物质的相互作用：激发与电离、散射、韧
致辐射…… 射线与物质相互作用：光电效应、康普顿效应、电子
对生成 核辐射卫生防护基本知识
1. 放射性测量概述：包括放射性测量发展的历史以及 几个基本概念；
2. 放射性探测仪概述 3. 固体闪烁仪 4. 液体闪烁仪 5. 影响放射测量的因素 6. 放射性测量统计学相关内容