放射性核素的探测概述

O
1,4-双-2-（4-甲基-苯基噁唑基）-苯 CH3 CH3 CH=CH
双-MSB
CH=CH
对-双（邻-甲基苯乙烯基）-苯
添加剂（也称第二溶剂）
萘、乙醇、甲醇等
死时间”（τD） 、“恢复时间”（τR） 、“分辨时间”（τ）



一次雪崩后，质量相对大的阳离 子，由于迁移速度远小于电子， 故仍滞留在阳极丝周围，形成阳 离子鞘，抵消了一部分外电场。 此时不能引起G-M计数器的再一 次雪崩，这段时间称G-M计数器 的“死时间”（τD）。 随着阳离子鞘不断向阴极运动， 阳极丝周围的电场逐渐恢复，入 射粒子形成的脉冲幅度逐渐增大， 从有脉冲出现到脉冲幅度恢复到 最大值所需要的时间称为“恢复 时间”（τR）。 探测器能记录下来的两个相邻脉 冲的最短时间间隔，称为“分辨 时间”（τ） 。
光电倍增管


将光变成电(阴极) 光电子在倍增级中倍 增 阳极输出电脉冲 光耦合剂和光导
放射性探测器中使用的电子仪器



电脉冲通过电子仪器的 状况. 定标器或记录仪是在给 定的时间内，累计、显 示，由脉冲高度分析器 输出的信号。 各种探测器电子线路部 分基本相同.
理想闪烁体特性：

闪烁体应有较好的将吸收射线能量转变成 光的能力，即有高的发光效率。 能量响应具有线性关系，即输出脉冲与入 射粒子能量之间应有线性关系。 闪烁体闪烁的持续时间（τ），即发光衰减 时间要短。 有好的化学和辐射稳定性，及小的温度效 应。 易作成大晶体，高密度。 透明度和光学均匀度好。
常用的探测器类型


测量形式


气体电离探测器 固体闪烁探测器 液体闪烁探测器 半导体探测器 激光扫描仪 r照相机,PET,SPECT 放射自显影
定量（强度测量） 定性（能量测量） 定位（相对定量，绝 对定位）
第一节

气体电离探测器




气体作为吸收射线（带 电粒子）的介质。 带电粒子穿过气体时， 气体被电离产生电子和 正离子。 在外电场作用下，引起 一个瞬间的电离电流 随着外电场的增加和降 低，电极上收集到的离 子对数也随之变化。 见下一张图。
图2-9. G-M计数管结构示意图



射线（带电粒子）进入G-M 管，产生电离，气体放大， 雪崩现象，假计数，淬灭。 工作气体 G-M 管内充有两种气体：1、 淬灭气体 惰性气体 2、卤素气体 （有机蒸汽）。 淬灭原理：１、淬灭气体比 惰性气体电离电势低。２、 淬灭气体的正离子在与阴极 作用时，打出次级电子和光 子的几率很小。3、淬灭气 体对光子具有较强的吸收能 力。
第二章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节

放射性核素的探测
气体电离探测器 闪烁探测器 放射性探测器中使用的电子仪器 放射性样品的测量 核计数的统计学处理
探测器测量核射线是基于第一章中我们学过的 什么原理? 电子线路 探头



射线与物质作用能 产生各种效应。 电离、激发、光电 效应 放大电信号 记录器记录电脉冲 （光变成电）。
初始电离效应，在高外电场 G-M计数器（Geiger-Muller Counters） 下，气体放大，导致的电子 增值过程。
图2-13. G-M防护仪（polon-ekolab的产品）
闪烁探测器 （Scintillation

Detectors）



闪烁探测器的组成见右图。 1、闪烁体应有较好的将吸收射线能量转变成光 闪烁体的种类很多，从化学成份上的能力，即有高的发光效率。 2、能量响应具有线性关系，即输出脉冲与入射 看分为无机和有机两大类，而从物粒子能量之间应有线性关系。 理形态上又分为固体、固溶体、液 3、闪烁体闪烁的持续时间（τ），即发光衰减 时间要短。 体和气体。 4、有好的化学和辐射稳定性，及小的温度效应 理想闪烁体的特征。 5、易作成大晶体，高密度。透明度和光学均匀 度好。 无机和有机闪烁体的发光机制有很 用于γ射线探测 大的不同。大家自己看讲义。 用于β射线探测 常用的无机闪烁体（NaI(Tl), ZnS(Ag),常用的有机闪烁体（塑料 闪烁体） 液体闪烁体（组成、特点） 用于α射线探测
TP
对联三苯 N
第二溶质（0.01-0.05%
N N O
POPOP
O
1,4-双-2-（5-苯基噁唑基）-苯 CH3 N N O CH3
DMPOPOP
PPO
PBD
O 1、改善溶剂的溶解度； 2、增加光传递效率； 2,5-二苯基氧氮杂茂 N N 3、分散样品。
O 2-苯基-5（4‘-二苯基）-1，3，4-氧二氮杂茂
课堂练习
已知一９０Sr标准源1981年3月18日，标定其强度 为0.4uCi。若用一探测效率为40%，本底计数为 600cpm的探测器测该标准源，问该标准源衰变到 2004年9月18日时，其放射性强度是多少Bq?

在某次测量中，5min测得放射源加本底 的总计数N=1080，移去放射源，10min 测得本底总计数为223，求放射源的静 计数率
1、溶解样品和溶质。 液体闪烁体由溶剂、溶质、添加剂组成
2、接收样品的能量转移给第一溶质。
作用：接收第一溶质发射的光， 发射较长波长的光。 闪烁液中99% 以上是有机溶剂（甲苯、 波长转移剂 。 主溶质 ，作用：接收溶剂 二氧杂环乙烷和二甲苯等）。 传递的能量并发光。

溶质：
第一溶质（0.3-1%）





ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

当带电粒子穿过气体时，气体被电离产生电子和正离子， 并做混 乱的热运动。 有限正 G-M计数区 在没有外电场(E)时，电离产生 复合区 饱和区 比区 的电子和正离子在混乱的热运 动中，又复合成气体分子。 正比区 在外电场作用下,电子向正极漂 移，正离子向负极漂移。 当E<V1时，一些正离子和电子 放 会重新复合成中性分子，电极 电 两端收集到的离子对数小于射 区 线的初始电离的离子数。 V1<E<V2，射线产生的电子和离 子完全被收集，收集到..等于.. V2<E<V3，电子在运动过程中可 获得足够的能量，产生次级电 子。收集的..大于..,“气体放 大”。 V3<E<V4,有限正比。 V4<E<V5 ，G-M区，气体探测器工 作在这个区。 放电区