《放射性测量》PPT课件

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1、你能感觉到有放射线的存在吗？你能找到放射性物质的存在？你能知道所存在的放射性物质是何种类和何射线类型？你能知道所存在的放射性物质的剂量是多少？放射性探测仪器可以回答上述问题。1第二章放射性测量第一节　射线探测仪器核射线仪器是由射线探测器和后续电子线路组成。一、射线探测器基本构成及工作原理二、后续电子学线路的基本构成及工　作原理三、仪器最佳工作条件选择四、我国用于体外放射分析的测量仪器3一、射线探测器基本构成及工作原理1气体电离探测器2半导体探测器3闪烁型探测器（1）闪烁体:1）固体闪烁体2）液体闪烁（2）光导（3）光电倍增管41气体电离探测器气体电离探测器是利用核射线

2、在气体中电离效应进行测量工作的探测器。52半导体探测器其工作原理类似气体电离探测器，不同之处是探测器的介质采用的是半导体材料如硅、锗。63固体闪烁型探测器（1）固体闪烁体（2）光导（3）光电倍增管74液体闪烁探测器详见第五节8固体闪烁探测仪结构示意图9固体闪烁探测器的工作原理是当射线作用于闪烁体时，射线的能量被闪烁体吸收，并引起闪烁体中的原子或分子激发，在退激过程中发出光子，光子逸出闪烁体，通过光导打到光电倍增管的光阴极上，光子作用于光阴极产生光电子，这些光电子在光电倍增管中的电场的作用下，经过聚焦和多级倍增放大，最后成为一个可测的电脉冲输出。10闪烁体：光子进入闪烁体

3、后与闪烁晶体相互作用将能量传给晶体原子的核外电子，通过电离产生高电子，高能电子沿途激发其他原子的电子，被激发的电子在退激时其能量损耗可能有两个方面；第一转化为热运动能或晶格振动能而回到基态，此时不发射光子，这一过程称为淬灭；第二电子从高能态直接跃回到基态而发射光子，纯碘化钠晶体在室温下，绝大部分被激发的电子的能量都损失在上述第一过程而被淬灭，所以发光效率很低，为此在实际应用中常加入少量杂质（Tl）以提高发光效率。纯晶体加入激活剂后出现的孤立能级无疑是提高了发光效率，实验指出，射线授于NaI(Tl)晶体每1Kev的能量，在晶体中可产生约20-30个3eV能量的光子。在晶体

4、中产生光子的平均数，正比于射线授于晶体的能量。11（2）光导为使闪烁体中的光子尽量收集到光电倍增管的光阴极，闪烁体的透明度要高，收集效率要大。尽量减少光子射向闪烁体的透光面时，发生全反射，为此须在闪烁体与光电倍增管之间加入光的耦合剂，又称光导，它的主要用途是将闪烁体中的光子引入光电倍增管。12（3）光电倍增管光电倍增管简称PM管，PM管是闪烁计数器的另一个主要部件，由光阴极、聚焦电极、次阴极和阳极四种电极组成。13a.光阴极光阴极是光电转换的关键部件。它是由蒸涂在PM管端窗内面一层光转换敏感材料（Sb-Cs化学物），光阴极吸收了光子的能量后，材料中的电子获得足够的能量可

5、以逸出，这些电子又称光电子。b.聚焦电极和次阴极(打拿极)聚焦电极的作用是使光阴极发射的光子在电场的作用下聚焦射到第一个打拿极上；打拿极起电子倍增作用，通常是用二次电子发射率较高的合金如Sb-Cs制成，它的级数一般是8-12级，工作时各级间加上顺序递增电压，从光阴极打出的光电子，经电场加速和聚焦射到第一个打拿极上时，每个光子能从该打拿极击出3-6个电子，这些电子再经电场加速和聚焦，打到下级打拿极上，平均再倍增3-6倍，如此连续多次，若有a个打拿极，则光电倍增管总的倍增系数（放大倍数）M应是：Ｍ＝（c*n）a（c为打拿极的平均电子收集效率；n为每一打拿极的平均倍增系数；a

6、为打拿极数）。倍增系数Ｍ除与光电倍管的结构和打拿的多少有关外，还随工作电压的增升高而增加，如电压增加1％，引起每个电极的二次电子数同时增加1％，有10个打拿极时最后将增加10％，为此在测量时保证工作电压的稳定是很重要的，一般要求工作电压的波动范围在0.1-0.05％之间。c阳极阳极是PM管的最后一个电极，它收集电子并使之流经负载电阻Ｒ，而形成一个电压脉冲，阳极上收集的总电荷Ｑo等于入射粒子在闪烁体中损耗的能量Ｅ，即Ｑo与Ｅ成正比。所以闪烁计数器除用于测量射线的相对活度外，还可用于测量射线的活度。即可进行能谱分析。14光电倍增管的特性曲线示意图15二、后续电子学线路单元基

7、本构成及工作原理探测器输出的信号由核电子仪器进行分析和记录，根据不同的测量目的所采用的电路有所不同，相对活度测量常用的核电子仪器一般包括以下内容：1、放大器：前置放大器、主放大器2、脉冲幅度分析器3、计数和数据处理装置：定标器、计数率仪及计算机数据处理系统和电源等。161、放大器(１)前置放大器主要任务是预放大和阻抗匹配，前置放大一般与探测器同装在一个探头内，两者的连线非常短，可以避免连线上的干扰，前放输出的信号要经过一段较长的电缆才到达主放大器，由于信号已经放大即使在传送过程中受干扰感应，其感应信号的幅度与探测器信号的幅度相比要小得多，