-核辐射探测器现状概述

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1、第3讲核辐射探测器现状概述1概述1.1核辐射探测器物理定义将核辐射转换成光、电、热、色、潜像或气泡等讯号的器件，称作核辐射探测器，有些技术领域称其为传感器。1.2核辐射探测器的重要性核技术应用、核物理发展的基础条件---吴剑雄、丁肇中例核仪器设计的合理性与水平高低的关键（解剖实例）2核辐射探测器的主要技术指标2.1辐射能---信号转换效率2.2响应时间与时间分辨率2.3探测器效率[区分与探测效率的不同]2.4幅度或能量分辨率2.5其他特性-----化学与物理稳定性、潮解、耐温与温度响应、耐辐照等3核辐射探测器的分类气体电离探测器半导体探测器闪烁探测器---闪烁体＋光电倍增管热释光探测器径迹

2、探测器自给能探测器切伦科夫探测器中子激活指示器等3.1气体电离探测器电离室正比计数管G-M探测器气体放电探测器*N---V图*BF3与3He正比计数管现今概况要点:1.理论较完善2.3He正比计数管从七十年代出现商品变为中子基本探测器3.阵列探测器广泛应用（集装箱检测装置）3.2半导体探测器面垒型半导体探测器钝化离子注入平面硅(PassivatedImplatedPlanarSiliconPIPS)锂漂移型半导体探测器高纯锗半导体探测器化合物半导体探测器现今概况要点:1.Ge(Li)与Si（Li）半导体探测器被HPGe半导体探测器2.Au-Si面垒半导体探测器被PIPS半导体探测器取代3.

3、TeZnCd化合物半导体探测器商品化)3.3闪烁探测器-------闪烁体＋光电倍增管（或光电管）＋前置线路无机晶体闪烁体ZnS(Ag),NaI(Tl),CsI(TlNa),LiI(Eu),BaF2,BGO,LaBr3(Ce)有机晶体闪烁体蒽、芪、萘塑料闪烁体玻璃闪烁体液体闪烁体气体闪烁体光电倍增管、光电管微通道板光电倍增管(MicroChannelPlateMCP-PM概况要点:1.NaI(Tl)无机晶体闪烁体与塑料闪烁体仍占据无机与有机“当家”闪烁体的位置；2.BGO、CsI（Tl、Na）与BaF2闪烁体的广泛应用与LaCl3(Ce)与LaBr3(Ce)闪烁体研制成功；GSOLSO4.

4、阵列探测器的广泛应用（医用γ相机、医用与工业CT机、集装箱检测、行李检测及正在研制中的毒品检测装置）5.微通道板光电倍增管(MCP-PM)商品化过氧正硅酸钆(铈)[Gd2SiO5(Ce)]---GSO过氧正硅酸镥(铈)[Lu2SiO5(Ce)]---LSO主要闪烁体核性能对比表*137Csγ源;1cm3闪烁体NaI(Tl)BaF2BGOGSOLSOLaBr3(Ce)光输出/%1004;2013～152075158光衰减/μs0.230.0006;0.620.30.056;0.60.060.035分辨率/%*6.5109.38.012.42.8;3.3密度/g/cm33.674.887.13

5、6.717.45.4潮解是不不不不微有效Z50～5172～755966最强发射/nm415225(快);310(慢)480430420～4003.4热释光探测器主要应用-----个人剂量计现今概况要点探索新材料的同时当前主要是提高商品水平(剂量计与读出仪)3.5径迹探测器在核物理与核技术早期发展年代研制成功的探测器后来在高能物理中功不可没现今仅仅在环境氡累积测量中仍较广泛应用*核透膜技术3.6其他探测器自给能探测器(Self-PoweredDetectorSPD)3.6自给能探测器(Self-PoweredDetectorSPD)反应堆堆芯当家探测器，是堆芯电离室的竞争对手--(51V,1

6、03Rh,107Ag与109Ag)3.7切仑科夫探测器高能物理与实验室应用。3.8中子激活指示器附1常用探测器(气体电离探测器、半导体探测器、闪烁探测器)典型技术指标对比探测器效率（γ）时间特性能量分辨使用条件价位气体电离探测器～1%100μs～20%低低廉闪烁探测器～10%0.01μs～10%中一般半导体探测器～10%0.001μs～0.1%高昂贵附2核技术应用中核探测技术采用的主要探测器历程50～80年代气体电离探测器为主要探测器半导体与闪烁探测器研制、测试、商品化的快速发展⑴典型应用单探测器或补偿与组合探测器⑵数据获取计数为主⑶结果显示器率表与数码管80～90年代形成以闪烁探测器为主

7、要探测器态势精细实验成果用半导体探测器工业应用仍较大量沿用气体电离探测器主要探测器的闪烁探测器中,以无机NaI(Tl)闪烁体与有机塑料闪烁体为主⑴典型应用单探测器或补偿与组合探测器位置灵敏的探测器阵列⑵数据获取计数脉冲幅度(能)谱多窗口计数测量;脉冲幅度(能)谱测量;图象显示⑶结果显示器液晶数字、脉冲幅度分布谱图象显示器计算机大量配用。谢谢