辐射防护_第8章 辐射与剂量测量-预习.pdf

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1、第八章辐射与剂量的测量问题导读如何测量辐射？方法？仪器？如何测量剂量？方法？仪器？清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室2本章内容一、辐射测量的基本方法（回顾）二、辐射测量的其他方法三、剂量的测量方法清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室3一、辐射测量的基本方法1.气体探测器2.闪烁探测器3.半导体探测器清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室41.气体探测器气体探测器基本原理清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室5气体探测器基本结构平行板：均匀电场圆柱形：球形计数器：清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室6气体探测

2、器的工作区域I区：复合区II区：电离区III区：正比区（气体倍增）IV区：盖革-米勒（GM）区V区：连续放电区清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室71.1电离室无电荷倍增；输出信号正比于探测器中粒子损失的能量；电流型：收集平均电流辐射强度或剂量脉冲型：强电离粒子能量和强度电子脉冲电离室离子脉冲电离室α、β、裂变碎片或重离子清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室81.1电离室应用剂量测量（后面讲）α粒子等重带电粒子探测使用Frisch屏栅电离室测量234U/238U混合物的α粒子清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室91.

3、2正比计数器电荷倍增；圆柱形结构为主，细丝状阳极，小范围强电场，碰撞电离；输出信号正比于计数器中粒子沉积的能量；脉冲型：任意类型的带电粒子；汤森雪崩示意图清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室101.2正比计数器E临界场强cr临界半径c流气式2π正比计数器示意图清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室111.2正比计数器使用Xe正比计数器测量241Amα衰变发出的X射线（59.53keV）应用清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室121.3G-M计数管强信号，不需要前置放大器；脉冲型：任意类型的辐射测量；非自熄（外猝熄），自熄（

4、10-20%猝熄气体）缺点：只能用于计数；死时间较长；盖革放电过程示意图清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室13圆柱形（边窗）G-M管不锈钢壳钨丝阳极清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室14圆柱形G-M管eeγ/x主要用于γ或低能X射线计数;若管壁非常薄，也可以β计数。清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室15端窗（钟罩）型G-M管清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室16端窗（钟罩）型G-M管主要用于α、β放射性测量。α、β清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室171.3G-M计数管-分辨时间分辨时间典型值：~100

5、μs或更大正比计数器：~1μs死时间、恢复时间与分辨时间的关系清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室181.3G-M计数管-举例清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室19将相关参数带入上式：清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室20气体探测器小结清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室212.闪烁探测器闪烁体材料：固体、液体、气体；光产额很低；闪烁探测器基本原理清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室222.闪烁探测器理想闪烁体高闪烁效率；光产额与能量沉积成线性正比关系；介质对（某波长）闪烁光是透明的；发光衰减时间短；良好的

6、光学性能及合适的折射率（~1.5）；闪烁体分类无机闪烁体：碱金属卤化物晶体，无机晶体，玻璃体等；有机闪烁体：有机晶体、液体，塑料闪烁体等；气体闪烁体：氩，氙等；清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室232.1闪烁探测器-无机闪烁体无机闪烁体发光原理清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室24无机闪烁体的重要性质光谱特性清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室25无机闪烁体的重要性质温度特性(eg.福岛事故后海洋监测）清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室26常见无机闪烁体的性质清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室27常见

7、无机闪烁体举例NaI(Tl)：多用于伽马射线探测密度：3.76x103kg/m3最大发光波长：410nm相对闪烁效率：100%衰减时间常数：0.23μs缺点：易碎（脆）；对温度敏感；自身本底（40k）；易潮解；清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室28常见无机闪烁体举例CsI（Tl）密度：5.41x103kg/m3最大发光波长：565nm相对闪烁效率：45%衰减时间常数：0.68μs,3.34μs脉冲形状甄别不潮解，比NaI软，不含40KCsI(Na)最大发光波长：420nm相对闪烁效率：80%衰减时间常数

8、：0.63μs轻微潮解；清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室29常见无机闪烁体举例B