關于日常生活核輻射檢測裝置設計采用傳感器的思考

鄒海鋒　周燕　李宇翔　韓杰　麥永樹

摘要：核輻射人們很難直接感知，所以不得不借助一些核輻射探測器來對輻射的強度等進行計量。本文對幾種市場上常見的核輻射探測傳感器進行了介紹和比較，對研究核輻射裝置具有一定參考價值。

關鍵詞：核輻射輻射探測器傳感器類型

前言

無論是2011年的日本核電站發(fā)生的泄漏事故還是2016年初的朝鮮核試驗都使人們深刻的意識到核輻射對人們身體健康的重要性。而核輻射又是是以射線的形式存在，沒有相應的核輻射檢測設備很難對其進行量化計算，了解周圍環(huán)境的核輻射情況。因此我們有必要選擇一種適合在日常生活中進行大致核輻射劑量檢測的傳感幫助我們了解身邊環(huán)境的核輻射情況。

本文列舉了一些常見的核輻射檢測傳感器，按照其工作介質的不同進行了原理介紹并最后進行比較選擇較適合推廣的輻射探測器。

1.氣體探測器

氣體探測器，顧名思義，其工作介質便是將氣體。當射線射人探測器內部的氣體時，便會發(fā)生電離效應，其產生的電子離子在探測器的電場中運動便會形成相應的脈沖信號，測量出輸出脈沖信號即可對環(huán)境的核輻射劑量進行量化計算。

按照探測器內部產生輸出信號的方式差別，氣體探測器也有很多種類，比如電離室、蓋革 米勒（G-M）計數管和正比計數器等。

2.閃爍探測器

閃爍探測器是一種依據電離輻射在一些特定物質中產生閃爍光子的原理來進行輻射計量的探測器。其種類主要依據閃爍體的材料來進行劃分，包括無機和有機兩大類的閃爍體探測器。一般閃爍探測器的結構主要由閃爍體，光電轉換器件以及相應的電子學系統(tǒng)三大部分組成。

一般情況下，閃爍體內產生的閃爍光子數目與射線在閃爍體中損耗的能量成正比關系，所以，當入射粒子的能量全部在閃爍體中損耗時，想要知道入射粒子的能量只需測量輸出頭輸出信號的大小即可。

3.半導體探測器

半導體探測器是使用半導體材料作為工作介質的輻射檢測器。在工作方式上其與氣體探測器類似，也是根據射線在介質內發(fā)生電離效應產生電子 空穴的，在電場作用下運動形成輸出信號。

其發(fā)展、完善是與半導體材料的發(fā)展密切相關。隨著半導體新材料和新工藝的發(fā)展，半導體探測器在α、β、Y及中子的能譜測量方面起著越來越大的作用半導體輻射探測器作用的領域也越來越廣泛。與閃爍探測器一樣，半導體探測器也是一種固體介質探測器，其介質密度遠高于氣體，對高能電子，特別是伽馬射線具有高探測效率。比如以高純鍺為半導體材料的探測器不僅對伽馬射線有著高檢測效率，同時，還具有很高的能量分辨率，這對伽馬能譜的測量和分析有很大幫助作用。

4.比較分析選擇

對上述市場上比較常見的探測器綜合特性進行比較分析如表1。

不同的輻射探測器均有各自的優(yōu)點與缺點但在日常生活的檢測中，G-M計數管具有較高的探測靈敏度、制備相對比較容易、體積也較小、成本低廉、使用方便、輸出的脈沖信號明顯、后續(xù)的信號采集電路設計相對容易、對多種射線均有探測效果等特點。因此相比其它類型探測器，G-M計數管在日常生活的核輻射的大致檢測中具有較高的性價比。

5.結語

在人們生活日益美好的今天，我們有必要了解我們身邊的核輻射環(huán)境，并及時對身邊的高放射性環(huán)境進行處理，預防核輻射攝入過量對身體帶來的損害，針對普通群眾，選擇高性價比的G-M計數管較為合適。

參考文獻

[1]呂駿.基于以太網的環(huán)境核輻射監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D].東華理工大學，2016..