射线报警器（毒剂报警器）

射线报警仪

技术指标：1。探测器：GM管探测器。2.测量范围：0.01 USV/小时2500 USV/小时。显示单位：uSv/h或MSV/h。响应时间：1S(由算法处理)5。基本误差： 30 (137Cs，661keV) 6。能量响应：50kev ~ 3mev 7。显示方式：LED显示。8.探头配置：最多可连接5个探头。9.工作环境：温度-10 ~ 50，相对湿度(40时) 95% 10。通讯：标准RS485/RS232通讯11。电源：220V市电电源或标准12V开关电源12。其他功能：外部报警灯13。尺寸：主机：280 * 220 *。探头：50185 mm以上的指标属于：r型在线辐射安全报警装置。请咨询：上海人日021。-6955711.

射线探测器

常用的辐射探测器有正比计数器、盖革-弥勒计数器、闪烁计数器和半导体探测器。(1)气体探测器主要包括电离室、正比计数管和盖革-弥勒计数管。电离室的主体由一对电极组成，电极之间充有空气或其他气体(空气或氪、氖等感性气体)。电极被设计成各种形状，例如平行板型和同轴圆柱型。在电极之间施加电压。当射线注入时，气体被电离，正离子和电子被不同的电极收集，产生电流。外加电压和电离电流之间的关系如图2-15所示。曲线和曲线分别表示粒子和粒子被气体物质电离后，外加电场形成的电离电流随外加电压的变化规律。根据不同工作区域的工作电压分布，可制成电离室探测器(VA ~ VB)、正比计数管(VB ~ VC)和盖革-弥勒计数管(VD ~ VE)。图2-15电离电流与外加电压的关系1-饱和电流区VA ~ VB2—比例区域VB ~ VC3—准比例区域VC ~ VD4—自激放电计数区VD ~ VE5—连续放电区Ve电离室工作在第一区。当加在电离室电极上的电压增加时，探测器体积内的电流强度不会增加。这个电流称为饱和电流。在该区域的相应电压下，电离电流的强度仅取决于外部射线的强度。按工作方式分为积分电离室和脉冲电离室。前者测量射线电离产生的总电离电流；后者测量单个粒子产生的电流。电离室可以做得很大，可以使射线的探测灵敏度更高。比例计数器工作在第二个区域。在电场的作用下，阳极附近的电子获得能量，引起二次电离。由于电场梯度相对较大，新形成的电子也会引起二次电离。这样就发生了电离电流的气体放大雪崩过程。雪崩时产生的离子对数量是初始离子对数量的k倍，k称为气体放大因子，数值可达105 ~ 106。因此，在检测器的输出端，脉冲具有大的振幅。在这个区域，k的值是一个常数，所以记录的脉冲幅度与初始电离成正比，即与入射光量子的能量成正比。正比计数管由于其良好的能量分辨率，常被用来测量X射线和软射线的能谱。三氟化硼(BF3)正比计数器能有效区分射线和中子，不受背景的影响。He中子计数管适用于记录过热中子。第三个区域称为准比例区域。由于空间电荷效应，K值不再是常数，这个区域不能用于射线探测。第四个区域叫自激放电计数区，也叫盖革-弥勒区。在这个区域，电极之间的场强很高，气体放大急剧上升，使得一对离子对可以引起雪崩过程，从而导致自激放电的发生。具有自激放电的计数管有两种类型：自猝灭和非自猝灭。盖革-弥勒计数器属于后者，主要用于记录射线和射线。输出信号较大，但输出脉冲幅度与入射粒子的能量无关，因此不能用来探测入射射线的能量。此外，这种计数管的脉冲持续时间比正比计数管长。例如，如果正比计数器每秒最多计数104个脉冲，那么盖革-弥勒计数器每秒只有103个脉冲。第五个区域是连续放电区，不能作为检测器使用。(2)闪烁探测器它由闪烁体(磷光体)和光电倍增管组成。闪烁体有固态、液态和气态，可分为有机闪烁体和无机闪烁体。表2-6列出了常用的闪烁体。表2-6常用闪烁体NaI(Tl)闪烁体是一种应用广泛的无机晶体，它以微量铊为激活剂。它的单晶体非常坚硬

因此最大计数率可达105脉冲/秒，常用于测量伽马射线。当用于测量X射线时，NaI(Tl)可以制成薄晶体。碘化铯(CsI(Tl)晶体的密度和有效原子序数比NaI(Tl)高，所以探测效率比NaI(Tl)高，发光持续时间比NaI(Tl)长。它也是一种用于探测伽马射线(X射线)的闪烁体。它最大的特点就是不怕潮解，非常适合地质工作。由于CsI(Tl)成本较高，其实际应用并不普遍。塑料闪烁体是以有机闪烁体为溶质，塑料为溶剂，在一定温度下聚合而成。它不仅具有无机晶体的特性(发光时间短，在空气中不潮解，中子探测等。)，而且易于制造和制成各种形状。辐射下转换效率稳定。因此，在大多数情况下

况下有机晶体均可用塑料闪烁体代替。因此，它广泛用于探测重粒子及部分γ射线。液体闪烁体是有机闪烁体溶于甲苯等有机溶液中制成的。它的体积可做得很大，因此其探测灵敏度很高。锗酸铋闪烁体BGO，密度大，对γ射线的探测灵敏度很高，对于天然放射性核素放射出的1～3MeV的γ射线有特别高的探测效率。对于214Bi的1.76MeVγ射线比相同尺寸的NaI(Tl)高6.6倍；对于钍的2.62MeV高7.5倍。化学稳定性好，不潮解，易加工成型，最大荧光波长为480nm。光输出较低，相当于相同尺寸NaI(Tl)的8%～16%。对于0.661MeV能量的γ射线能量分辨率为13%，NaI(Tl)为9%。受温度影响较大，温度系数为-0.01～0.015/℃。溴化镧LaBr3(Ce)闪烁体探测器是近几年研制的一种探测器，它对662KeV137Cs的全能峰的能量分辨率约为3%，优于LaCl33.3%的能量分辨率，更远远优于NaI(Tl)晶体6%～7%的能量分辨率；同时相对于传统闪烁体探测器，LaBr3(Ce)闪烁体具有更高的光效率和更好的能量分辨率等优点，是γ能谱仪发展的一个方向。光电倍增管是闪烁探测器的最重要部件之一。其组成部分是光阴极和倍增电极，光阴极的作用是将闪烁体的光信号转换成电信号，倍增电极则充当一个放大倍数大于106的放大器。光阴极上产生的电子经加速作用飞到倍增电极上，每个倍增电极上均发生电子的倍增现象，倍增极的倍增系数与所加电压成正比例，所以光电倍增管的供电电源必须非常稳定，保证倍增系数的变化最小。在没有入射的射线时，光电倍增管自身由于热发射而产生的电子倍增称为暗电流。用光电倍增管探测低能核辐射时，必须减小暗电流。保持测量空间环境内较低的室温，是减小光电倍增管暗电流的有效方法。(三)半导体探测器半导体探测器具有分辨率高、脉冲上升时间短、结构简单等优点。半导体探测器按结构可以分为PN结型、PIN结型；按工艺可以分为面垒型、扩散型、离子注入型、锂漂移型；按材料可分为锗、硅和化合物型；按外形可分平面型、同轴型。从原理上讲，半导体探测器可以看作是一个电压反接的PN结。PN结的结区就是半导体探测器的灵敏区。当带电粒子或电磁辐射与探测器物质相互作用，产生的次级电子进入灵敏区时，在其内形成电子和空穴对。在高的反向电场作用下，电子、空穴分别向正、负极运动，并被电极收集，而得到一个电脉冲。目前常用的半导体探测器主要有三种：1)在锗或硅单晶中制造成PN结，它在反向电压作用下，使PN结形成“耗尽层”，自由载流子流度很低。被探测的射线进入灵敏区(耗尽区)，产生电离，生成大量的电子、空穴对；在电场作用下，电子和空穴分别迅速向正、负两极漂移、被收集，在输出电路中形成脉冲信号。2)在P型和N型的锗或硅单晶之间形成一层PIN型本征区，电阻率很高，作为探测器的灵敏区。在PIN结两端加上反向电压，内电场将得到增强，本征区即为探测射线产生电离的灵敏区，厚度较大，可以探测高能射线。3)利用高纯锗材料，其中受主和施主原子的浓度已可降低至10-10个/cm3，即平均每1012个锗原子中仅有杂质原子1个。HPGe(高纯锗)是一种用高纯度锗制成的PN探测器，在一定的工作电压下PN结的耗尽层厚度与材料的电阻率的平方成正比。目前的工艺水平已经能制造体积比较大的探测器，可以分别满足低能X射线和高能γ射线的能谱测量的要求。优点是分辨率高，可在常温下工作。探测γ射线的半导体主要是硅和锗加上锂作为漂移材料制成锗锂漂移探测器——Ge(Li)或硅锂漂移探测器——Si(Li)。它们是以把高浓度的锂扩散到晶体中，形成很厚的Ⅰ区(即灵敏区)的PIN结探测器。为了稳定Si(Li)和Ge(Li)探测器的PIN结，须将探测器放置在液氮中，在低温下保存及工作。除常用的Si(Li)或Ge(Li)、高纯锗(HPGe)外，还有CdTe、HgI2等，而且可在常温使用，不用低温，如Amptek生产的CdZnTe型探测器。但总的来讲，使用这些材料的固体探测器应用并不普遍。

伽马射线探测器是？

本章主要讲述伽马射线探测器。第一节讲述半导体探测器的基本原理，半导体探测器的主要优点是能量分辨率比目前测井中应用的碘化钠、锗酸铋、过氧硅酸钆、碘化铯等晶体高一个数量级以上。但其缺点是其灵敏体积目前还做不大，测井计数率低只能点测，必须在零下190℃左右温度环境中工作。温度性能最好的半导体探测器高纯锗也只能做到常温保存低温使用。如果在测井中应用半导体探测器，还必须建立一套制造液态氮的设备。半导体探测器尽管有这些缺点，但其1%以上的γ射线能量分辨率定会吸引众多的学者对其下大工夫进行研究，发挥其优点，克服其缺点，适合实际测井需要的半导体探测器一定会研究成功。由于目前实际测井应用的是碘化钠、碘化铯、锗酸铋、过氧硅酸钆等闪烁体，所以第二节中对它们的性能、技术指标，特别是对锗酸铋做了较为详细的讲述。第三节讲述光电倍增管的基本知识和结构、性能参数，电阻分压器的设计、仪器克服磁场影响的办法、高压电源，γ射线能量谱线性放大器及井下仪器如何选择光电倍增管等。由于在中子寿命、补偿中子、碳氧比与中子寿命同次测量综合(N、γ全谱)测井仪要用氦三计数管，所以第四节对氦三计数管的基本原理和结构、高压电源、信号放大器也做了简单介绍。探测器高压电源在探测信号模拟传输阶段，一般采用井下稳压式高压电源；在目前探测器信号数字传输阶段，一般采用井下调整式高压电源，用单片机调整控制高压电源。调整高压电源输出电压高低，进行峰位修正。探测器放大器分为射线强度放大器和射线能量谱测量线性放大器。有关半导体探测器的基础知识，来源于笔者听吉林大学丁肇忠教授讲课时所做笔记的整理。