核辐射,或通常称之为放射线,存在于所有的物质之中,这是亿万年来存在的客观事实,是正常现象。核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发,故称为电离辐射。电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。直接致电离辐射包括质子等带电粒子。间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子。
核反应是指入射粒子与原子核(称靶核)碰撞导致原子核状态发生变化或形成新核的过程。反应前后的能量、动量、角动量、质量、电荷与宇称都必须守恒。核反应是宇宙中早已普遍存在的极为重要的自然现象。现今存在的化学元素除氢以外都是通过天然核反应合成的,在恒星上发生的核反应是恒星辐射出巨大能量的根本来源。
利用核辐射在气体、液体或固体中引起的电离效应、发光现象、物理或化学变化进行核辐射探测的元件称为核辐射探测器。到目前为止,各种应用的核辐射探测器种类很多,工作原理不尽相同。探测器给出的信息能够直接或间接地确定核辐射的种类、能量、强度或核寿命等参数。
通过收集射线在气体中产生的电离电荷来测量核辐射。主要类型有电离室、正比计数器和盖革(G-M)计数器(管)。它们的结构相似,一般都是具有两个电极的圆筒状容器,充有某种气体,电极间加电压,差别是工作电压范围不同。电离室工作电压较低,直接收集射线在气体中原始产生的离子对。其输出脉冲幅度较小,上升时间较快,可用于辐射剂量测量和能谱测量。正比计数器的工作电压较高,能使在电场中高速运动的原始离子产生更多的离子对,在电极上收集到比原始离子对要多得多的离子对(即气体放大作用),从而得到较高的输出脉冲。脉冲幅度正比于入射粒子损失的能量,适于作能谱测量。盖革计数器又称盖革-弥勒计数器或G-M计数器,它的工作电压更高,出现多次电离过程,因此输出脉冲的幅度很高,已不再正比于原始电离的离子对数,可以不经放大直接被记录。它只能测量粒子数目而不能测量能量,完成一次脉冲计数的时间较长。
辐射探测器的工作原理基于粒子与物质的相互作用。当粒子通过某种物质时,这种物质就吸收其全部或部分能量而产生电离或激发作用。如果粒子是带电的,其电磁场与物质中原子的轨道电子直接相互作用。如果是γ射线或X射线,则先经过一些中间过程,发生光电效应、康普顿效应或产生电子对,把部分或全部能量传给物质的轨道电子,再产生电离或激发。对于不带电的中性粒子,例如中子,则是通过核反应产生带电粒子,然后造成电离或激发。辐射探测器就是用适当的探测介质作为与粒子作用的物质,将粒子在探测介质中产生的电离或激发,转变为各种形式的直接或间接可为人们感官所能接受的信息。
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低热质量
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对电磁干扰(EMI)免疫
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