什么是测量仪？测量仪的应用及原理

什么是测量仪？

测量仪是一种便携式简易辐射测量装置，可测量处理辐射和放射性同位素的设施中的空气剂量率或附着在工作人员衣服等上的放射性量（表面污染）。

辐射包括中子束、γ (gamma) 射线、X 射线、β (beta) 射线、α (alpha) 射线和带电粒子束，按其穿透材料能力的降序排列。穿透能力的顺序不仅取决于辐射的类型，还取决于其能量。必须根据目的选择测量设备，例如测量放射性物质的类型和数量或测量暴露剂量。

测量仪的用途

1.空气剂量率监测

各都道府县的核设施周围和地点均设有监测站。在监测站，为了监测放射性物质（灰尘等）的泄漏，通过安装在空气剂量率计和灰尘监测仪上测量放射性灰尘的β射线来测量放射性灰尘的量。

闪烁测量仪对伽马射线高度敏感，非常适合在剂量率较低的地方（例如城市地区）进行测量。对于辐射工作人员来说，法律要求进行辐射剂量测量，主要使用胶片和TLD剂量计（热释光剂量计）等个人剂量计。

2. 监测表面污染

测量β射线的GM计数器型测量仪通常用于测量物体的表面，但测量α射线的闪烁体型测量仪和测量α射线和β射线的正比计数型测量仪也可用于测量物体表面。将被使用。

食品中放射性污染的标准值极小，采用高灵敏度的锗半导体探测器或闪烁探测器与分析仪结合使用。

测量仪原理

测量仪的基本原子根据型号（GM系数管类型、电离室类型、闪烁类型）和辐射类型（特别是中子束）而有所不同。

1. 气体电离

如图1所示，GM计数器是一个充满氦气或氩气等惰性气体的圆柱形探测器，在中心阳极和周围阴极之间施加高直流电压。 γ(X)射线可以与阴极材料反应并产生内部电子，而α和β射线可以直接电离气体。通过测量电离触发的放电所产生的脉冲数，可以测量空气剂量率。根据每分钟计数的脉冲数计算出约 0.1μSv/h 至 10Sv/h 的有效剂量率。　

图1 GM管测量仪基本结构及测量原理

电离室探测器的结构与GM管测量仪相同，内部充满空气或氩气。当辐射进入探测器时，空气被电离成正离子和电子，电离室测量仪是一种测量装置，可显示电极之间流动的微小电流。电离室测量仪适用于测量β射线、伽马射线和低能X射线，并且可以测量1μSv/h至5Sv/h范围内的有效剂量率，具体取决于类型。

2. 激发引起的闪烁

图2 闪烁测量仪的基本结构和测量原理

闪烁测量仪由闪烁体和光电倍增管组成，如图2所示。当辐射进入闪烁体时，闪烁体的晶体材料由于光电效应等效应而被激发。

光电倍增管将返回基准电平时产生的微量光转换为电流并将其放大，并对产生的脉冲电流进行计数。 NaI（Tl）和CsI（Tl）等闪烁体用于γ（X）射线，塑料闪烁体通常用于β射线，ZnS（Ag）闪烁体用于α射线。 γ(X)射线闪烁体具有高灵敏度，适合测量一般环境中的低水平辐射。

3. 核反应中子检测

图3 中子测量仪基本结构及原理

如图3所示，中子测量仪使用由阴极和阳极组成的探测器，其中充满BF 3气体或3 He气体。 10 B(n,α) 9 Li, 3 He(n,p) 3采用与电离室相同的原理，测量核反应产生的α射线和质子(p)。中子的能量范围很广，从热中子（0.025eV）到快中子（10MeV）。有效剂量率的测量范围为0.01μSv/h至0.01mSv/h。

有些探测器是球形的，通常称为邦纳球。通过使用多个不同尺寸的球体，可以确定中子的能谱（强度分布）。

4.个人剂量计

诸如胶片和TLD剂量计之类的整体型剂量计被用作个人暴露剂量计。胶片利用照相胶片的辐射敏感特性，由各种滤光片和装在塑料盒中的小片胶片组成。

TLD 剂量计利用某些晶体材料（例如 CaSO 4）的特性，根据接收到的辐射量发射荧光。

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