放射测量技术

化学术语

放射性同位素发出的射线与物质相互作用，会直接或间接地产生电离和激发等效应，利用这些效应，可以探测放射性的存在、放射性同位素的性质和强度。用来记录各种射线的数目，测量射线强度，分析射线能量的仪器统称为探测器（probe）。

放射测量注意事项

在放射测量过程中，以下几个问题不应忽视：

1.任何测量放射性的计数方法都存在本底问题。所谓本底指被测样品之外的信号输出。因此，在测量到的样品计数率中，要扣除本底计数率，才能获得样品的净计数率，仪器本底越低，测量灵敏度越高，准确度也越高，这在3H标记物的低水平测量中尤为重要。

2.在放射性测量工作中，通常存在着三种误差：

①系统误差由于测量仪器本身或测量方法和程度的不合理以及周围环境的影响因素，使测量结果单向偏离而造成的误差。系统误差产生的原因可以找到并能加以克服；

②过失误差，由于实验工作者的主观错误造成，是一种无规律可循的误差，但过失误差也是可以避免的；

③统计误差，由于放射性衰变本身的随机性而导致的无法控制的误差，它是放射性测量误差中主要的、固有的来源。对于放射性测量统计误差，在实际工作中，常通过提高计数效率，增加测量次数（以3～5次为宜）或每个样品做1～2个平行管计数、合理分配测量时间等方法，以获得最小的测量误差。【假设在测量时间段内测量到N个计数，则统计误差为√n；相对误差是(100/√n)%】

3.在液体闪烁计数测量中，样品中含有的水份、混入的杂质或带有的等许多因素，都会使得放射能减少，甚至发生能量传递的中断，而导致计数效率下降，即“淬灭”。在样品制备过程中，应避免引起淬灭的因素，如果欲知样品的真正放射量，并进行样品间的相互比较，就需作淬灭校正，将cpm值换算成dpm值。常用的淬灭校正方法有稀释法、内标准法、道比法、外标准道比法等等。但是最为关键是在样品和测量过程中，尽可能地将淬灭因素减低到最小的程度。

闪烁型探测器

⒈探测原理

闪烁型探测器由闪烁体，光电倍增管，电源和放大器－分析器－定标器系统组成，现代闪烁探测器往往配备有计算机系统来处理测量结果。当射线通过闪烁体时，闪烁体被射线电离、激发，并发出一定波长的光，这些光子射到光电倍增管的光阴极上发生光电效应而释放出电子，电子流经电倍增管多级阴极线路逐级放大后或为电脉冲，输入电子线路部分，而后由定标器记录下来。光阴极产生的电子数量与照射到它上面的光子数量成正比例，即放射性同位素的量越多，在闪烁体上引起闪光次数就越多，从而仪器记录的脉冲次数就越多。测量的结果可用计数率，即射线每分钟的计数次数（简写为cpm）表示，现代计数装置通常可以同时给出衰变率，即射线每分钟的衰变次数（简写dpm）、计数效率（E）、测量误差等数据，闪烁探测器是近几年来发展较快，应用最广泛的核探测器，它的核心结构之一是闪烁体。闪烁体在很大程度上决定了一台计数器的质量。

⒉闪烁体

闪烁体是一类能吸收能量，并能在大约一微秒或更短的时间内把所吸收的一部分能量以光的形式再发射出来的物质。闪烁体分为无机闪烁体和有机闪烁体两大类，闪烁体必需具备的性能是：对自身发射的光子应是高度透明的。闪烁体吸收它自己发射的一部分光子所占的比例随闪烁材料而变化。无机闪烁体【如NaI(Tl)，ZnS(Ag)】几乎是100%透明的，有机闪烁体（如蒽，塑料闪烁体，液体闪烁体）一般来说透明性较差。现在常使用的几种闪烁体是：

⑴无机晶体，主要是含杂质或不含杂质的碱金属碘化物；

⑵有机晶体，在都是未取代的或取代的芳香碳氢化合物；

⑶液态的有机溶液，即液体闪烁体；

⑷塑料溶液中的有机溶液，即固溶闪烁体。

⒊光电倍增管

它是闪烁探测器的最重要部件之一。其组成成份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1000000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，倍增极的培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，是减小光电倍培管暗电流的有效方法。

热释光探测器

热释光探测器就是利用这样一个过程，选择那些在电离辐射的照射下被俘获的电子在普通温度下处于稳定状态的材料、照射之后如果把该材料加热到某个适当的温度则俘获的电子就被释放出来，并返回到价带，同时发射出一个可见光光子。因此，如果在暗处加热该探测元件，探测元件上面放上光电倍增管，则测得的光输出就正比于探测器接受的辐射剂量。最常用的材料是氟化锂(LiF)、硫酸钙CaSO4)，热释光探测器的灵敏度优于玻璃测量仪，但读数重复性差。

热释光（Thermoluminescence，简写TL）探测器因为其原理的简洁性以及操作便捷性已被广泛用于个人剂量的监测当中。

此外，还有半导体探测器、气体电离室探测器、高纯锗等多种实用型探测器。

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