-核輻射探測器現(xiàn)狀概述

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1、第3講核輻射探測器現(xiàn)狀概述1概述1.1核輻射探測器物理定義將核輻射轉(zhuǎn)換成光、電、熱、色、潛像或氣泡等訊號的器件，稱作核輻射探測器，有些技術(shù)領(lǐng)域稱其為傳感器。1.2核輻射探測器的重要性核技術(shù)應(yīng)用、核物理發(fā)展的基礎(chǔ)條件---吳劍雄、丁肇中例核儀器設(shè)計的合理性與水平高低的關(guān)鍵（解剖實例）2核輻射探測器的主要技術(shù)指標(biāo)2.1輻射能---信號轉(zhuǎn)換效率2.2響應(yīng)時間與時間分辨率2.3探測器效率[區(qū)分與探測效率的不同]2.4幅度或能量分辨率2.5其他特性-----化學(xué)與物理穩(wěn)定性、潮解、耐溫與溫度響應(yīng)、耐輻照等3核輻射探測器的分類氣體電離探測器半導(dǎo)體探測器閃爍探測器---閃爍體＋光電倍增管熱釋光探測器徑跡

2、探測器自給能探測器切倫科夫探測器中子激活指示器等3.1氣體電離探測器電離室正比計數(shù)管G-M探測器氣體放電探測器*N---V圖*BF3與3He正比計數(shù)管現(xiàn)今概況要點:1.理論較完善2.3He正比計數(shù)管從七十年代出現(xiàn)商品變?yōu)橹凶踊咎綔y器3.陣列探測器廣泛應(yīng)用（集裝箱檢測裝置）3.2半導(dǎo)體探測器面壘型半導(dǎo)體探測器鈍化離子注入平面硅(PassivatedImplatedPlanarSiliconPIPS)鋰漂移型半導(dǎo)體探測器高純鍺半導(dǎo)體探測器化合物半導(dǎo)體探測器現(xiàn)今概況要點:1.Ge(Li)與Si（Li）半導(dǎo)體探測器被HPGe半導(dǎo)體探測器2.Au-Si面壘半導(dǎo)體探測器被PIPS半導(dǎo)體探測器取代3.

3、TeZnCd化合物半導(dǎo)體探測器商品化)3.3閃爍探測器-------閃爍體＋光電倍增管（或光電管）＋前置線路無機晶體閃爍體ZnS(Ag),NaI(Tl),CsI(TlNa),LiI(Eu),BaF2,BGO,LaBr3(Ce)有機晶體閃爍體蒽、芪、萘塑料閃爍體玻璃閃爍體液體閃爍體氣體閃爍體光電倍增管、光電管微通道板光電倍增管(MicroChannelPlateMCP-PM概況要點:1.NaI(Tl)無機晶體閃爍體與塑料閃爍體仍占據(jù)無機與有機“當(dāng)家”閃爍體的位置；2.BGO、CsI（Tl、Na）與BaF2閃爍體的廣泛應(yīng)用與LaCl3(Ce)與LaBr3(Ce)閃爍體研制成功；GSOLSO4.

4、陣列探測器的廣泛應(yīng)用（醫(yī)用γ相機、醫(yī)用與工業(yè)CT機、集裝箱檢測、行李檢測及正在研制中的毒品檢測裝置）5.微通道板光電倍增管(MCP-PM)商品化過氧正硅酸釓(鈰)[Gd2SiO5(Ce)]---GSO過氧正硅酸镥(鈰)[Lu2SiO5(Ce)]---LSO主要閃爍體核性能對比表*137Csγ源;1cm3閃爍體NaI(Tl)BaF2BGOGSOLSOLaBr3(Ce)光輸出/%1004;2013～152075158光衰減/μs0.230.0006;0.620.30.056;0.60.060.035分辨率/%*6.5109.38.012.42.8;3.3密度/g/cm33.674.887.13

5、6.717.45.4潮解是不不不不微有效Z50～5172～755966最強發(fā)射/nm415225(快);310(慢)480430420～4003.4熱釋光探測器主要應(yīng)用-----個人劑量計現(xiàn)今概況要點探索新材料的同時當(dāng)前主要是提高商品水平(劑量計與讀出儀)3.5徑跡探測器在核物理與核技術(shù)早期發(fā)展年代研制成功的探測器后來在高能物理中功不可沒現(xiàn)今僅僅在環(huán)境氡累積測量中仍較廣泛應(yīng)用*核透膜技術(shù)3.6其他探測器自給能探測器(Self-PoweredDetectorSPD)3.6自給能探測器(Self-PoweredDetectorSPD)反應(yīng)堆堆芯當(dāng)家探測器，是堆芯電離室的競爭對手--(51V,1

6、03Rh,107Ag與109Ag)3.7切侖科夫探測器高能物理與實驗室應(yīng)用。3.8中子激活指示器附1常用探測器(氣體電離探測器、半導(dǎo)體探測器、閃爍探測器)典型技術(shù)指標(biāo)對比探測器效率（γ）時間特性能量分辨使用條件價位氣體電離探測器～1%100μs～20%低低廉閃爍探測器～10%0.01μs～10%中一般半導(dǎo)體探測器～10%0.001μs～0.1%高昂貴附2核技術(shù)應(yīng)用中核探測技術(shù)采用的主要探測器歷程50～80年代氣體電離探測器為主要探測器半導(dǎo)體與閃爍探測器研制、測試、商品化的快速發(fā)展⑴典型應(yīng)用單探測器或補償與組合探測器⑵數(shù)據(jù)獲取計數(shù)為主⑶結(jié)果顯示器率表與數(shù)碼管80～90年代形成以閃爍探測器為主

7、要探測器態(tài)勢精細(xì)實驗成果用半導(dǎo)體探測器工業(yè)應(yīng)用仍較大量沿用氣體電離探測器主要探測器的閃爍探測器中,以無機NaI(Tl)閃爍體與有機塑料閃爍體為主⑴典型應(yīng)用單探測器或補償與組合探測器位置靈敏的探測器陣列⑵數(shù)據(jù)獲取計數(shù)脈沖幅度(能)譜多窗口計數(shù)測量;脈沖幅度(能)譜測量;圖象顯示⑶結(jié)果顯示器液晶數(shù)字、脈沖幅度分布譜圖象顯示器計算機大量配用。謝謝