γ射线探测仪闪烁探测器
编辑：唐美凤 来源： 日期：2023/3/23 14:52:40
(二)闪烁探测器
它由闪烁体(荧光体)和光电倍增管两部分组成。闪烁体有固态、γ射线探测仪闪烁探测器液态、气态三种，可分为有机闪烁体和无机闪烁体。
NaI(Tl)型闪烁体是一种广泛应用的无机晶体，它以微量铊作为激活剂，它的单晶具有非常好的透明度，NaI(Tl)晶体密度大，约3.67g/cm3；平均原子序数较高，为32左右。所以它对γ射线或X射线的阻止本领大，是对γ射线或X射线探测效率极大的一种闪烁体。对于大晶体，若记录能量为1MeV的γ光子，效率可达百分之几十。它的发光时间极短，仅为10-7s。因而最大计数率可达105脉冲/s，常用于测量γ射线。当用于测量X射线时，可将NaI(Tl)做成薄晶体。
碘化铯(CsI(Tl))晶体的密度及有效原子序数比NaI(Tl)大，γ射线探测仪闪烁探测器故其探测效率较NaI(Tl)高，它的发光持续时间比NaI(Tl)长，也是一种探测γ射线(X射线)的闪烁体。它的最大特点是不怕潮解，很适合地质工作，由于CsI(Tl)成本高，实际应用还不普遍。
塑料闪烁体是在一定温度下使用有机闪烁体作溶质、塑料作溶剂聚合而成的。它既具有无机晶体的特点(发光时间短，在空气中不潮解，可探测中子等)，又易制造，易做成各种形状。在射线照射下转换效率稳定。故在多数情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。γ射线探测仪闪烁探测器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。
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