(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*种广泛应用的无机晶体,它以微量铊作为**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*,为32左右。所以它对γ射线或X射线的阻止本*大,是对γ射线或X射线探测*率*大的*种闪烁体。对于大晶体,若记录能量为1MeV的γ光子,*率可达*分之几十。它的发光时间*短,仅为10-7s。因而*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*铯(CsI(Tl))晶体的密度及有*原子序数比NaI(Tl)大,γ射线探测仪闪烁探测器故其探测*率较NaI(Tl)*,它的发光持续时间比NaI(Tl)长,也是*种探测γ射线(X射线)的闪烁体。它的*大特点是不怕潮*,很适合地质工作,由于CsI(Tl)成本*,实际应用还不普遍。
塑料闪烁体是在*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*,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*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*。
锗酸铋闪烁体BGO,密度大,对γ射线的探测灵敏度很*,对于天然放射性核素放射出的1~3MeV的γ射线有特别*的探测*率。对于214Bi的1.76MeVγ射线比相同尺寸的NaI(Tl)*6.6倍;对于钍的2.62MeV*7.5倍。*学稳定性好,不潮*,易加工成型,*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*镧LaBr3(Ce)闪烁体探测器是近几年研制的*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*的光*率和更好的能量分辨率等优点,是γ能谱仪发展的*个方向。
光电倍增管是闪烁探测器的*重要部件之*。γ射线探测仪闪烁探测器其组成部分是光阴*和倍增电*,光阴*的作用是将闪烁体的光信号转换成电信号,倍增电*则充当*个放大倍数大于106的放大器。光阴*上产生的电子经加速作用飞到倍增电*上,每个倍增电*上均发生电子的倍增现象,倍增*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*须非常稳定,保证倍增系数的变**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,*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*方法。
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