全都是一个晚上自己码字的，里面可能有些地方不准确，希望给予修正。
用于对大部分核探测器基础的了解和认识。
核探测器简介
1.径迹探测器
径迹探测器是将带点粒子走过的路径记录下来，由径迹的长度，粗细，颗粒密度，弯曲程度，δ电子的数量级等径迹参数定出粒子的电荷量，质量和能量等。并记录空间运动方向与径迹数量，还可跟踪径迹观察，其衰变和反应情况。
测量单个粒子的常用径迹探测器有一下三种：
（1）以气体为介质。主要用来探测带点粒子径迹。其中饱和蒸汽在粒子路径上凝结的细小水珠形成径迹（带电的高能粒子从中穿过,电离气体分子。于是这些带电的气体分子便吸附周围的水汽）叫做威尔逊云室。（当无尘空气的体积膨胀比为1.25时，负离子开始成为凝聚核心；当膨胀比为1.28时，负离子全部成为凝聚核心。对于正离子来说，膨胀比为1.31时开始成为凝聚核心，膨胀比为1.35时全部成为凝聚核心。离子的电荷对蒸气分子产生作用力，有助于雾珠的扩大。）
（2）以液体为介质。过饱和液体在粒子路径上形成细小气泡组成径迹。
（3）以固体为介质。此类又分为两小类：第一类是核乳胶，其卤化银含量特别高，灵敏层厚，对带点粒子的灵敏度特别高。第二类是固体径迹探测器，许多绝缘体都可以采用。当粒子经过时，路径上形成辐射损伤。美国Price首创用HF等腐蚀而使损伤扩大可用光学显微镜观察径迹。
2.电探测器
电探测器分为电离探测器和闪烁探测器两大类。
（1）以气体为介质的电离探测器称为气体电离探测器。按工作电压以及由此决定的放大机制来看分类，可以分为电离室，正比管，盖革—缪勒计数管三种。
入射带电粒子通过气体介质时，由于气体分子的碰撞而损失能量，使气体分子，原子电子和激发，并在通过的路径上生成大量离子对。一个带点粒子在气体中产生一个电子—离子对大约需要30eV的能量（称为电离能，一般用ω表示）。
电离室一般由两个处于不同电位的电极组成，电极的形状大多是平行板和圆柱形。电极之间用绝缘体隔开，并密封于充一定气体的容器中。当极间电压很低时，初级电离产生的电子能量较小，不能进一步引起气体中的其他分子的次级电离。即收到的电子数目Q=E/ω。
| 电离室又可分为脉冲电离室和电流电离室。前者常用于测量入射粒子的数目或能量；后者则往往用以测量辐射剂量。 |
电流电离室，用于测量大量入射粒子的情况，平均输出电流I=Qe。另一种是电压脉冲电离室，主要是用于测量重带点粒子的能量和强度。由于电子的漂移速度远大于离子的漂移速度，因此输出的脉冲主要是电子脉冲。探测器的信号负载电阻上产生的脉冲电压幅度V=Q/C，C是极间电容。电离室信号小，因此必须用低噪音的电子放大电路。
当气体探测器的极间电压增高时，初级电离电子在电场中加速可产生次级电子，而次级电子又可进一步加速产生三级电子，这样多次反复，就可得到较高电子倍增（电子倍增器：| 一种灵敏，响应快的检测器系统，它是由光束落在阴极上产生光电子通过级联放大，在光学探测仪中，用于极微弱光强度的检测，一般可将光电子放大106倍 |
）即较高的气体放大系数，这就可以用噪声较大一些的电子器件。为了获得较大的电场梯度，常用细金属丝作正极，就成了正比管，电压不能太高，以便于保持信号幅度V与粒子能量的正比关系。
当进一步提高工作电压时，在探测器中会产生“雪崩”，这种气体探测器叫做盖革—缪勒计数管。在接近正极丝的附近，电场强度极高，电子信号不再与入射能量保持线性关系，而是呈击穿状态，此时与入射粒子能量无关，即一个粒子产生一个计数，探测器成了计数器。电子线路更简化，不需放大。
（2）电离室的介质也可以是固体。由于极化效应（| 将电介质放入电场，表面出现电荷。这种在外电场作用下电介质表面出现电荷的现象叫做电介质的 |
| 。所产生的电荷称之为“极化电荷”。在电介质上出现的极化电荷是正负电荷在分子范围内微小移动的结果，所以极化电荷也叫“束缚电荷” |
）难以克服，估性能不佳。20世纪50年代末，发明了半导体探测器。电离辐射在半导体探测器中产生一个电子—空穴（| 当用光子能量等于或大 于带隙E}的光照射半导体时，光子被吸收并将价带中的电 子激发到导带中，在价带中形成一空穴，即产生过剩载流子或 一作平衡载流子。这种光生的电子和空穴称之为电子一空穴对 |
）能量只需3eV左右，因此同样能量的粒子所产生的电子—空穴对数目比在气体中多10倍。而能量分辨率（）改善3倍多，而且固体的密度远大于气体，因此探测效率也极大增加了。
2.闪烁探测器
闪烁探测器一般由闪烁体、光电倍增管和相应的电子仪器三部分组成。闪烁晶体（或液体、气体）将带电粒子的能量转换成光能。带电粒子进入闪烁体时，使闪烁发光体中心激发，很快就退激发而发出荧光。荧光进入光电倍增管的光阴级，射出光电子，光电子再经过光电倍增管的打拿极倍增，从阳极输出较大的信号。
闪烁探测器的主要优点是可以做成很大的体积，因为对γ，中子可以有较高的探测效率，缺点是能量分辨不如气体电离探测器。由于粒子—光—电子两次转换，对于最常用的NaI（Tl）探测器与配合好的光电倍增管，大概要300eV的能量才能得到一个光电子，因此能量分辨率比气体电离探测器差3倍多，比半导体探测器差10倍左右。
附录：
常用辐射单位：
活度居里(Ci)贝克[勒尔](Bq) 1Ci=3.7E+10 Bq；
照射量伦琴(R) 库仑/千克(C/kg) 1R=2.58×10-4 C/kg；
吸收剂量拉德(rad) 戈[瑞](Gy) 1Gy=100 rad；
剂量当量雷姆(rem) 希[沃特](Sv) 1Sv=100 rem。
放射性探测基础的三种现象：
（1）电离作用
各种射线无论是带点粒子或γ射线、X射线，均可引起物质电离，产生相应的电荷数或电离电流。由于射线的电离能力与其活度、能量、种类有一定的关系，故收集和计算这些电荷数或电离电流，即可得知射线的性质和活度。
（2）激发—荧光现象
带电粒子能直接激发闪烁物质（如NaI晶体、2，5-二苯基恶唑等），当被激发的闪烁分子退回到低能级时，发出荧光。Γ射线是通过与物质相互作用的光电效应、康普顿效应或电子对生成效应产生次级电子，再有次级电子激发闪烁物质发出荧光。荧光的亮度和数量分别与射线的能量和数量成正比。通过光电倍增管将荧光转化为电信号并放大，经过电学线路处理分析，即可测得射线的性质和活度。
（3）感光作用
核射线和普通光线一样，可使X光胶片和核乳胶感光，其基本原理是：α、β射线等带点粒子或γ射线与感光材料相互作用产生的次级电子，可以使胶片或核乳胶中的卤化银形成潜隐，显影时潜隐中的感光银离子被还原成黑色的金属银颗粒，银颗粒的多少与射线的强弱成正比。经过定影处理后，可以根据黑影的有无、浓淡程度（黑度）和所在位置，对放射性进行定型、定量和定位的观察。
| 。据有关资料统计，天然辐射造成的公众平均年剂量值如下表所列。 照射成分 年有效剂量（ |
正常本底地区 照射量升高的地区
宇宙射线 0.38 2.0
宇生放射性核素 0.01 0.01
陆地辐射：外照射 0.46 4.3
陆地辐射：内照射（氡除外） 0.23 0.6
陆地辐射：氡及其衰变物的内照射
吸入222Rn 1.2 10
吸入220Rn 0.07 0.1
食入222Rn 0.005 0.1
总计2.4
参考文献
[1]核物理与粒子物理/孙汉城，寅新艺编著.——哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2014.12
[2]原子核物理.修订版/卢希庭.——北京：原子能出版社，2000.
[3]核医学/李少林，王荣福主编.——8版.——北京：人民卫生出版社，2013.
[4]Wikipedia |
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