核輻射物理學(xué)：第七章第二節(jié) 閃爍探測(cè)器

第二節(jié)閃爍探測(cè)器

scintillator閃爍探測(cè)器是目前核醫(yī)學(xué)中最常用的探測(cè)器，主要有γ閃爍探測(cè)器和液體閃爍探測(cè)器。它與氣體探測(cè)器相比,有分辨時(shí)間短、探測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn),是目前使用最廣的核輻射探測(cè)器。一、爍探測(cè)器的組成和工作原理閃爍探測(cè)器主要有閃爍體、光電倍增管以及電子儀器三部分組成。將閃爍體、光電倍增管以及前置放大器一起裝在一個(gè)避光暗合中，稱為探頭。工作原理：當(dāng)射線進(jìn)入閃爍體后，使閃爍體的原子、分子電離和激發(fā)，受激的原子或分子退激時(shí)發(fā)出大量光子被收集到光電倍增管的光陰極上，通過(guò)光電作用產(chǎn)生光電子，光電子受極間電場(chǎng)的加速，射向第一打拿極，在打拿極上產(chǎn)生更多的次級(jí)電子，這些電子在以后的打拿極上產(chǎn)生相同的過(guò)程，倍增后的電子收集到陽(yáng)極上形成電流脈沖或電壓脈沖，然后送入電子儀器放大、記錄和分析，這就是閃爍探測(cè)器記錄粒子的簡(jiǎn)單過(guò)程。二、閃爍體是指在射線作用下能發(fā)射熒光的物質(zhì)。分無(wú)機(jī)閃爍體和有機(jī)閃爍體兩部分。1、閃爍體應(yīng)具備特性發(fā)光光譜與光電倍增管光陰極的光譜響應(yīng)能更好地匹配。發(fā)光效率指閃爍體吸收的射線能量轉(zhuǎn)化為光能的百分?jǐn)?shù)。一定的發(fā)光時(shí)間、高的阻止本領(lǐng)、好的光學(xué)均勻性和透明度以及耐輻照等。2、幾種常用的閃爍體NaI（Tl）缺點(diǎn)易于潮解，久置空氣中發(fā)黃變質(zhì)。CsI對(duì)γ射線探測(cè)效率比NaI（Tl）高，不易潮解，缺點(diǎn)是能量分辨率比NaI（Tl）差，價(jià)格貴。ZnS（Ag）對(duì)重帶電粒子的探測(cè)效率幾乎達(dá)到100%，對(duì)β、γ射線不靈敏。塑料閃爍體：乙烯溶液加對(duì)聯(lián)三苯和（POPOP）透明度好、性能穩(wěn)定、耐輻射性強(qiáng)和能量分辨率差，不能在高溫下使用。液體閃爍體：溶劑的作用是吸收輻射能量和溶解樣品；溶質(zhì)接受溶劑能量，并且產(chǎn)生熒光。

三、光電倍增管是一種光電轉(zhuǎn)換器件,它的作用是將閃爍體發(fā)射的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)變成為放大的電信號(hào)。1、光電倍增管的主要特性1）光陰極受到光照輻射后發(fā)射光子的概率與入射光波長(zhǎng)的關(guān)系稱為光譜響應(yīng)。暗電流：光電倍增管在一定的工作電壓下，無(wú)光照和輻射時(shí)所產(chǎn)生的陽(yáng)極電流稱為暗電流。2）光電倍增管的保存避光保存，工作時(shí)嚴(yán)禁打開(kāi)暗盒，注意輕拿輕放。

第三節(jié)半導(dǎo)體探測(cè)器（Semiconductordetector）一、半導(dǎo)體探測(cè)器的性能半導(dǎo)體探測(cè)器是使用半導(dǎo)體材料制成的電離探測(cè)器。它的工作原理和氣體電離室類似，只是工作介質(zhì)是固體而不是氣體，所以有固體電離室之稱。半導(dǎo)體探測(cè)器具有能量分辨率高，線性范圍寬，脈沖上升時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)，因此，在能譜測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用。它的主要缺點(diǎn)是抗輻射性能差，輸出脈沖幅度小，性能隨溫度變化大。二、半導(dǎo)體探測(cè)器的結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)單原理P—N節(jié)N接正P節(jié)負(fù)耗盡層增厚帶電粒子進(jìn)入結(jié)區(qū)，由于電離作用而產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，在外電場(chǎng)作用下，電子和空穴分別向兩極漂移，于是在輸出回路產(chǎn)生脈沖信號(hào)，Li漂移探測(cè)器，用鍺采用鋰漂移工藝制作的探測(cè)器稱為鋰漂移鍺探測(cè)器。第四節(jié)其他類型的探測(cè)器熱釋光探測(cè)器特性:能長(zhǎng)時(shí)間地貯存電離輻射能,