現(xiàn)代測試技術(shù)及應用

《現(xiàn)代測試技術(shù)及應用》—對輻射的認識與測量

姓名：xx

學號：xxxx

學院：xxxxx

201x年xx月xx日

對輻射的認識一

對輻射的測量二

核輻射探測器的發(fā)展方向三匯報目錄CONTENTS

結(jié)論四一、對輻射的認識

什么是輻射？我們經(jīng)常再說測量輻射，要測量輻射，首先我們就要了解輻射的本質(zhì)是什么？輻射這個名字似乎是伴隨著現(xiàn)代工業(yè)而來，核輻射的威力你一定有所耳聞，不過好在我們在生活中幾乎不會碰到它。但是大家肯定也聽說過我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔X、手機、冰箱、吹風機等當?shù)纫幌盗猩铍娖饕矔a(chǎn)生輻射。那么生活中我們遇到的這種輻射跟核輻射是同一種輻射嗎？要回答這個問題我們就需要了解輻射的本質(zhì)一、對輻射的認識

輻射的本質(zhì)？在這個世界上，無論什么物體，只要它的溫度高于絕對零度，也就是-273.15攝氏度，他就會不斷地以波的方式把能量輻射出來，所以我們生存在一個充滿輻射的世界，甚至我們自身都可以產(chǎn)生輻射。一、對輻射的認識輻射是能量以電磁波或粒子（如α粒子、β粒子等）的形式向外擴散。電離輻射非電離輻射輻射的本質(zhì)？電離輻射主要有四種：α、β及γ射線、X射線，其波長逐步變長，穿透能力也依次增強一、對輻射的認識電離輻射α、β及γ射線、X射線一、對輻射的認識電離輻射非電離輻射的頻率較低，常見的電器輻射頻率都集中在微波段，不足以破壞生物分子的化學鍵。一、對輻射的認識非電離輻射

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結(jié)論四

對輻射的認識一

對輻射的測量二輻射探測器是基于粒子與物質(zhì)相互作用的原理，用以對核輻射和粒子的微觀現(xiàn)象進行觀察和研究的傳感器件、裝置或材料。二、對輻射的測量輻射探測器按給出信息的方式，主要分為兩類：非核電子學探測器電探測器二、對輻射的測量非核電子學探測器

粒子入射到探測器后，經(jīng)過一定的處置才給出為人們感官所能接受的信息。例如，各種粒子徑跡探測器，一般經(jīng)過照相、顯影或化學腐蝕等過程。還有熱釋光探測器、光致發(fā)光探測器，則經(jīng)過熱或光激發(fā)才能給出與被照射量有關(guān)的光輸出。二、對輻射的測量電探測器

這一類探測器接收到入射粒子后，立即給出相應的電信號，經(jīng)過電子線路放大、處理，就可以進行記錄和分析，被稱之為電探測器。電探測器是應用最廣泛的輻射探測器。這一類探測器的問世，導致了核電子學這一新的分支學科的出現(xiàn)和發(fā)展。二、對輻射的測量常用的輻射探測器按探測介質(zhì)類型及作用機制主要分為以下三種：氣體探測器閃爍探測器半導體探測器二、對輻射的測量氣體探測器

氣體探測器是以氣體為工作介質(zhì)，由入射粒子在其中產(chǎn)生的電離效應引起輸出電信號的探測器。由于產(chǎn)生信號的工作機制不同，氣體電離探測器主要有電離室、正比計數(shù)器、G-M計數(shù)器等類型。它們均有各自的特點以及相應的適用領(lǐng)域。核輻射引起氣體的電離：入射帶電粒子通過氣體介質(zhì)時，使氣體分子、原子電離和激發(fā)，并在通過的路徑周圍生成大量離子對。氣體探測器的工作介質(zhì)為氣體，工作氣體充滿電離室內(nèi)部空間；需要保證氣體的成分和壓力，所以一般電離室均需要一個密封外殼將電極系統(tǒng)包起來。工作氣體有確定的組成，一般為氬氣(Ar)

加少量多原子分子氣體CH4。氣體電離探測器主要有電離室、正比計數(shù)器、G-M計數(shù)器等類型[1]。二、對輻射的測量閃爍探測器利用輻射在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光，產(chǎn)生熒光光子來探測電離輻射的探測器。閃爍探測器可用來測量入射粒子的能量。閃爍探測器的工作過程：輻射射入閃爍體使閃爍體原子電離或激發(fā)，受激原子退激而發(fā)出波長在可見光波段的熒光；熒光光子被收集到光電倍增管(PMT)的光陰極，通過光電效應打出光電子；電子運動并倍增，并在陽極輸出回路輸出信號。閃爍體分為無機閃爍體、有機閃爍體、氣體閃爍體等[2]。二、對輻射的測量半導體探測器半導體探測器的基本原理是帶電粒子在半導體探測器的靈敏體積內(nèi)產(chǎn)生電子－空穴對，電子－空穴對在外電場的作用下漂移而輸出信號。我們把氣體探測器中的電子－離子對、閃爍探測器中被PMT第一打拿極收集的電子及半導體探測器中的電子－空穴對統(tǒng)稱為探測器的信息載流子。產(chǎn)生每個信息載流子的平均能量分別為30eV(氣體探測器)，300eV(閃爍探測器)和3eV(半導體探測器)。半導體探測器的特點：能量分辨率最佳；射線探測效率較高，可與閃爍探測器相比。常用半導體探測器有：P-N結(jié)型半導體探測器、鋰漂移型半導體探測器；高純鍺半導體探測器。二、對輻射的測量匯報目錄CONTENTS

結(jié)論四

對輻射的認識一

核輻射探測器的發(fā)展方向三

對輻射的測量二三、輻射探測器發(fā)展方向（一）向高靈敏度、高分辨率方向發(fā)展國外寬量程γ輻射探測技術(shù)已發(fā)展的很成熟，并已裝備部隊。如芬蘭研制出高靈敏電荷直接貯存型核輻射探測器，它探測的γ射線的輸出信號比一般半導體探測器高1000倍。美軍研制出了寬量程（109）、高準確度、小型化和高可靠（MTBF達4000小時）、平戰(zhàn)結(jié)合，可從測量環(huán)境本底γ輻射到核事故、核爆炸水平的探測器。三、輻射探測器的發(fā)展方向（二）多種傳感器結(jié)合在一起發(fā)展在一個探測裝置內(nèi)并入多種現(xiàn)有技術(shù)，從而拓寬量程，增加功能，性能穩(wěn)定可靠。如將傳統(tǒng)的G-M技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合，如加拿大SAIC開發(fā)公司生產(chǎn)的GR-135型輻射探測器就是一種G-M技術(shù)結(jié)合了其他多探測器技術(shù)的輻射探測裝置。美國Canberra公司的InSpector1000多功能數(shù)字化γ譜儀，是將NaI（TL）或LaBr（Ce）閃爍探測器與G-M技術(shù)管相結(jié)合的儀器，既實現(xiàn)了現(xiàn)場劑量與劑量率測量，又能快速判別核輻射種類，實現(xiàn)定量測量分析。三、輻射探測器的發(fā)展方向（三）信號處理和顯示技術(shù)的發(fā)展電子科學的進步已經(jīng)能夠在一個探測裝置內(nèi)并入多種現(xiàn)有技術(shù)。能夠精確控制探測器件的高壓，減少死時間的影響，使得先進的算法得以實現(xiàn)。拓寬了探測器的測量范圍，延長了探測器件的使用壽命等。探測器智能化，高壓電源、前置放大器、放大器、信號甄別器和信號處理器、與主機的通訊、接口關(guān)系及與控制這些部件相關(guān)聯(lián)的功能包括關(guān)鍵參數(shù)的控制和存儲、設置、刻度和警報設置等都集成于智能化探測器中。電纜對測量結(jié)果沒有任何影響，開機狀態(tài)，探測器與主機之間可隨意插接或斷開。三、輻射探測器的發(fā)展方向（四）快速判別核輻射種類的裝備的發(fā)展在核輻射爆炸裝置爆炸之前就能將其發(fā)現(xiàn)的更有效、更靈敏的探測器，及一旦發(fā)生爆炸則能快速判別核輻射種類的裝備。舊的輻射探測器適用于探測核爆炸條件下的高核輻射，現(xiàn)在要求的是用于應對核恐怖主義襲擊或高危險區(qū)維和行動的探測裝置。1986年的切爾諾貝利事件和2011年的日本福島核電站核泄漏事故都表明要特別對低輻射進行有效監(jiān)測和及時報警。三、輻射探測器的發(fā)展方向（五）新型探測器件的應用HPGE高純鍺譜儀由于電制冷技術(shù)的發(fā)展，HPGE高純鍺譜儀不僅在實驗室得到廣泛應用，也已成功使用于現(xiàn)場的測量工作。LaBr（Ce）探測器已可加工為381mm×381mm，508mm×508mm，762mm×762mm等不同尺寸，較好地解決了抗沖擊振動等問題，能量分辨率為2.8%到3%。工程應用中性能穩(wěn)定可靠。小型CZT譜儀已得到應用，美國的布魯克海文國家實驗室（BNL）正在研究改進CZT晶體的生長工藝，希望生產(chǎn)出高性能的探測器.

對輻射的認識一

對輻射的測量二結(jié)論四匯報目錄CONTENTS

核輻射探測器的發(fā)展方向三核輻射探測器未來發(fā)展趨勢研究同時能給出入射粒子位置、能量、時間等多種信息的組合型探測器和探測裝置。充分利用電子技術(shù)與計算機技術(shù)的新成就，提高對探測器所提供的信息進行分析、處理的精確度，速度和對信息的利用率。微電子技術(shù)正促進微型化探測器的出現(xiàn)。尋求更理想的探測介質(zhì)和探測機制，研制超導探測器。四、結(jié)論參考文獻：[1] AHMEDSN.2-Interactionofradiationwithmatter[M].PhysicsandEngineeringofRadiationDetection(SecondEdition).Elsevier.2015:65-155.[2] 汲長松.閃爍探測器發(fā)展評述[M].第7屆全國核電子學與核探測技術(shù)學術(shù)年會論文集（一）.1994.[3] 劉杰,孫鳴.核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢及產(chǎn)品研發(fā)思路[J].中國核電,2009,02):133-9.[4] CHENX-L,ZHANGY-C,LUW-G,etal.ARadiationDetectionReadoutCircuitwithCurrentFeedbackBaselineHolder[M].Proceedingsof2012IEEE11thInternationalConferenceonSolid-StateandIntegratedCircuitTechnology(ICSICT-2012).2012.[5] DesignofTransmissionSchemeforRadiationDetection&ManagementInformation[M].Abstractsof17thWorldConferenceonNon-DestructiveTesting.2008.[6] 馬宇箭.輻射監(jiān)測系統(tǒng)國產(chǎn)化方向研究[J].核電子學與探測技術(shù),2009,05):1235-40+944.[7] 張玉敏.國外放射性探測裝備和技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].艦船防化,2009,01):1-5.[8] MILLERA,MACHRAFIR,MOHANYA.Developmentofasemi-autonomousdirectionalandspectroscopicradiationdetectionmobileplatform[J].RadiationMeasurements,2015,72(0):53-9.[9] PORTNOYD,FISHERB,PHIFERD.Dataandsoftwaretoolsforgammaradiationspectralthreatdetectionandnuclideidentificationalgorithmdevelopmentandevaluation[J].NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchSectionA:Accelerators,Spectrometers,DetectorsandAssociatedEquipment,0):[10] 聶亞杰,杜平,馮東輝.國外核生化監(jiān)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].艦船科學技術(shù),2006,02):102-8.[11] NAKAMURAH,SHIRAKAWAY,SATON,et