第三部分放射性核素的探測

第三部分放射性核素的探測演示文稿當(dāng)前1頁，總共19頁。（優(yōu)選）第三部分放射性核素的探測當(dāng)前2頁，總共19頁。常用的探測器類型測量形式氣體電離探測器固體閃爍探測器液體閃爍探測器半導(dǎo)體探測器激光掃描儀定量（強(qiáng)度測量）定性（能量測量）定位（相對定量，絕對定位）當(dāng)前3頁，總共19頁。氣體電離探測器

氣體作為吸收射線（帶電粒子）的介質(zhì)。帶電粒子穿過氣體時，氣體被電離產(chǎn)生電子和正離子在強(qiáng)外電場作用下，可引起一個瞬間的電離電流.探測器記錄電流所產(chǎn)生的脈沖信號.當(dāng)前4頁，總共19頁。G-M計數(shù)器（Geiger-MullerCounters）

射線（帶電粒子）進(jìn)入G-M

管，產(chǎn)生電離，氣體放大，雪崩現(xiàn)象，假計數(shù)，淬滅。G-M

管內(nèi)充有兩種氣體：1、惰性氣體

2、鹵素氣體（有機(jī)蒸汽）。惰性氣體和有機(jī)蒸汽的最佳比例約為9：1，而鹵素比例很小，常在0.1%-0.01%之間。

淬滅原理：１、淬滅氣體比惰性氣體電離電勢低。很容易將自己的電子轉(zhuǎn)移給惰性氣體。２、淬滅氣體的正離子在與陰極作用時，打出次級電子和光子的幾率很小，而主要是從陰極上獲得電子被中和，成為激發(fā)態(tài)的分子，然后通過自身的解離釋放多余的能量。3、淬滅氣體對光子具有較強(qiáng)的吸收能力。當(dāng)前5頁，總共19頁。閃爍探測器（ScintillationDetectors）

閃爍探測器的組成見右圖。閃爍體的種類很多，從化學(xué)成份上看分為無機(jī)和有機(jī)兩大類，而從物理形態(tài)上又分為固體、固溶體、液體和氣體。理想閃爍體的特征。無機(jī)和有機(jī)閃爍體的發(fā)光機(jī)制有很大的不同。大家自己看講義。常用的無機(jī)閃爍體（NaI(Tl),ZnS(Ag)）,常用的有機(jī)閃爍體（塑料閃爍體）液體閃爍體（組成、特點(diǎn)）當(dāng)前6頁，總共19頁。光電倍增管將光變成電(陰極)光電子在倍增級中倍增陽極輸出電脈沖光耦合劑和光導(dǎo)當(dāng)前7頁，總共19頁。放射性探測器中使用的電子儀器

電脈沖通過電子儀器的狀況.定標(biāo)器或記錄儀是在給定的時間內(nèi)，累計、顯示，由脈沖高度分析器輸出的信號。

各種探測器電子線路部分基本相同.當(dāng)前8頁，總共19頁。探測器的調(diào)試確定甑別域值確定工作電壓調(diào)整放大倍數(shù)計算探測效率(E)品質(zhì)因素(F)的計算F=E2/B(B:本底計數(shù))甑別域計數(shù)率有源無源工作閾值當(dāng)前9頁，總共19頁。放射性樣品的測量

探測器的測量方式:

定量測量(獲得樣品量多少的測量)

絕對測量:利用測量裝置直接測量或經(jīng)過各種校正后測得樣品的活度。

相對測量:將樣品和標(biāo)準(zhǔn)源在相同條件下進(jìn)行測量。

定性測量：根據(jù)放射性核素在衰變時都會發(fā)射出自己特征能量的射線，分析判斷出射線種類樣品的衰變數(shù)(dps)=樣品的計數(shù)（cps)-本底計數(shù)（cps)E（探測效率）

測量樣品的制備

液閃測量中的淬滅校正方法

當(dāng)前10頁，總共19頁。測量樣品的制備放射性測量對樣品制備的要求不高。相比之下液閃測量，多數(shù)樣品需根據(jù)其測量形式進(jìn)行一定的處理。

液閃測量，包括：均相測量和非均相測量。非均相測量，包括：乳濁液測量法、懸浮液測量、固相法。液體體積一樣,固體擺放位置一致。Tritonx-甲苯-水乳化劑::::::凝膠劑(硬脂酸鋁等)一定大小微粒固相載體擺放位置當(dāng)前11頁，總共19頁。液閃測量中的淬滅校正方法

內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)源法：樣品計數(shù)效率用外加的標(biāo)準(zhǔn)源（對標(biāo)準(zhǔn)源有要求）來確定。具體操作步驟是：先測樣品計數(shù)率（C1）；加入已知活度（D）的標(biāo)準(zhǔn)源，并計數(shù)（C2）；確定計數(shù)效率E。

E=（C2-C1）/D樣品道比法：原理：1、淬滅時，β譜脈沖高度降低，能譜左移（見圖2-15（1））2、β譜在給定的兩個道內(nèi)計數(shù)比值發(fā)生變化（見圖2-15（2））3、道比值與淬滅程度與儀器探測效率有線性關(guān)系（見右下圖）。具體方法見后。外標(biāo)準(zhǔn)源道比法

計數(shù)率淬滅1淬滅2無淬滅脈沖高度（1）計數(shù)率B無淬滅CA淬滅1淬滅2脈沖高度（2）圖2-15.淬滅對β譜的影響當(dāng)前12頁，總共19頁。用樣品道比法進(jìn)行淬滅校正的方法是：配制一組（一般7—9個）放射性活度（DPM）已知并相等，但淬滅程度不同的一系列標(biāo)準(zhǔn)樣品。在液閃中測出這些樣品在兩道中（A，B）的計數(shù)（CPM），算出道比值。通過E=（樣品計數(shù)率-本底計數(shù)）/放射性活度計算出樣品探測效率。以樣品道比值作為橫坐標(biāo)，探測效率作為縱坐標(biāo)可作出一條關(guān)系曲線（兩道選取合理所得到的是一條直線或光滑的曲線）。未知樣品測量時，可先測出該未知樣品在兩道中的計數(shù)率，算出道比值，利用道比值在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出探測效率。即可算出該未知樣品的放射性活度大小。樣品的衰變數(shù)(dps)=樣品的計數(shù)（cps)-本底計數(shù)（cps)E（探測效率）

當(dāng)前13頁，總共19頁。核計數(shù)的統(tǒng)計學(xué)處理

誤差來源：系統(tǒng)誤差、偶然誤差、過失誤差。統(tǒng)計誤差是一種特殊的偶然誤差，它是由核事件的微觀過程本身的隨機(jī)性所造成的。本節(jié)重點(diǎn)介紹涉及在核輻射計數(shù)測量應(yīng)用中的統(tǒng)計（偶然）誤差。核衰變的統(tǒng)計性，可通過實驗觀察到。平均計數(shù)N≤10時，它服從泊松分布。當(dāng)N≥16時，它過渡到高斯分布。在放射性測量中N一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于16。

統(tǒng)計誤差的表示及運(yùn)算。測量結(jié)果表示：N±σN

，核衰變的標(biāo)準(zhǔn)誤差可表示為：σN=N1/2

（中科院原子能所編“放射性同位素知識應(yīng)用”第156頁），所以測量結(jié)果又能寫成：N±N1/2相對誤差F=

σN/N=±N1/2/N=1/N1/2

（相對誤差反映測量的精確度）誤差的運(yùn)算（見講義37頁）當(dāng)前14頁，總共19頁。統(tǒng)計分析的應(yīng)用

平均計數(shù)率的標(biāo)準(zhǔn)誤差為：

1、計數(shù)率、平均計數(shù)和平均計數(shù)率標(biāo)準(zhǔn)誤差和相對誤差的表示

計數(shù)率的標(biāo)準(zhǔn)誤差為：

相對誤差為：

平均計數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差為：

相對誤差為：

相對誤差為:

注意：在此時間（t）和測量次數(shù)（m）看作無誤差的確定值。

當(dāng)前15頁，總共19頁。樣品凈計數(shù)率的計算

所有的核探測器都本底計數(shù)。所以探測器測量樣品所得到的計數(shù)包括放射性樣品（Nc）和儀器本底（Nb）計數(shù)兩部分，樣品的凈計數(shù)（Ns）為：

Ns=Nc-Nb

如果tc

和tb

分別為放射性樣品和本底的測量時間，則樣品的凈計數(shù)率為：

根據(jù)誤差運(yùn)算公式，凈計數(shù)率的標(biāo)準(zhǔn)誤差為：

相對誤差為：

當(dāng)前16頁，總共19頁。例：在4分鐘里，測得總的樣品的計數(shù)是6000，本底是計數(shù)4000。

問：其凈計數(shù)率和標(biāo)準(zhǔn)誤差各是多少？

解：

所以，ns=500±25cpm當(dāng)前17頁，總共19頁。測量時間的合理分配

在給定總測量時間T內(nèi)（T=tc+tb），tc