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核辐射检测仪器有哪些?核辐射检测仪器介绍
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  • 2023-07-04

核辐射可以使物质引起电离或激发,故称为电离辐射。电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。直接致电离辐射包括质子等带电粒子。间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子。电离辐射对人体有确定的危害:比如损害组织和(或)器官的功能,并会产生严重影响、致癌等,因此对于核辐射的管理需要特别慎重和注意。


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由于核辐射的穿透力和电离特征,对核辐射的检测倒是相对比较容易,市面上也有各种各样的核辐射检测仪,可以针对不同状态、 不同环境的放射性物质进行快速测量。


简单来说,常规的核辐射检测主要是检测α、β、γ、中子4种射线,常规所涉及到的设备仪器主要有以下几种。


个人剂量报警仪&X、γ辐射个人剂量报警仪


个人剂量报警仪&X、γ辐射个人剂量报警仪主要用来针对放射性接触工作人员工作环境中的X射线和γ射线暴露监测,比如医院X光室、核电站工作人员等,这类设备可以实时监测环境中的X、γ射线,可设定报警阈值,当达到报警阈值时,发出警报及时提醒工作人员注意安全。


Sentry EC 个人辐射剂量报警仪


当然,常规的个人剂量仪除了实时的个人剂量报警仪以外,还有一类设备就是热释光辐射监测仪,这种设备的功能同样是监测放射性接触工作人员工作环境中的X射线和γ射线暴露监测,但它不是实时监测并显示监测值,而是采用热释光发光体作为剂量元件,把接收到的射线的能量储存积累起来,由热释光加热发光装置加热后,剂量元件发出光,通过光电倍增管转换成电信号并输出显示。所以它无法实时预警,只能够监测一段时间内配带人员所接受到的射线暴露总值,但由于热释光剂量片价格便宜,可以大面积应用。


所以,很多时候,将这两种个人剂量报警仪配合使用,就可以很好的保护工作人员的个人放射性安全。


α、 β射线表面污染测量仪


α、β表面污染仪主要用于各种物件表面附着的的α、β污染物进行测量(比如灰尘等),它的主要功能是探测低于规程限值水平的污染,及时发现是检测面是否有污染,确定污染点位和范围,并给出污染区域内污染核素的量值。测量时,探测器要尽可能靠近表面移动,一旦探测到污染,探测器应在该区域定位测量足够时间,以确认污染水平。该仪器可广泛应用于环保部门、高等院校核物理实验室、科研单位放射性实验室、核电站、放射性计量站以及其它放射性场所的人员手部、衣物以及使用的试验台、试验设备的α、β表面污染测量,以便及时去污,从而保护工作人员的安全。


CoMo 170 α、β 表面污染测量仪


当然除了α、β表面污染仪,还有一种α、β、γ多功能的表面污染仪,相比只具备α、β污染物测量的常规表面污染仪,这类设备一般会额外配置一个用于γ核素探测的传感器,这使得设备同时具备α污染测量,β污染测量,α /β污染测量,α/γ污染测量的功能。


一般来说,表面污染的常规测量方法主要有3种:直接测量、扫描测量和间接测量确定。


1)直接测量是用监测仪器进行,可以测量固定污染,也可测量松散污染。


2)扫描测量是用探测器在可能受到污染的表面上方进行移动测量,以确定受污染的区域或点位,在发现异常点位时再进行定位测量。


3)间接测量是用擦拭方法确定松散污染的水平。 对一些不能活动的固体或者贮存有液体的表面,或者有高本底影响,或者测量仪器不能靠近表面,直接测量是困难的,甚至是不可能的,此时只能采用间接测量方法。


χ、γ剂量仪


χ、γ剂量仪主要功能和个人剂量仪类似,但是它的性能一般要强很多,这类设备主要用于环境辐射本底以及低水平X、γ辐射的准确快速测量。根据应用场景的不同,这类设备可以大概分区环境级X、γ辐射测量仪和防护级X、γ辐射测量仪。


Ranger 多功能核辐射检测仪


环境级X、γ辐射测量仪主要就是用于低辐射水平的环境中使用,对设备性能要求高,所以这类设备的检测模块一般是采用高灵敏度的大尺寸闪烁探测器,闪烁探测器灵敏度高,响应性和分辨率性能都非常优秀,所以这类设备一般是政府环保部门用于环境本底情况,比如核电站周围环境辐射检测及附近居民区环境本底测量,无损检测(即射线探伤)装置是否有辐射泄漏,而且这类设备一般是放射源和射线装置使用单位申请辐射安全许可证不可或缺的辐射测量仪器,由于其具有高的灵敏度,只要放射源和射线装置辐射场有微小变化仪器测量值就有变化,因此对放射性工作人员的安全具有很大的保证。


GammaView 环境级x、γ辐射剂量测量仪


防护级X、γ辐射测量仪主要用于高强度的辐射水平环境,这类设备的检测模块一般是采用高承载的GM管探测器或者半导体探测器,灵敏度和响应性相比环境级X、γ辐射测量仪要差,但是由于高承载的特征,它可以做到很大的检测量程,同时对于高辐射水平的环境有很好的防假死特征,特点适合绝对剂量水平检测。因此这类设备特点适合放射性同位素应用和原子能工业等部门、医院防射科等,对随机的、连续的放射线进行测量。经过校正还可以测量β射线的吸收剂量及探测高能α粒子。是核电站、辐射探伤和辐射治疗设施等行业理想的检测仪表。


γ能谱仪、核素识别仪


γ能谱仪、核素识别仪本质上就是一台高级功能的环境级X、γ辐射测量仪,它们的整体结构基本类似,采用的检测模块也是高灵敏度的大尺寸闪烁探测器(如NaI、CsI等),由于闪烁探测器优秀的能量响应性和高分辨率特征,所以可以记录测量对象的能谱特征曲线图并通过分析实现对测量物质的快速识别,当然,常规的剂量强度监测本来也是它的基本功能,所以在大部分场景下,γ能谱仪、核素识别仪和环境级X、γ辐射测量仪通过互换通用。


中子剂量率仪、中子剂量当量率仪


中子剂量率仪、中子剂量当量率仪就是一种专门用于检测中子射线剂量强度(剂量当量率)的设备,由于中子本身不带电且具备强穿透力的特征,所以中子剂量率仪与上面的α、β、γ检测仪在结构和外形上就有较大区别:主要是中子剂量率仪的探测器部门,由于要有效捕获中子射线,所以传感器外面通过会带一个大尺寸的慢化球,以减弱中子的穿透力,提高中子射线检测效果。


中子剂量率检测仪在常规环境监测中涉及到的机会较要,它主要用于加速器、反应堆工程、核燃料生产厂、中子辐照装置等场所的辐射中子剂量率的检测。