第3讲核辐射探测器现状概述.ppt
第3讲 核辐射探测器现状概述,1 概述,1.1 核辐射探测器物理定义 将核辐射转换成光、电、热、色、潜像或气泡等讯号的 器件，称作核辐射探测器，有些技术领域称其为传感器。1.2 核辐射探测器的重要性 核技术应用、核物理发展的基础条件-吴剑雄、丁肇中例 核仪器设计的合理性与水平高低的关键（解剖实例）,2 核辐射探测器的主要技术指标,2.1辐射能-信号转换效率 2.2响应时间与时间分辨率 2.3探测器效率 区分与探测效率的不同 2.4幅度或能量分辨率 2.5其他特性-化学与物理稳定性、潮解、耐温与温度响应、耐辐照等,3 核辐射探测器的分类 气体电离探测器 半导体探测器 闪烁探测器-闪烁体光电倍增管 热释光探测器 径迹探测器 自给能探测器 切伦科夫探测器 中子激活指示器等,3.1 气体电离探测器电离室正比计数管G-M探测器气体放电探测器*N-V图*BF3与3He正比计数管,现今概况要点:1.理论较完善 2.3He正比计数管从七十年代出现商品变为中子基本探测器 3.阵列探测器广泛应用（集装箱检测装置）,3.2 半导体探测器面垒型半导体探测器 钝化离子注入平面硅(Passivated Implated Planar Silicon PIPS)锂漂移型半导体探测器高纯锗半导体探测器化合物半导体探测器,现今概况要点:1.Ge(Li)与Si（Li）半导体探测器被HPGe半导体探测器2.Au-Si面垒半导体探测器被PIPS半导体探测器取代3.TeZnCd化合物半导体探测器商品化),3.3 闪烁探测器-闪烁体光电倍增管（或光电管）前置线路,无机晶体闪烁体 ZnS(Ag),NaI(Tl),CsI(TlNa),LiI(Eu),BaF2,BGO,LaBr3(Ce)有机晶体闪烁体 蒽、芪、萘塑料闪烁体玻璃闪烁体液体闪烁体气体闪烁体光电倍增管、光电管 微通道板光电倍增管(Micro Channel Plate MCP-PM,概况要点:1.NaI(Tl)无机晶体闪烁体与塑料闪烁体仍占据无机与有机“当家”闪烁体的位置；2.BGO、CsI（Tl、Na）与BaF2闪烁体的广泛应用与LaCl3(Ce)与 LaBr3(Ce)闪烁体研制成功；GSO LSO4.阵列探测器的广泛应用（医用相机、医用与工业CT机、集装箱检测、行李检测及正在研制中的毒品检测装置）5.微通道板光电倍增管(MCP-PM)商品化 过氧正硅酸钆(铈)Gd2SiO5(Ce)-GSO 过氧正硅酸镥(铈)Lu2SiO5(Ce)-LSO,主要闪烁体核性能对比表*137Cs源;1cm3闪烁体,3.4 热释光探测器 主要应用-个人剂量计 现今概况要点 探索新材料的同时当前主要是提高商品水平(剂量计与读出仪)3.5 径迹探测器 在核物理与核技术早期发展年代研制成功的探测器 后来在高能物理中功不可没 现今仅仅在环境氡累积测量中仍较广泛应用*核透膜技术3.6 其他探测器 自给能探测器(Self-Powered Detector SPD),3.6 自给能探测器(Self-Powered Detector SPD)反应堆堆芯当家探测器，是堆芯电离室的竞争对手-(51V,103Rh,107Ag与109Ag)3.7 切仑科夫探测器 高能物理与实验室应用。3.8 中子激活指示器,附1 常用探测器(气体电离探测器、半导体探测器、闪烁探测器)典型技术指标对比 探测器效率（）时间特性 能量分辨 使用条件 价位气体电离探测器 1%100s 20%低 低廉闪烁探测器 10%0.01s 10%中 一般半导体探测器 10%0.001s 0.1%高 昂贵,附2,核技术应用中核探测技术采用的主要探测器历程 5080年代 气体电离探测器为主要探测器 半导体与闪烁探测器研制、测试、商品化的快速发展 典型应用 单探测器或补偿与组合探测器 数据获取 计数为主 结果显示器 率表与数码管,8090年代 形成以闪烁探测器为主要探测器态势 精细实验成果用半导体探测器 工业应用仍较大量沿用气体电离探测器 主要探测器的闪烁探测器中,以无机NaI(Tl)闪烁体与有机塑料闪烁体为主 典型应用 单探测器或补偿与组合探测器 位置灵敏的探测器阵列 数据获取 计数 脉冲幅度(能)谱多窗口计数测量;脉冲幅度(能)谱测量;图象显示 结果显示器 液晶数字、脉冲幅度分布谱 图象显示器 计算机大量配用。,谢谢,
