关于日常生活核辐射检测装置设计采用传感器的思考

邹海锋　周燕　李宇翔　韩杰　麦永树

摘要：核辐射人们很难直接感知，所以不得不借助一些核辐射探测器来对辐射的强度等进行计量。本文对几种市场上常见的核辐射探测传感器进行了介绍和比较，对研究核辐射装置具有一定参考价值。

关键词：核辐射辐射探测器传感器类型

前言

无论是2011年的日本核电站发生的泄漏事故还是2016年初的朝鲜核试验都使人们深刻的意识到核辐射对人们身体健康的重要性。而核辐射又是是以射线的形式存在，没有相应的核辐射检测设备很难对其进行量化计算，了解周围环境的核辐射情况。因此我们有必要选择一种适合在日常生活中进行大致核辐射剂量检测的传感帮助我们了解身边环境的核辐射情况。

本文列举了一些常见的核辐射检测传感器，按照其工作介质的不同进行了原理介绍并最后进行比较选择较适合推广的辐射探测器。

1.气体探测器

气体探测器，顾名思义，其工作介质便是将气体。当射线射人探测器内部的气体时，便会发生电离效应，其产生的电子离子在探测器的电场中运动便会形成相应的脉冲信号，测量出输出脉冲信号即可对环境的核辐射剂量进行量化计算。

按照探测器内部产生输出信号的方式差别，气体探测器也有很多种类，比如电离室、盖革 米勒（G-M）计数管和正比计数器等。

2.闪烁探测器

闪烁探测器是一种依据电离辐射在一些特定物质中产生闪烁光子的原理来进行辐射计量的探测器。其种类主要依据闪烁体的材料來进行划分，包括无机和有机两大类的闪烁体探测器。一般闪烁探测器的结构主要由闪烁体，光电转换器件以及相应的电子学系统三大部分组成。

一般情况下，闪烁体内产生的闪烁光子数目与射线在闪烁体中损耗的能量成正比关系，所以，当入射粒子的能量全部在闪烁体中损耗时，想要知道入射粒子的能量只需测量输出头输出信号的大小即可。

3.半导体探测器

半导体探测器是使用半导体材料作为工作介质的辐射检测器。在工作方式上其与气体探测器类似，也是根据射线在介质内发生电离效应产生电子 空穴的，在电场作用下运动形成输出信号。

其发展、完善是与半导体材料的发展密切相关。随着半导体新材料和新工艺的发展，半导体探测器在α、β、Y及中子的能谱测量方面起着越来越大的作用半导体辐射探测器作用的领域也越来越广泛。与闪烁探测器一样，半导体探测器也是一种固体介质探测器，其介质密度远高于气体，对高能电子，特别是伽马射线具有高探测效率。比如以高纯锗为半导体材料的探测器不仅对伽马射线有着高检测效率，同时，还具有很高的能量分辨率，这对伽马能谱的测量和分析有很大帮助作用。

4.比较分析选择

对上述市场上比较常见的探测器综合特性进行比较分析如表1。

不同的辐射探测器均有各自的优点与缺点但在日常生活的检测中，G-M计数管具有较高的探测灵敏度、制备相对比较容易、体积也较小、成本低廉、使用方便、输出的脉冲信号明显、后续的信号采集电路设计相对容易、对多种射线均有探测效果等特点。因此相比其它类型探测器，G-M计数管在日常生活的核辐射的大致检测中具有较高的性价比。

5.结语

在人们生活日益美好的今天，我们有必要了解我们身边的核辐射环境，并及时对身边的高放射性环境进行处理，预防核辐射摄入过量对身体带来的损害，针对普通群众，选择高性价比的G-M计数管较为合适。

参考文献

[1]吕骏.基于以太网的环境核辐射监测系统的研究[D].东华理工大学，2016..