摘要：由于放射性危害巨大，且一般情况下必须借助专门仪器方可感知，因此检验检疫人员必须对放射性检测仪器有所了解。本文对放射性检测仪器的主要探测器种类及其原理进行了说明，详细介绍了口岸和实验室常用的各种放射性仪器，并对其应用进行了分析，提出了指导性的应用意见。
关键词：放射性检测仪器；原理；应用分析
由于放射性物质的特殊性，使得放射性检测仪器成为放射性检验工作的基础。本文对放射性仪器的种类、应用进行了讨论，提出了全面布置、正确设置、规范使用、有效维护的使用原则。
一、放射性探测器的类型和原理
放射性是指自发地改变核结构转变成另一种核，并在核转变过程中放射出各种射线的特性。这些射线都属于电离辐射范围，是引起放射性危害的根源，同时我们也可利用这些电离辐射的不同对放射性物质进行测量。放射性探测器的定义：利用放射性辐射在气体、液体或固体中引起的电离、激发效应及或其它物理、化学变化进行辐射探测的器件称为放射性探测器。放射性辐射探测的基本过程：辐射粒子射入探测器的灵敏体积；入射粒子通过电离、激发等效应而在探测器中沉积能量；探测器通过各种机制将沉积能量转换成某种形式的输出信号。探测器按其探测介质类型及作用机制主要分为气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器3种。
1.气体探测器。（1）原理。气体探测器以气体为工作介质，由入射粒子在其中产生的电离效应引起输出信号的探测器。（2）特点。气体探测器的突出优点：探测器灵敏，体积大小和形状几乎不受限制，没有核辐射损伤或极易恢复以及运行经济可靠等。（3）包括种类。气体探测器通常包括3类处于不同工作状态的探测器：电离室、正比室和G-M管。它们的共同特点是通过收集射线穿过工作气体时产生的电子-正离子对来获得核辐射的信息。G-M计数管一种使用非常广泛，其突出特点是制造简单、价格便宜、使用方便；其缺点为死时间长、仅能用于计数。现在的中子检测器采用的是正比计数器，所用材料以前是BF3，现一般为3 He。
2.闪烁探测器。（1）原理。闪烁探测器是利用辐射在某些物质中产生的闪光来探测电离辐射的探测器。（2）组成。闪烁探测器的典型组成：闪烁体、光导、光电倍增管、管座及分压器、前置放大器、磁屏蔽及暗盒等。（3）工作过程。
①辐射射入闪烁体使闪烁体原子、分子电离或激发，受激原子退激而发出波长在可见光的荧光；②荧光光子被收集到光电倍增管（PMT）的光阴极，通过光电效应打出光电子；③电子倍增，并在阳极输出回路输出信号。
3.半导体探测器。半导体探测器给辐射探测器的发展，尤其对带电粒子能谱学和γ射线谱学带来重大飞跃。（1）原理。带电粒子在半导体探测器的灵敏体积内产生电子-空穴对，电子-空穴对在外电场的作用下迁移而输出信号。其探测原理和气体电离室类似，有时也称为固体电离室。（2）特点。线性响应好、能量分辨率最佳；γ射线探测效率较高，可与闪烁探测器相比。半导体探测器广泛地应用在各类射线的检测仪器上，特别是在γ能谱测量领域，有着不可替代的作用。
二、放射性检测仪器的使用原则
根据放射性安全特性、放射性测量的特点和近年来的工作经验，本文以射性仪器设备的使用原则。
1.口岸放射性检测设备在检测前需要进行一些参数的设置，如积分时间、报警值等，这些设置对结果以及是否进行特殊处理起着至关重要的作用。所以仪器必须设置正确，并符合相关的法规、规章、标准的要求。仪器设置应由具备仪器使用资质的人完成，设置后经过管理人员确认，非经允许不得修改。
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2.规范使用。“规范使用”强调的是在仪器设备日常使用中，应严格按照使用规范要求对仪器设备进行操作，以保证结果的准确性。规范使用涉及内容较多，主要是两个方面：一是操作规程的编写，需要有资质人员编写放射性仪器的操作程序，并经批准使用；二是操作人员的培训，保证使用人员了解仪器基本性能和常规使用过程。
3.有效维护。（1）日常维护。应定期检查仪器状态，包括充电、清洁、使用记录、故障发现等，保证仪器设备的正常使用。（2）按期计量检定。计量检定对仪器非常重要，是保证仪器结果法律溯源的途径，也是仪器使用的法定要求。仪器使用部门应按照计量要求在期限内让具备计量检定资质的单位来对仪器进行计量检定，并保证计量检定后的校正值用于实际测量。（3）期间核查。期间核查是指为保持对设备校准状态的可信度，在两次计量检定之间进行的核查。放射性仪器设备在两次检定之间（通常是一年或更长），并不能保证仪器状态保持不变，通过定期的期间核查可以保证仪器设备一直处于稳定工作状态，保证检测数据的准确可靠。
三、放射性检测仪器的应用分析
不同的仪器有不同的特点，也决定了它们有不同的应用。下面针对其应用的场地进行详细说明。
1.实验室配置的放射性检测仪器及其应用。实验室配置的放射性检测仪器通常用于样品中核素或放射性总量的准确定量，应该配置的仪器有高纯锗γ能谱仪和低本底α、β测量仪。（1）高纯锗γ能谱仪能准确测量样品的γ放射性核素的比活度，可以完成的检验任务有：矿石、建材中放射性核素的检测，废物中γ放射性核素的检测，食品中人工放射性核素的检测等。（2）低本底α、β测量仪能准确测量样品中总α、总β的比活度，可以完成的检验任务主要是食品、水样的总α、总β的比活度的测量。另外实验室也应配备剂量率和剂量仪，用来监测来样的γ剂量率和实验人员的受照剂量，以保护实验室人员的健康。
2.口岸配置的放射性检测仪器及其应用。口岸的情况比较复杂，需要的仪器设备也比较多，详述如下。（1）个人防护产品。个人防护产品包括个人剂量计和防辐射产品（如防辐射服、口罩、眼镜等）。由于口岸遇到的商品种类繁多，虽然一般而言商品中的放射性通常比较低，但如果遇到高放射性，有可能会对检验员带来伤害。因此，口岸应根据情况配备个人剂量计和防辐射产品，以避免检验员可能遭受的高剂量率辐射和长期的高辐射剂量。（2）α、β表面污染监测仪。该仪器为便携式，主要用于废物表面的α、β活度的测量或者用于物体表面是否有放射性污染的判定。（3）便携式辐射测量仪。该仪器主要的应用是测量γ剂量率，也可以测量剂量。有些仪器有测量γ谱的功能，可以在现场测量样品的γ谱来估计样品中放射性核素的种类，还可以通过加装探头来测量中子计数。该类仪器适用范围广，使用率高，适合各种样品。主要应用在现场测量口岸样品的γ剂量率，通过对样品的γ剂量率的准确测量，来判断样品是否合格或者是否通过筛选。该仪器也可以作为口岸待检商品放射性危害程度和突发应对级别的评估。建议同一口岸购买仪器时，有1～2个仪器增配中子计数功能，使该口岸机构同时具体中子的检测能力。（3）通道式辐射检测仪。通道式辐射检测仪主要是用来检测运动中的物体的γ放射性，但国外在通道式仪器上多配置中子检测器，可同时检测中子剂量。通道式辐射检测仪可以应用在不同的检测场合，通常可以对车辆、行人、货包和快件进行检测。通道式放射性检测仪检测时只需被测货物或人低于一定速度通过探测器即可，非常符合现代物流的要求，而且通道式仪器的探测元件面积大，较之便携式仪器来说，更为敏感，定性能力更强。但是由于其探测元件为固定式，无法贴近货物进行检测，再加上集装箱的屏蔽等因素，其检测结果的精确性相对较差，适合用于对入境集装箱的监控和初步筛选放射性测量仪器是口岸入境放射性安全的基础，仪器使用人员必须对仪器的类型、原理和选配有所了解，才能在检验工作中做到物尽其用，保障口岸的入境放射性安全。
参考文献：
[1]康涛.放射性检测仪器原理及应用研究.2015
[1]毛微.口岸放射性检测仪器的使用.2015
论文作者:滕立才1,王冠洋2,佟向辉3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/1
标签：放射性论文; 探测器论文; 仪器论文; 剂量论文; 口岸论文; 测量论文; 电离论文; 《基层建设》2019年第9期论文;