为什么固体探测器比气体探测器效率高

Question

如题所述

Answer 1

由于放射源自然随机衰变的规律，射线仪表是一种基于统计概率的测量仪表。工艺要求的精度越高，时间响应越小，探测器需要测得更多的有效计数率。对于满足同一工艺要求的射线仪表，探测器的计数率应相同，但需考虑射线对人体的伤害。各国都有放射性物质的管理标准，且不能超过国标规定。因此，制造商需根据用户要求和设备尺寸配置测量系统。实际上，这涉及到计算射线穿过设备壁、保温层等物质后探测器接收到的计数率大小，同时考虑安全问题。
为了安全并降低成本，射线路径应尽可能简单，即穿过路径的物体应尽可能少。例如，应避开轴、接头、网、篦子等。对于壁很厚的容器，应在制作时设计好插入设备的内套管，以便将放射源插入套管，从而减少穿过设备壁的层数，使用的放射源剂量也就小很多。计数率的大小取决于放射源的种类、强度和探测器的灵敏度。灵敏度越高的探测器所需的放射源强度越小，安全性越好。虽然高灵敏度的探测器成本较高，但考虑到未来废源回收费用可能随着环保要求提高而增加，选择高灵敏度探测器是明智的。
射线的活度单位是Bq贝克(mCi毫居里)，表示每秒钟有一个原子核衰变。半衰期是放射源活度衰减到一半所需的时间，但这并不等同于仪表的寿命。放射源的更换取决于探测器接收到的计数率是否已低于设计的下限。放射源的使用寿命：钴-60约为10年，铯-137约为15-20年，也可根据用户要求配置。半减层是射线穿过特定物质时强度减少一半的厚度。根据这些特性，选择放射源的基本原则是：壁厚大的容器应选择高能量射线，因其穿透能力强，用量较少，这与选择低能量但剂量大的射线效果相似，甚至更好。
固体探测器效率高于气体探测器的原因是固体探测器所需的放射源强度大约仅为气体探测器的十分之一。然而，固体探测器的成本较高，价格昂贵。固体探测器的闪烁体有大小、材质的不同，光电转换器件、屏蔽及控制线路也有所区别。