現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用

《現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用》—對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)與測(cè)量

姓名：xx

學(xué)號(hào)：xxxx

學(xué)院：xxxxx

201x年xx月xx日

對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)一

對(duì)輻射的測(cè)量二

核輻射探測(cè)器的發(fā)展方向三匯報(bào)目錄CONTENTS

結(jié)論四一、對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)

什么是輻射？我們經(jīng)常再說(shuō)測(cè)量輻射，要測(cè)量輻射，首先我們就要了解輻射的本質(zhì)是什么？輻射這個(gè)名字似乎是伴隨著現(xiàn)代工業(yè)而來(lái)，核輻射的威力你一定有所耳聞，不過(guò)好在我們?cè)谏钪袔缀醪粫?huì)碰到它。但是大家肯定也聽說(shuō)過(guò)我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔X、手機(jī)、冰箱、吹風(fēng)機(jī)等當(dāng)?shù)纫幌盗猩铍娖饕矔?huì)產(chǎn)生輻射。那么生活中我們遇到的這種輻射跟核輻射是同一種輻射嗎？要回答這個(gè)問(wèn)題我們就需要了解輻射的本質(zhì)一、對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)

輻射的本質(zhì)？在這個(gè)世界上，無(wú)論什么物體，只要它的溫度高于絕對(duì)零度，也就是-273.15攝氏度，他就會(huì)不斷地以波的方式把能量輻射出來(lái)，所以我們生存在一個(gè)充滿輻射的世界，甚至我們自身都可以產(chǎn)生輻射。一、對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)輻射是能量以電磁波或粒子（如α粒子、β粒子等）的形式向外擴(kuò)散。電離輻射非電離輻射輻射的本質(zhì)？電離輻射主要有四種：α、β及γ射線、X射線，其波長(zhǎng)逐步變長(zhǎng)，穿透能力也依次增強(qiáng)一、對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)電離輻射α、β及γ射線、X射線一、對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)電離輻射非電離輻射的頻率較低，常見的電器輻射頻率都集中在微波段，不足以破壞生物分子的化學(xué)鍵。一、對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)非電離輻射

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結(jié)論四

對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)一

對(duì)輻射的測(cè)量二輻射探測(cè)器是基于粒子與物質(zhì)相互作用的原理，用以對(duì)核輻射和粒子的微觀現(xiàn)象進(jìn)行觀察和研究的傳感器件、裝置或材料。二、對(duì)輻射的測(cè)量輻射探測(cè)器按給出信息的方式，主要分為兩類：非核電子學(xué)探測(cè)器電探測(cè)器二、對(duì)輻射的測(cè)量非核電子學(xué)探測(cè)器

粒子入射到探測(cè)器后，經(jīng)過(guò)一定的處置才給出為人們感官所能接受的信息。例如，各種粒子徑跡探測(cè)器，一般經(jīng)過(guò)照相、顯影或化學(xué)腐蝕等過(guò)程。還有熱釋光探測(cè)器、光致發(fā)光探測(cè)器，則經(jīng)過(guò)熱或光激發(fā)才能給出與被照射量有關(guān)的光輸出。二、對(duì)輻射的測(cè)量電探測(cè)器

這一類探測(cè)器接收到入射粒子后，立即給出相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)電子線路放大、處理，就可以進(jìn)行記錄和分析，被稱之為電探測(cè)器。電探測(cè)器是應(yīng)用最廣泛的輻射探測(cè)器。這一類探測(cè)器的問(wèn)世，導(dǎo)致了核電子學(xué)這一新的分支學(xué)科的出現(xiàn)和發(fā)展。二、對(duì)輻射的測(cè)量常用的輻射探測(cè)器按探測(cè)介質(zhì)類型及作用機(jī)制主要分為以下三種：氣體探測(cè)器閃爍探測(cè)器半導(dǎo)體探測(cè)器二、對(duì)輻射的測(cè)量氣體探測(cè)器

氣體探測(cè)器是以氣體為工作介質(zhì)，由入射粒子在其中產(chǎn)生的電離效應(yīng)引起輸出電信號(hào)的探測(cè)器。由于產(chǎn)生信號(hào)的工作機(jī)制不同，氣體電離探測(cè)器主要有電離室、正比計(jì)數(shù)器、G-M計(jì)數(shù)器等類型。它們均有各自的特點(diǎn)以及相應(yīng)的適用領(lǐng)域。核輻射引起氣體的電離：入射帶電粒子通過(guò)氣體介質(zhì)時(shí)，使氣體分子、原子電離和激發(fā)，并在通過(guò)的路徑周圍生成大量離子對(duì)。氣體探測(cè)器的工作介質(zhì)為氣體，工作氣體充滿電離室內(nèi)部空間；需要保證氣體的成分和壓力，所以一般電離室均需要一個(gè)密封外殼將電極系統(tǒng)包起來(lái)。工作氣體有確定的組成，一般為氬氣(Ar)

加少量多原子分子氣體CH4。氣體電離探測(cè)器主要有電離室、正比計(jì)數(shù)器、G-M計(jì)數(shù)器等類型[1]。二、對(duì)輻射的測(cè)量閃爍探測(cè)器利用輻射在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光，產(chǎn)生熒光光子來(lái)探測(cè)電離輻射的探測(cè)器。閃爍探測(cè)器可用來(lái)測(cè)量入射粒子的能量。閃爍探測(cè)器的工作過(guò)程：輻射射入閃爍體使閃爍體原子電離或激發(fā)，受激原子退激而發(fā)出波長(zhǎng)在可見光波段的熒光；熒光光子被收集到光電倍增管(PMT)的光陰極，通過(guò)光電效應(yīng)打出光電子；電子運(yùn)動(dòng)并倍增，并在陽(yáng)極輸出回路輸出信號(hào)。閃爍體分為無(wú)機(jī)閃爍體、有機(jī)閃爍體、氣體閃爍體等[2]。二、對(duì)輻射的測(cè)量半導(dǎo)體探測(cè)器半導(dǎo)體探測(cè)器的基本原理是帶電粒子在半導(dǎo)體探測(cè)器的靈敏體積內(nèi)產(chǎn)生電子－空穴對(duì)，電子－空穴對(duì)在外電場(chǎng)的作用下漂移而輸出信號(hào)。我們把氣體探測(cè)器中的電子－離子對(duì)、閃爍探測(cè)器中被PMT第一打拿極收集的電子及半導(dǎo)體探測(cè)器中的電子－空穴對(duì)統(tǒng)稱為探測(cè)器的信息載流子。產(chǎn)生每個(gè)信息載流子的平均能量分別為30eV(氣體探測(cè)器)，300eV(閃爍探測(cè)器)和3eV(半導(dǎo)體探測(cè)器)。半導(dǎo)體探測(cè)器的特點(diǎn)：能量分辨率最佳；射線探測(cè)效率較高，可與閃爍探測(cè)器相比。常用半導(dǎo)體探測(cè)器有：P-N結(jié)型半導(dǎo)體探測(cè)器、鋰漂移型半導(dǎo)體探測(cè)器；高純鍺半導(dǎo)體探測(cè)器。二、對(duì)輻射的測(cè)量匯報(bào)目錄CONTENTS

結(jié)論四

對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)一

核輻射探測(cè)器的發(fā)展方向三

對(duì)輻射的測(cè)量二三、輻射探測(cè)器發(fā)展方向（一）向高靈敏度、高分辨率方向發(fā)展國(guó)外寬量程γ輻射探測(cè)技術(shù)已發(fā)展的很成熟，并已裝備部隊(duì)。如芬蘭研制出高靈敏電荷直接貯存型核輻射探測(cè)器，它探測(cè)的γ射線的輸出信號(hào)比一般半導(dǎo)體探測(cè)器高1000倍。美軍研制出了寬量程（109）、高準(zhǔn)確度、小型化和高可靠（MTBF達(dá)4000小時(shí)）、平戰(zhàn)結(jié)合，可從測(cè)量環(huán)境本底γ輻射到核事故、核爆炸水平的探測(cè)器。三、輻射探測(cè)器的發(fā)展方向（二）多種傳感器結(jié)合在一起發(fā)展在一個(gè)探測(cè)裝置內(nèi)并入多種現(xiàn)有技術(shù)，從而拓寬量程，增加功能，性能穩(wěn)定可靠。如將傳統(tǒng)的G-M技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合，如加拿大SAIC開發(fā)公司生產(chǎn)的GR-135型輻射探測(cè)器就是一種G-M技術(shù)結(jié)合了其他多探測(cè)器技術(shù)的輻射探測(cè)裝置。美國(guó)Canberra公司的InSpector1000多功能數(shù)字化γ譜儀，是將NaI（TL）或LaBr（Ce）閃爍探測(cè)器與G-M技術(shù)管相結(jié)合的儀器，既實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)劑量與劑量率測(cè)量，又能快速判別核輻射種類，實(shí)現(xiàn)定量測(cè)量分析。三、輻射探測(cè)器的發(fā)展方向（三）信號(hào)處理和顯示技術(shù)的發(fā)展電子科學(xué)的進(jìn)步已經(jīng)能夠在一個(gè)探測(cè)裝置內(nèi)并入多種現(xiàn)有技術(shù)。能夠精確控制探測(cè)器件的高壓，減少死時(shí)間的影響，使得先進(jìn)的算法得以實(shí)現(xiàn)。拓寬了探測(cè)器的測(cè)量范圍，延長(zhǎng)了探測(cè)器件的使用壽命等。探測(cè)器智能化，高壓電源、前置放大器、放大器、信號(hào)甄別器和信號(hào)處理器、與主機(jī)的通訊、接口關(guān)系及與控制這些部件相關(guān)聯(lián)的功能包括關(guān)鍵參數(shù)的控制和存儲(chǔ)、設(shè)置、刻度和警報(bào)設(shè)置等都集成于智能化探測(cè)器中。電纜對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有任何影響，開機(jī)狀態(tài)，探測(cè)器與主機(jī)之間可隨意插接或斷開。三、輻射探測(cè)器的發(fā)展方向（四）快速判別核輻射種類的裝備的發(fā)展在核輻射爆炸裝置爆炸之前就能將其發(fā)現(xiàn)的更有效、更靈敏的探測(cè)器，及一旦發(fā)生爆炸則能快速判別核輻射種類的裝備。舊的輻射探測(cè)器適用于探測(cè)核爆炸條件下的高核輻射，現(xiàn)在要求的是用于應(yīng)對(duì)核恐怖主義襲擊或高危險(xiǎn)區(qū)維和行動(dòng)的探測(cè)裝置。1986年的切爾諾貝利事件和2011年的日本福島核電站核泄漏事故都表明要特別對(duì)低輻射進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和及時(shí)報(bào)警。三、輻射探測(cè)器的發(fā)展方向（五）新型探測(cè)器件的應(yīng)用HPGE高純鍺譜儀由于電制冷技術(shù)的發(fā)展，HPGE高純鍺譜儀不僅在實(shí)驗(yàn)室得到廣泛應(yīng)用，也已成功使用于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量工作。LaBr（Ce）探測(cè)器已可加工為381mm×381mm，508mm×508mm，762mm×762mm等不同尺寸，較好地解決了抗沖擊振動(dòng)等問(wèn)題，能量分辨率為2.8%到3%。工程應(yīng)用中性能穩(wěn)定可靠。小型CZT譜儀已得到應(yīng)用，美國(guó)的布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（BNL）正在研究改進(jìn)CZT晶體的生長(zhǎng)工藝，希望生產(chǎn)出高性能的探測(cè)器.

對(duì)輻射的認(rèn)識(shí)一

對(duì)輻射的測(cè)量二結(jié)論四匯報(bào)目錄CONTENTS

核輻射探測(cè)器的發(fā)展方向三核輻射探測(cè)器未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)研究同時(shí)能給出入射粒子位置、能量、時(shí)間等多種信息的組合型探測(cè)器和探測(cè)裝置。充分利用電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成就，提高對(duì)探測(cè)器所提供的信息進(jìn)行分析、處理的精確度，速度和對(duì)信息的利用率。微電子技術(shù)正促進(jìn)微型化探測(cè)器的出現(xiàn)。尋求更理想的探測(cè)介質(zhì)和探測(cè)機(jī)制，研制超導(dǎo)探測(cè)器。四、結(jié)論參考文獻(xiàn)：[1] AHMEDSN.2-Interactionofradiationwithmatter[M].PhysicsandEngineeringofRadiationDetection(SecondEdition).Elsevier.2015:65-155.[2] 汲長(zhǎng)松.閃爍探測(cè)器發(fā)展評(píng)述[M].第7屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（一）.1994.[3] 劉杰,孫鳴.核電廠輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及產(chǎn)品研發(fā)思路[J].中國(guó)核電,2009,02):133-9.[4] CHENX-L,ZHANGY-C,LUW-G,etal.ARadiationDetectionReadoutCircuitwithCurrentFeedbackBaselineHolder[M].Proceedingsof2012IEEE11thInternationalConferenceonSolid-StateandIntegratedCircuitTechnology(ICSICT-2012).2012.[5] DesignofTransmissionSchemeforRadiationDetection&ManagementInformation[M].Abstractsof17thWorldConferenceonNon-DestructiveTesting.2008.[6] 馬宇箭.輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化方向研究[J].核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù),2009,05):1235-40+944.[7] 張玉敏.國(guó)外放射性探測(cè)裝備和技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].艦船防化,2009,01):1-5.[8] MILLERA,MACHRAFIR,MOHANYA.Developmentofasemi-autonomousdirectionalandspectroscopicradiationdetectionmobileplatform[J].RadiationMeasurements,2015,72(0):53-9.[9] PORTNOYD,FISHERB,PHIFERD.Dataandsoftwaretoolsforgammaradiationspectralthreatdetectionandnuclideidentificationalgorithmdevelopmentandevaluation[J].NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchSectionA:Accelerators,Spectrometers,DetectorsandAssociatedEquipment,0):[10] 聶亞杰,杜平,馮東輝.國(guó)外核生化監(jiān)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].艦船科學(xué)技術(shù),2006,02):102-8.[11] NAKAMURAH,SHIRAKAWAY,SATON,et