[科普中国]-放射性电离检测器

放射性电离检测器利用在电离室中放射源辐射特定射线的作用下，使被测物质通过电离室时产生离子流的变化而制成的检测器。

简介放射性危害因涉及面广、隐蔽性强、杀伤力高、危害性大且难以进行销毁处理，受到各国的政府高度重视和公众媒体的高度关注。由于放射性物质具有上述特性，一旦通过物流进入国内，很可能会危害到国民生命健康和造成环境污染，并引起很严重的社会恐慌。因此，必须在口岸上进行放射性检测，以保证在国门的第一道防线上就检测出非法入境的放射性物质和放射性不合格商品。

放射性物质对于人类和环境的危害主要来自于其电离辐射。只有非常高剂量的电离辐射才会给人带来明显的急性症状，所以人们必须借助于探测器来探测各种放射性辐射，给出放射性的类型、强度、能量及时间等特性。必须依靠仪器测量是口岸现场放射性安全控制的一个很重要的特征，也是和其它口岸现场安全检验最大的不同之处，这样我们必须对放射性检测仪器的类型和原理有一个基本的了解。1

常见电离辐射探测器1、个人辐射检测仪（Personalradiationdetector，PRD）

该仪器体积小巧，用于佩带在人体躯干上用来测定佩带者所受X和γ辐射外照射个人剂量当量和个人剂量当量率，主要用途是用于放射性工作人员的个人防护。它可以探测佩带位置当时的剂量当量率，也可以探测所设定的一段时间内的剂量当量，并能设置报警值以声、光或振动进行报警。测量能量范围为50keV到1.5MeV。

2、携带式X、γ辐射剂量率仪（Hand-heldgam-masearchdetector，GSD）

这种仪器可由电池供电，重量轻，可携带测量，是口岸最常用的X和γ辐射测量仪器。该仪器包括一个或几个X和γ辐射探测器，测量能量范围为50keV到3MeV，响应时间不超过8s；通常设有报警功能，可以作为监测仪使用；测量辐射剂量率的灵敏度、准确度都比PRD高很多，其测量的剂量率值可以作为原始结果来判断被测物的放射性水平。有些仪器可以通过改换探头来测量α、β表面污染或中子辐射。

3、携带式能谱仪（Handheldradionuclideidentifi-cationdevice，RID）

这种仪器外形和GSD基本一致，区别是在GSD上加装了能谱的测量功能，通常采用NaI（Tl）闪烁体作为探头材料。NaI（Tl）材料的探测效率高，可以做能量响应，可测能谱，但能量分辨率低，所以RID可以在现场做大致的核素定性。

4、通道式X和γ辐射监测仪（Fixedradiationportalmonitor，RPM）

通道式X和γ辐射计量率仪主要用来探测车辆、人员、行李和邮件的放射性，有时也称为门式或固定式放射性监测系统。和携带式相比，固定式X和γ辐射计量率仪一般采用塑料闪烁体做探测部件，可以做得比较大，所以探测灵敏度更高。探测能量范围应在50keV到7MeV之间，至少应达到80keV ～ 1.5MeV，通常可设置报警预值以配合自动监测工作。有些配有中子探测器，可对中子进行监测。

5、α、β表面污染监测仪（Alpha/betasurfacecon-taminationmonitors）

α、β表面污染监测仪主要用于测量现场的货物表面有无放射性物质以及强度。由于α射线的射程短，所以测量时必须紧挨被测物体表面，但同时又不能使探头碰到被测物体表面，以防止探头表面受到损坏和污染。β射线的射程稍远，但监测仪和被测物体也不能太远，具体距离应和仪器刻度时的距离相等。

6、中子检测仪（Handheldneutronsearchdetec-tors，NSDs）

中子检测仪是测量现场中子计数或剂量的便携式或佩带式仪器。由于中子不带电，不能直接测量，一般是通过中子和物质进行核反应或弹性碰撞来检测中子，常用的检测器是充有3He和BF3的气体正比计数管。由于中子辐射出现的情况很少，所以中子检测仪一般并不单独购置，而是作为其它仪器的附加功能来配置。

7、高纯锗γ能谱仪（Gammaspectrometers）

γ能谱仪是通过测量分析γ能谱来对被测物所含的放射性核素和含量。通常所说的γ能谱仪是指实验室内的大型谱仪，探头材料为半导体材料，现在采用高纯锗材料，能量分辨力极好，测量时需要用液氮或电制冷。测量时一般放置在铅室中，能对样品中很低含量的放射性核素进行准确地定性和定量。

8、低本底α、β测量仪（Low background alphaand/orbetameasuringinstruments）

低本底α、β测量仪和α、β表面污染监测仪不同，它是用来准确测量样品中总α、总β比活度的仪器，通常用于实验室的检验。样品在测量前需要制样过程，以满足仪器测量的需要。除了食品、水样，通常在进出口商品放射性检验应用不多。

9、其他仪器

还有其他一些仪器设备，也可能会在实际工作中使用。比如车载式辐射检测仪，它的探测方式和通道式的一致，但其探测器安装在车辆上，可移动探测。将光学成像和γ剂量率分布梯度图像进行叠加的γ相机，可以以照片的形式，非常清晰直观的显示观测地区放射源（热点）所在的位置。还有将探测器安装在抓斗或龙门吊上的装置，可以在抓取和吊装货物的时候直接对货物进行放射性测量。1

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。

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。

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。

4、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。

综上所述，便携式仪器由于剂量率定量准确，比较适合石材、矿产品等放射性分布较为均匀商品的定量分析，也可以对已知放射性异常的集装箱进行寻源，但由于不够灵敏，无法适应大量废品（或入境集装箱）中大海捞针式的现场放射性监测。而通道式仪器更为灵敏，对物流影响小，更适合用于初步筛选放射性异常的货物。此外，也有专门为行人、货包和快件设计的不同类型通道式辐射检测仪，在机场、出入境车站等设置该仪器，可以对行人、货包和快件的放射性进行检测。

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。1

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学