[科普中国]-辐射监测器

辐射监测器，是一种电磁波辐射监测器的结构改进，主要是在壳体内设有电源部、电路板及测杆等构件。在壳体两侧设有滑槽；又在电路板上设有接触弹片，该接触弹片可与活动测杆相触，并使活动侧杆可沿壳体侧端的滑槽而作伸出及收合的动作，则在使用时将活动测杆伸出可得到精准的监测，反之，收合时，则不占用空间。

技术手段剂量率仪一直是在线辐射监测最重要的设备之一，其原理是把核反应时所放射的射线能量沉积下来并转化其他信号。对于不同的射线：α、β、γ、X射线和中子等，各有不同类型的剂量率仪进行探测，并且针对不同的应用，其探测的形式是多种多样的。在这其中，对γ射线的探测有着重要的意义和应用价值。很多核现象都伴有特征γ射线产生，通过对Y射线的能谱分析，即可以获取核现象的重要信息。并且由于空气对γ射线的衰减程度不高，可以在适当的距离进行探测，提供在线测量的手段。

现阶段对于γ辐射的监测仪器有气体探测器、闪烁计数器和半导体探测器等。现有的Y辐射环境监测仪器只具有所测量位置点所接受到的辐射情况，如果想同时得到某个范围内辐射源分布的情况，就必须在区域内布置多个型号相同的监测仪器联合起来进行数据分析才能获取。举个简单而现实的例子，如果在实验室内进行某液体放射源实验时不慎将放射源洒落到地上，清理之后放射性仍超标，为了找到未被清理彻底的地方，就要使用多个探测器同时在不同位置进行监测，或者使用单个探测器在不同位置进行搜寻，这样无疑很耗费时间人力和物力，而且还要受现场情况和探测设备的限制，这样获取的放射源信息是很模糊的，而且人员操作的时间比较长，可能会受到比较大剂量的辐射。

技术指标测量范围:0-999mR/hr.
GM管0.50英寸.2.0-3.0mg/平方厘米的云母窗口.
对Cs-137(660keV)的灵敏度:1095cpm每mR/hr.
对Co-60灵敏度:1095cpm每mR/hr.
屏蔽时的最大本底计数

核辐射核辐射，或通常称之为放射性，存在于所有的物质之中，即包括你喝的水和我呼吸的空气，就是亿万年存在的客观事实，正常现象。因此，我们讨论的是在口常生活中有哪些物质，在一条件下，有偏高或高的放射性，并足以对人造成伤害。

核辐射主要是指α、β、γ三种射线:

α射线是氦核，β射线是电子，这二种射线由于穿透力小，影响距离比较近，只要辐射源不进入体内，影响不会太大。

γ射线的穿透力很强，是一种波长很短的电磁波。电磁波是很常见的辐射，对人体的影响主要由功率(与场强有关)和频率决定。通讯用的无线电波是频率较低的电磁波。以可见光为界，频率低于(波长长于)可见光的电磁波对人体产生的主要是热效应，频率高于可见光的电磁波对人体产生的主要是化学效应。1

应用领域随着我国核技术事业的发展，对辐射监测任务的要求不断提高。首先，我国放射源使用量逐年增加，对放射性管理工作提出了更高的要求。2002统计结果表明，全国有用源单位8300多家，放射源总数63700余枚。已经废弃的废源约有2.5万枚。

核反应堆也是我国辐射监测任务的重点。核反应堆主要分布在核电站，科研机构，军事设施(核潜艇)中。

一些相关科研单位、国家机关部门也迫切需要完整有效的辐射监测手段，例如拥有高能粒子加速器的科研机构，医疗部门，拥有集装箱监测装置的海关部门，航空航天部门等等。在我国神舟载人航天飞行计划当中，辐射监测起到了重要的作用。

此外，随着国际反恐形势的发展，我们也要考虑针对有可能的核恐怖袭击的环境监测。核恐怖袭击的主要方式是通过放射性分散装置(RDD)，特别是通过常规炸药爆炸的所谓“脏弹”造成环境的广泛放射性污染。

综上所述，现阶段我国放射性物质检测主要的应用领域如下:放射源的贮藏和运输，核废物处理，反恐怖，交通口岸货物放射性检测，环境辐射污染监测，核电站及反应堆检测，放射性实验室及医疗部门检测。2

主要产品（1）A Portable Gamma Camera3

美国密西根大学核工系的研究者们在1995年开发了这个便携式伽马相机。

该系统主要应用于核相关的工业系统，目的是探测高能量，高强度，远场的伽马射线，要求系统有比较大的视野，但对成像的分辨率要求不高。该系统探测器部分由一个PSPMT(Hamamatsu R-2487-O5）耦合在NaI ( Tl)晶体构成，准直器部分采用的是分割准直器(segmented collimator，或者叫多孔准直器，。该系统可以探测的能量高达2MeV，能量分辨率可达17%（122keV），角度分辨率可达6度（412keV）。

（2）CARTOGAM4

CARTOGAM探测系统由法国的CEA公司在2000年左右开发完成，外观如图所示。该系统探测器部分结构十分紧凑，为圆筒状。外径为8cm，长度为40cm，重约15kg。外壳材料为钨，准直器为针孔型。探测器还配有一个小型的摄像头以进行光学成像。

CARTOGAM探测器成像原理如图1.4所示，所成像设备为CCD感光阵列。前端的Y射线通过闪烁晶体(NaI: T1，晶体厚度为2或者4mm)转变为可见光子，通过2个光导结构传递到后面的CCD阵列上;其中两个光导之间有一个光子增强的装置。注意到闪烁晶体本身也是透明的，所以该探头对可见光也敏感，这样可以很方便的进行探测器的位置校准。该探测器成像的像素为768 X 572，探测能量范围为SOkeV-2MeV。该探测器的探测效率在662keV时为12.6%，在1.25MeV时为8.6%。

为了提高该探测器的探测效率，开发者使用编码板代替了针孔型准直器。编码板采用一种六角形均匀冗余阵(HURA)的结构，使开孔率接近50%，角度分辨率达2~3度，成像视野约为30度。

（3）GammaCamTM5

GammaCam由EDO公司进行开发和销售。目的是用于在近距离(几英尺到几百英尺范围内)对环境进行二维伽马射线的探测。从结构上来看，GammaCam使用了编码板作为准直器，后端使用闪烁晶体，光放大器和CCD阵列进行成像。该探测器的灵敏范围为0.1-2.0MeV。但是，由于使用CCD成像，该探测器也不具有能谱分辩能力。

（4）RadScan

RadScan由英国核燃料有限公司British Nuclear Fuels Ltd. (BNFL)与Bil公司开发。目的同样用于环境监测的二维伽马射线成像。

RadScan探测器的准直器采用针孔准直器，后端的探测器为闪烁晶体和小型光电倍增管阵列的结构。由于采用了光电倍增管进行光子获取，所以该探测器具有能谱分辩能力。能窗成像分辩能力为256道，其空间分辨率在源距系统2m远时可达10cm;其能量范围为30keV~1.5MeV;其能量分辨率可达10%（）662keV）;其视野以10m的距离为例，为直径为70cm的圆。

（5）RadCam2000

RadCam2000由美国辐射监测设备有限公司(RMD)制造。其伽玛成像能量范围为30keV到1.5MeV。该探测器的准直器可以选择使用钨制编码板或者针孔准直器。其后端由闪烁晶体CsI(Na)和位置灵敏光电倍增管组成，具有二维位置和能谱分辩能力，成像视野可达20度。