[科普中國]-放射性電離檢測器

放射性電離檢測器利用在電離室中放射源輻射特定射線的作用下，使被測物質(zhì)通過電離室時產(chǎn)生離子流的變化而制成的檢測器。

簡介放射性危害因涉及面廣、隱蔽性強、殺傷力高、危害性大且難以進行銷毀處理，受到各國的政府高度重視和公眾媒體的高度關(guān)注。由于放射性物質(zhì)具有上述特性，一旦通過物流進入國內(nèi)，很可能會危害到國民生命健康和造成環(huán)境污染，并引起很嚴重的社會恐慌。因此，必須在口岸上進行放射性檢測，以保證在國門的第一道防線上就檢測出非法入境的放射性物質(zhì)和放射性不合格商品。

放射性物質(zhì)對于人類和環(huán)境的危害主要來自于其電離輻射。只有非常高劑量的電離輻射才會給人帶來明顯的急性癥狀，所以人們必須借助于探測器來探測各種放射性輻射，給出放射性的類型、強度、能量及時間等特性。必須依靠儀器測量是口岸現(xiàn)場放射性安全控制的一個很重要的特征，也是和其它口岸現(xiàn)場安全檢驗最大的不同之處，這樣我們必須對放射性檢測儀器的類型和原理有一個基本的了解。1

常見電離輻射探測器1、個人輻射檢測儀（Personalradiationdetector，PRD）

該儀器體積小巧，用于佩帶在人體軀干上用來測定佩帶者所受X和γ輻射外照射個人劑量當量和個人劑量當量率，主要用途是用于放射性工作人員的個人防護。它可以探測佩帶位置當時的劑量當量率，也可以探測所設(shè)定的一段時間內(nèi)的劑量當量，并能設(shè)置報警值以聲、光或振動進行報警。測量能量范圍為50keV到1.5MeV。

2、攜帶式X、γ輻射劑量率儀（Hand-heldgam-masearchdetector，GSD）

這種儀器可由電池供電，重量輕，可攜帶測量，是口岸最常用的X和γ輻射測量儀器。該儀器包括一個或幾個X和γ輻射探測器，測量能量范圍為50keV到3MeV，響應時間不超過8s；通常設(shè)有報警功能，可以作為監(jiān)測儀使用；測量輻射劑量率的靈敏度、準確度都比PRD高很多，其測量的劑量率值可以作為原始結(jié)果來判斷被測物的放射性水平。有些儀器可以通過改換探頭來測量α、β表面污染或中子輻射。

3、攜帶式能譜儀（Handheldradionuclideidentifi-cationdevice，RID）

這種儀器外形和GSD基本一致，區(qū)別是在GSD上加裝了能譜的測量功能，通常采用NaI（Tl）閃爍體作為探頭材料。NaI（Tl）材料的探測效率高，可以做能量響應，可測能譜，但能量分辨率低，所以RID可以在現(xiàn)場做大致的核素定性。

4、通道式X和γ輻射監(jiān)測儀（Fixedradiationportalmonitor，RPM）

通道式X和γ輻射計量率儀主要用來探測車輛、人員、行李和郵件的放射性，有時也稱為門式或固定式放射性監(jiān)測系統(tǒng)。和攜帶式相比，固定式X和γ輻射計量率儀一般采用塑料閃爍體做探測部件，可以做得比較大，所以探測靈敏度更高。探測能量范圍應在50keV到7MeV之間，至少應達到80keV ～ 1.5MeV，通?？稍O(shè)置報警預值以配合自動監(jiān)測工作。有些配有中子探測器，可對中子進行監(jiān)測。

5、α、β表面污染監(jiān)測儀（Alpha/betasurfacecon-taminationmonitors）

α、β表面污染監(jiān)測儀主要用于測量現(xiàn)場的貨物表面有無放射性物質(zhì)以及強度。由于α射線的射程短，所以測量時必須緊挨被測物體表面，但同時又不能使探頭碰到被測物體表面，以防止探頭表面受到損壞和污染。β射線的射程稍遠，但監(jiān)測儀和被測物體也不能太遠，具體距離應和儀器刻度時的距離相等。

6、中子檢測儀（Handheldneutronsearchdetec-tors，NSDs）

中子檢測儀是測量現(xiàn)場中子計數(shù)或劑量的便攜式或佩帶式儀器。由于中子不帶電，不能直接測量，一般是通過中子和物質(zhì)進行核反應或彈性碰撞來檢測中子，常用的檢測器是充有3He和BF3的氣體正比計數(shù)管。由于中子輻射出現(xiàn)的情況很少，所以中子檢測儀一般并不單獨購置，而是作為其它儀器的附加功能來配置。

7、高純鍺γ能譜儀（Gammaspectrometers）

γ能譜儀是通過測量分析γ能譜來對被測物所含的放射性核素和含量。通常所說的γ能譜儀是指實驗室內(nèi)的大型譜儀，探頭材料為半導體材料，現(xiàn)在采用高純鍺材料，能量分辨力極好，測量時需要用液氮或電制冷。測量時一般放置在鉛室中，能對樣品中很低含量的放射性核素進行準確地定性和定量。

8、低本底α、β測量儀（Low background alphaand/orbetameasuringinstruments）

低本底α、β測量儀和α、β表面污染監(jiān)測儀不同，它是用來準確測量樣品中總α、總β比活度的儀器，通常用于實驗室的檢驗。樣品在測量前需要制樣過程，以滿足儀器測量的需要。除了食品、水樣，通常在進出口商品放射性檢驗應用不多。

9、其他儀器

還有其他一些儀器設(shè)備，也可能會在實際工作中使用。比如車載式輻射檢測儀，它的探測方式和通道式的一致，但其探測器安裝在車輛上，可移動探測。將光學成像和γ劑量率分布梯度圖像進行疊加的γ相機，可以以照片的形式，非常清晰直觀的顯示觀測地區(qū)放射源（熱點）所在的位置。還有將探測器安裝在抓斗或龍門吊上的裝置，可以在抓取和吊裝貨物的時候直接對貨物進行放射性測量。1

放射性檢測儀器的應用分析不同的儀器有不同的特點，也決定了它們有不同的應用。下面針對其應用的場地進行詳細說明。

實驗室配置的放射性檢測儀器及其應用實驗室配置的放射性檢測儀器通常用于樣品中核素或放射性總量的準確定量，應該配置的儀器有高純鍺γ能譜儀和低本底α、β測量儀。

（1）高純鍺γ能譜儀能準確測量樣品的γ放射性核素的比活度，可以完成的檢驗任務有：礦石、建材中放射性核素的檢測，廢物中γ放射性核素的檢測，食品中人工放射性核素的檢測等。

（2）低本底α、β測量儀能準確測量樣品中總α、總β的比活度，可以完成的檢驗任務主要是食品、水樣的總α、總β的比活度的測量。另外實驗室也應配備劑量率和劑量儀，用來監(jiān)測來樣的γ劑量率和實驗人員的受照劑量，以保護實驗室人員的健康。

口岸配置的放射性檢測儀器及其應用口岸的情況比較復雜，需要的儀器設(shè)備也比較多，詳述如下。

1、個人防護產(chǎn)品

個人防護產(chǎn)品包括個人劑量計和防輻射產(chǎn)品（如防輻射服、口罩、眼鏡等）。由于口岸遇到的商品種類繁多，雖然一般而言商品中的放射性通常比較低，但如果遇到高放射性，有可能會對檢驗員帶來傷害。因此，口岸應根據(jù)情況配備個人劑量計和防輻射產(chǎn)品，以避免檢驗員可能遭受的高劑量率輻射和長期的高輻射劑量。

2、α、β表面污染監(jiān)測儀

該儀器為便攜式，主要用于廢物表面的α、β活度的測量或者用于物體表面是否有放射性污染的判定。

3、便攜式輻射測量儀

該儀器主要的應用是測量γ劑量率，也可以測量劑量。有些儀器有測量γ譜的功能，可以在現(xiàn)場測量樣品的γ譜來估計樣品中放射性核素的種類，還可以通過加裝探頭來測量中子計數(shù)。該類儀器適用范圍廣，使用率高，適合各種樣品。主要應用在現(xiàn)場測量口岸樣品的γ劑量率，通過對樣品的γ劑量率的準確測量，來判斷樣品是否合格或者是否通過篩選。該儀器也可以作為口岸待檢商品放射性危害程度和突發(fā)應對級別的評估。建議同一口岸購買儀器時，有1～ 2個儀器增配中子計數(shù)功能，使該口岸機構(gòu)同時具體中子的檢測能力。

4、通道式輻射檢測儀

通道式輻射檢測儀主要是用來檢測運動中的物體的γ放射性，但國外在通道式儀器上多配置中子檢測器，可同時檢測中子劑量。通道式輻射檢測儀可以應用在不同的檢測場合，通?？梢詫囕v、行人、貨包和快件進行檢測。

通道式放射性檢測儀檢測時只需被測貨物或人低于一定速度通過探測器即可，非常符合現(xiàn)代物流的要求，而且通道式儀器的探測元件面積大，較之便攜式儀器來說，更為敏感，定性能力更強。但是由于其探測元件為固定式，無法貼近貨物進行檢測，再加上集裝箱的屏蔽等因素，其檢測結(jié)果的精確性相對較差，適合用于對入境集裝箱的監(jiān)控和初步篩選。

綜上所述，便攜式儀器由于劑量率定量準確，比較適合石材、礦產(chǎn)品等放射性分布較為均勻商品的定量分析，也可以對已知放射性異常的集裝箱進行尋源，但由于不夠靈敏，無法適應大量廢品（或入境集裝箱）中大海撈針式的現(xiàn)場放射性監(jiān)測。而通道式儀器更為靈敏，對物流影響小，更適合用于初步篩選放射性異常的貨物。此外，也有專門為行人、貨包和快件設(shè)計的不同類型通道式輻射檢測儀，在機場、出入境車站等設(shè)置該儀器，可以對行人、貨包和快件的放射性進行檢測。

放射性測量儀器是口岸入境放射性安全的基礎(chǔ)，儀器使用人員必須對儀器的類型、原理和選配有所了解，才能在檢驗工作中做到物盡其用，保障口岸的入境放射性安全。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

張磊 - 副教授 - 西南大學