探测放射性的方法和仪器
第十九章 第3节、第4节
第3节探测射线的方法第4节放射性的应用与防护1．了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器。
2．知道核反应及其遵循的规律，会书写核反应方程。
3．知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。
4．了解放射性同位素在科学与生产领域的应用，了解辐射过量的危害。
一、探测射线的方法探测器材的设计思路：放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和蒸气会产生□01雾滴，过热液体会产生气泡。
射线中的粒子会使照相乳胶感光。
射线中的粒子会使□02荧光物质产生荧光。
1．威耳逊云室其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部可以上下移动，相当于□03活塞。
实验时先往容器内加入少量酒精，使容器内充满酒精的饱和蒸气，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到□04过饱和状态。
粒子穿过该空间时，沿途使气体分子□05电离，过饱和蒸气就会以这些离子为核心□06凝成雾滴，于是显示出射线的径迹。
2．气泡室与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点。
当气泡室内的□07压强突然降低时，液体的□08沸点变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它周围就有□09气泡形成，显示出粒子的径迹。
3．盖革－米勒计数器它的主要部分是盖革－米勒计数管，外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极上的□10导电圆筒，□11金属丝，里面充入□12惰性气体以及少量□13酒精或溴蒸气。
当射线进入管内时，会使管内气体□14电离，产生的□15电子在电场中加速，再与管内气体分子碰撞，又使气体电离，产生电子……一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，正离子到达阴极，电路中形成一次脉冲□16放电，电子仪器把脉冲次数记录下来。
二、核反应1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生□01新原子核的过程。
2．原子核的人工转变(1)1919年□02卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子。
放射性测量
放射性的应用
• 广泛地应用于工业、农业、医药、军事、地质勘探以及日 常生活的各个方面，一般人对其在军事上的应用了解较多， 但对其它方面的应用了解则更少。
• 另外还存在电子俘获(K俘获 )，它是指原子核俘获 一个壳层电子，使核内一个质子转变为一个中子 而产生一个新核的物理过程。
Z AXe Z A 1Y
三、描述放射性核素衰减的快慢的参数
• 放射性衰变是一个统计过程。在此过程中，单位时 间内发生衰变的原子数与现存的原子数成正比。原 子核数目随时间的增长按指数规律减少。
近年来在遏制恐怖活动中也应用于探测含轻元素多的塑 胶炸弹。
§3 放射性测量的统计规律
• 一方面，某种元素有一定的半衰期，但另一方面，放 射性元素的衰变又存在随机性，这表现在两方面，首 先，对于这种元素的不同原子来说，哪个先衰变哪个 后衰变是不确定的，随机的；其次，虽然某一种元素 的衰变速度是一定的，但并非每一个确定时间间隔期 都有相同数的原子衰变，而是某一时刻有较多的原子 衰变，而另一时间衰变的原子却比较少，一定时间间 隔内衰变的原子数相对于其理论值有一定波动（涨
• 铀系 238 U
• 钍系 232 Th
U • 锕铀系 235
238 U 放射性系列
232 Th 放射性系列
235 U 放射性系列
三个放射性系列的主要特点
• 1) 起始母体的半衰期都在 年以上，因此这三个
系至今能存在于自然界中。108
• 2) 每个系各有一代原子序数为86的气态子体，称
， 为射气。其中属于铀系的叫做氡( )、钍系的叫
放射性液位计的原理和应用
放射性液位计的原理和应用1. 前言放射性液位计是一种常用的仪器，广泛应用于工业、化工、环保等领域。
它通过测量放射性物质的衰减程度来确定液位高度，具有精度高、可靠性好的特点。
本文将介绍放射性液位计的工作原理和应用。
2. 原理放射性液位计的原理基于放射性物质的衰变特性。
它利用一个放射源和一个探测器组成的系统来测量液体的高度。
放射源通常使用放射性同位素，如钴-60或铯-137。
探测器通常是一种灵敏的闪烁体或半导体器件。
放射源放射出的射线穿过液体时会发生衰减，衰减的程度与液体的高度成正比。
探测器测量并记录衰减的射线强度，根据衰减程度可以确定液体的高度。
通过对放射源和探测器之间的距离进行测量，可以得到液位的准确数值。
3. 应用放射性液位计在许多领域都有广泛的应用，以下列举几个常见的应用场景：•石油化工工业：放射性液位计在石油化工工业中被广泛用于测量和控制储罐、反应器、分离器等设备中的液位。
它可以实时监测液体的高度变化，帮助工程师进行生产管理和操作控制。
•发电行业：核电站中的冷却池、蒸汽发生器等设备中都需要用到放射性液位计来监测液位。
它可以帮助工作人员及时了解设备状态，预防事故发生。
•环保工程：放射性液位计在污水处理厂、水处理厂等环保工程中起到了重要的作用。
它可以实时监测水位变化，提供数据支持给操作人员，帮助他们进行合理的调度和管理。
•食品加工行业：在食品加工行业，放射性液位计可以用于测量和控制食品加工设备中的液位。
通过实时监测液位变化，可以确保食品加工过程的安全和质量。
4. 优点和注意事项放射性液位计相比传统的机械式液位计有以下优点：•非接触式测量：放射性液位计不需要接触液体，避免了液体腐蚀和污染传感器的问题。
•高精度和稳定性：放射性液位计具有较高的测量精度和稳定性，可以满足精密测量的需求。
•自动化控制：放射性液位计可以与自动化控制系统联动，实现自动化的液位控制。
在使用放射性液位计时，需要注意以下事项：•安全性：放射性液位计涉及到辐射物质，必须严格按照相关安全规定操作和管理。
核探测器原理-概述说明以及解释
核探测器原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述核探测器是一种用于探测和测量放射性物质的仪器。
随着核科学和辐射应用的发展，核探测器逐渐成为研究和工业领域中不可或缺的工具。
核探测器的作用是利用其特殊的工作原理，探测并记录放射性粒子的存在、类型、能量等信息。
核探测器的基本原理是基于放射性物质的放射性衰变现象。
放射性物质在其核不稳定的情况下，通过放射性衰变释放出粒子或射线，如α粒子、β粒子、γ射线等。
这些粒子或射线具有特定的能量和穿透力，可以被核探测器所感知和探测。
核探测器的工作原理可以分为几种不同的类型，包括闪烁体探测器、气体探测器、半导体探测器等。
闪烁体探测器通过闪烁效应将入射粒子的能量转化为可见光信号，然后通过光电倍增管等装置将光信号转化为电信号进行测量。
气体探测器则利用气体的电离效应将粒子的能量转化为电信号，通过电荷放大器等设备进行测量。
而半导体探测器则是利用半导体材料中的PN结构或PIN结构的电离效应来探测粒子的能量和位置。
总之，核探测器的发展为研究和应用放射性物质提供了重要的手段。
通过对核探测器的概述和工作原理的介绍，我们可以更好地理解核探测器的基本原理，为进一步的研究和应用奠定基础。
未来，随着科学技术的不断进步，核探测器将继续发展，并在核能、医疗、环保等领域发挥更大的作用。
1.2 文章结构本文将按以下结构来探讨核探测器的原理。
首先，在引言部分将概述本文涉及的主题，并介绍核探测器的基本概念和背景。
接着，本文将详细阐述核探测器的基本原理以及其工作原理。
在基本原理部分，将介绍核探测器是如何通过与射线、粒子相互作用来探测并测量核辐射的。
而在工作原理部分，将详细说明核探测器是如何工作的，包括其内部结构和探测过程。
最后，在结论部分，总结核探测器的原理，并探讨未来它的发展方向。
通过以上的结构安排，读者将能够全面了解核探测器的基本原理和工作原理，以及对其进行总结和展望未来的发展方向。
通过对核探测器原理的深入探讨，读者将能够更好地理解核探测器在科学研究、工业应用以及医疗诊断等领域的重要性，并进一步推动核探测器技术的发展和应用。
如何判断一种物质是放射性物质还是非放射性物质
如何判断一种物质是放射性物质还是非放射性物质放射性物质是指具有自发性放射性衰变以及释放放射性射线的属性的物质。
放射性物质具有一定的危险性，因此准确判断一种物质是否具有放射性是非常重要的。
本文将介绍如何通过几种方法来判断一种物质是否为放射性物质，以及放射性物质的分类和应对措施等方面的知识。
一、通过放射性测量仪器判断放射性测量仪器是判断一种物质是否为放射性物质最常用的方法之一。
常见的放射性测量仪器有电子测量仪、射线探测仪和辐射计等。
通过这些仪器可以检测物质中是否存在放射性射线，并判断其放射性程度。
通常情况下，放射性物质会发出α射线、β射线或γ射线，但并非所有发出射线的物质都是放射性的。
如果测量结果表明物质放射性超过了正常范围，那么可以初步判断该物质为放射性物质。
二、通过物质的来源和特征判断除了使用放射性测量仪器，我们可以通过物质的来源和特征来判断其是否为放射性物质。
一种常见的放射性物质是铀。
铀是地壳中的一种常见元素，因此如果物质是从地壳中提取出来的，那么其可能性较高是放射性物质。
此外，放射性物质往往具有高密度、高熔点和高沸点等特征。
如果我们在判断物质是否为放射性时发现具备这些特征，也可以初步判断为放射性物质。
三、通过核素活度测量判断核素活度是指核素单位时间内发生放射性衰变的数目。
在判断物质是否为放射性时，还可以通过核素的活度测量来进行判断。
核素活度测量可以通过利用核反应或测量核素的发光强度等方式来进行。
通过核素活度的测量，可以确定物质中放射性核素的种类和含量，从而判断其是否为放射性物质。
四、放射性物质的分类和应对措施放射性物质根据衰变方式和性质可以分为α放射性、β放射性和γ放射性三类。
α放射性物质的衰变过程中会释放出α粒子，由于其具有较大的粒子质量，在空气中的传播距离有限。
β放射性物质的衰变过程中会释放出β粒子，这种粒子质量较小，其传播能力较强，但相对来说仍具有一定的局限性。
γ放射性物质的辐射能力最强，其衰变过程中会释放出γ射线，γ射线可以穿透物质并对人体造成辐射危害。
《放射性的应用与防护》(导)学案 (11)
一、探测射线的方法┄┄┄┄┄┄┄┄①1．探知射线存在的依据(1)放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡。
(2)放射线中的粒子会使照相乳胶感光。
(3)放射线中的粒子会使荧光物质产生荧光。
2．探测射线的仪器(1)威耳逊云室α粒子的径迹直而清晰；β粒子的径迹比较细，而且常常弯曲；γ粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹。
(2)气泡室粒子通过液体时，在它的周围产生气泡而形成粒子的径迹。
(3)盖革—米勒计数器G-M计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便。
但不同的射线在盖革—米勒计数器中产生的脉冲现象相同，因此只能用来计数，不能区分射线的种类。
[说明]1．探测原理方面：探测原理都是利用射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，来显示射线的存在。
2．G-M计数器区分粒子方面：G-M计数器不能区分时间间隔小于200 μs的两个粒子。
①[判一判]1．放射性的观察往往通过射线粒子和其他物质的作用来间接地观察(√)2．气泡室内液体的温度和压强要略高于凝结点(×)3．盖革—米勒计数器既灵敏又能区分射线的种类(×)二、核反应和放射性同位素的应用┄┄┄┄┄┄┄┄②1．核反应(1)定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。
(2)原子核的人工转变①1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子；②卢瑟福发现质子的核反应方程：14 7N＋42He―→17 8O＋11H。
(3)遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。
2．放射性同位素的应用与防护(1)定义：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
(2)发现①1934年约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷_3015P；②发现磷同位素的方程：42He＋2713Al―→3015P＋10n。
(3)应用与防护①应用：应用放射性同位素的射线和作为示踪原子；②防护：在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时要防止放射性物质对空气、水源、用具等的污染。
核医学仪器探测的基本原理
核医学仪器是用于诊断、治疗和研究核医学领域的设备。
它们基于放射性同位素的放射性衰变和放射性粒子的相互作用，通过测量和检测放射性信号来获取有关组织、器官或生物过程的信息。
以下是几种常见核医学仪器的基本原理：
伽马摄像机（Gamma Camera）：伽马摄像机是一种用于核医学显像的仪器。
它利用放射性同位素释放的伽马射线与探测器（如闪烁晶体）发生相互作用。
当伽马射线通过闪烁晶体时，晶体会发出闪烁光，探测器接收并转换为电信号。
通过分析和处理这些电信号，可以重建出图像，显示出放射性同位素在体内的分布情况。
单光子发射计算机断层摄影（SPECT）：SPECT是一种核医学显像技术，通过使用一台旋转的伽马摄像机来获取多个角度的图像数据。
通过伽马射线与探测器的相互作用，获得关于放射性同位素在体内分布的信息。
然后，通过计算和重建处理，生成三维的断层图像，用于诊断和研究。
正电子发射计算机断层摄影（PET）：PET是一种核医学显像技术，利用正电子放射性同位素与电子相遇时产生的正电子湮灭事件。
正电子与电子相遇后，会发生湮灭，释放出两个伽马射线。
通过在患者体内放置一组环形探测器，可以检测到伽马射线的事件并记录下来。
通过计算和重建处理，生成高分辨率的三维图像，用于诊断和研究。
这些仪器的基本原理是利用放射性同位素的放射性衰变和放射性粒子与物质的相互作用。
通过测量和记录放射性信号，并进行计算和重建处理，可以获得有关组织、器官或生物过程的定量和定位信息，对疾病诊断、治疗和研究提供支持。
核安保系统关键手段辐射探测技术与设备
281009-0940(2020)-2-28-30核安保系统关键手段：辐射探测技术与设备陈俊松 李福龙 中广核贝谷科技有限公司 南昌市 330029摘 要：文章介绍了核安保的定义、辐射探测的基本原理和相关特性，以及不同辐射探测系统设备的组成及其优势。
针对核安保系统的特点和应用，分析了可以用于实物保护环节的各种辐射探测设备与仪器。
关键词：核安保 辐射探测 实物保护0 引言伴随着我国乃至世界核工业事业的蓬勃发展，核安保（Nuclear Security）与核安全（Nuclear Safety）逐渐成为了发展中的两大主要任务，也成为了参与核工业发展企业的主要责任。
在世界范围内，每天都有大量未经许可的核及其他放射性材料的运输和储存，甚至存在被恐怖主义组织所掌握用于制造恐怖事件的风险。
根据国际原子能机构（International Atomic Energy Agency，IAEA）非法贩运数据库（Incident and Trafficking Database ，ITDB）显示，自1993年以来，全世界发生的非法交易、盗窃或丢失事件达3371起。
针对核材料和其他放射性物质的储存监管、丢失、被盗和非法转移等核安保问题，核辐射探测技术与设备可以发挥重要作用。
1 核安保系统IAEA相关文件对核安保的定义是：预防、探测和应对核材料和其他放射性物质或相关核设施的偷窃、蓄意破坏、擅自接触、非法转移或其他恶意的行为。
其目标是为了避免人员、财产、社会和环境受到犯罪行为或未经许可的故意行为以及对核安保有不良影响的其他行为的辐射危害[2,3]。
核安保系统是由核材料衡算与控制、实物保护和保密等多项技术措施所构成的综合系统。
其中实物保护系统包括探测、延迟和响应三大子系统。
探测是指探知核安保事件发生并发出报警的技术手段；延迟是指能够延缓或阻止敌手实施行动的技术手段；响应是为终止核安保事件的发展而采取的快速行动[1]。
三者之中探测是所有行动的前提，在整个核安保系统中尤为重要，它包含了多种传感器和探测器，如雷达、红外、生物传感器和核辐射探测器等。
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探测放射性的方法和仪器
探测放射性的方法和仪器有多种，以下是一些常见的方法和仪器：
1. 闪烁探测器：闪烁探测器使用闪烁晶体或闪烁液体来探测放射性。
当放射射线与闪烁材料相互作用时，会产生光或电荷。
该光或电荷可用于测量放射性活度。
2. GM计数器：GM计数器（盖革-穆勒计数器）是一种使用盖革-穆勒管的仪器，常用于测量放射性。
当放射粒子通过盖革-穆勒管时，会引发管中的电离效应，产生电流或电荷，从而测量放射性活度。
3. 电离室：电离室是一种使用电离效应来探测放射性的仪器。
当放射射线通过电离室时，会产生电离效应，导致电离室中的气体分子电离。
测量电离室中的电流或电荷量可以计算放射性活度。
4. 固态探测器：固态探测器使用固体半导体材料来探测放射性。
当放射射线与固态探测器相互作用时，会在材料中产生电离效应，导致电流变化。
通过测量电流变化可以计算放射性活度。
5. 闪烁体成像仪器：闪烁体成像仪器是一种通过测量闪烁材料的光信号来成像放射性分布的仪器。
常用于医学诊断和核工业等领域。
6. 相机与摄影片：放射性物质会产生比较强的射线，可以通过特殊的相机和摄
影片记录下这些射线的痕迹，从而进行放射性检测。
7. 核辐射剂量仪：核辐射剂量仪（也称为辐射剂量计）用于测量放射性辐射的剂量率或累积剂量。
它是一种便携式仪器，常用于事故现场、核电站、医院和研究实验室等环境中。
这些方法和仪器可以用于不同场合和目的，对于放射性的探测和监测起到了重要的作用。