Въведение
Изследователска значимост
Разработването на детектори за ядрена радиация е един от маркерите на ядрената технология, а нивото на развитие и производство на национален детектор за ядрена радиация също е един от важните признаци на високото ниско технологично ниво. Разработването на детектори за ядрена радиация и разработването на техники за ядрено откриване са преживели историята на развитието на броене, измерване и показване на изображения. Ерогени към горния процес, изискванията за разработване на детектор за ядрена радиация са: бързо време, високи детектори, висока (амплитуда на импулса, енергия) разделителна способност и голям обем, съставляващи масиви. В допълнение, при предпоставката за ядрена производителност, производственият процес на сондата, условията на околната среда и цените на детектора също са важен фактор, който води до повече детектор.
За повече от десет години успешното развитие успешно разработи нов детектор за ядрена радиация, някои от които са формирани от пазара; някои детектори са елиминирани или постепенно заменени; Някои "стари" детектори се използват повторно.
История на развитието
Вече не повече от 100 вида радиационни детектори могат да подават електрически сигнали. Най-често използваният основен газов йонизиращ детектор, полупроводников детектор и сцинтилационен детектор три категории. Още през 1908 г. е публикуван газовият йонизационен детектор. Но докато се появи броячът на импулсите от 1931 г., проблемът с бързото броене беше решен. През 1947 г. появата на сцинтилационен брояч повишава ефективността на откриване на частиците поради плътността му, много по-голяма от тази на газа. Най-значимият е сцинтилаторът на натриев йодид (铊), който има по-висока енергийна разделителна способност за γ лъчи. В началото на 60-те години разработката на полупроводникови детектори беше успешно разработена, за да се направи технологията за спектрално измерване. Модерен тип устройства за откриване и устройства за физика на високи енергии, ядрена физика и други науки и технологии се основават на горните три типа устройства за откриване, разработени чрез непрекъснато подобряване на иновациите.
принцип
Когато частиците преминават през определено вещество, такова вещество се абсорбира или възбужда, за да генерира йонизация или възбуждане. Ако частиците са заредени, тяхното електромагнитно поле взаимодейства директно с електроните на пистата в веществото. Ако това е гама-лъч или рентгеново лъчение, първо преминете през някакъв междинен, генериращ фотоелектричен ефект, ефект на Комптън или електронна двойка, енергийната част или всички прехвърлени орбитални електрони и след това генерирайте йонизация или възбуждане. За неутрални частици, които не се зареждат, например неутрон, той се генерира от ядрена реакция за получаване на заредени частици и след това йонизация или възбуждане. Радиационният детектор е подходяща среда за откриване, тъй като вещество, действащо с частиците, и йонизацията или възбуждането на частиците в средата за откриване се преобразува в различни форми на информация, пряко или непряко, може да бъде прието.
Класификация
Начинът, по който радиационният детектор дава информацията, е разделен главно на две категории: клас е, че частиците попадат на детектора и са предназначени за сетивата на хората. Информацията, която може да бъде приета. Например различни детектори за следи от частици, обикновено преминаващи през фази, развиваща се или химическа корозия. Има също детектор за термично освобождаване, фотолуминесцентен детектор и светлинен поток, свързан с осветеното количество, се дава чрез топлинно или светлинно възбуждане. Този тип детектор по същество не е изследователски обхват на ядрената енергия. Когато друг тип детектор получи падащи частици, незабавно се дава съответният електрически сигнал и електронната линия се разширява и обработката може да бъде записана и анализирана. Този втори клас може да се нарече електрически детектор. Електрическият плейър е най-широко използваният детектор на радиация. Появата на този тип детектори доведе до появата и развитието на нови браншови дисциплини в ядрената енергетика.
Състав
1. Радиационен детектор за откриване на пространствено разпределение на падаща радиация, включващ: чувствителен на радиация полупроводник; общ електрод, оформен върху повърхността на полупроводника, използва се Получава се преднапрежението; множество сегментирани електроди, формирани върху друга повърхност на полупроводника, се използват за извеждане на заряд, генериран от падащо лъчение в полупроводника, като електрически сигнал; и механизъм за излъчване на светлина за най-малко Светлина се излъчва по време на откриване на радиация.
производителност
Основната производителност на радиационния детектор е ефективността на откриване, разделителната способност, линейната реакция, диференциацията на частиците. Излъчването може да се преобразува в устройство за измерим сигнал. Основният принцип на детектора е, че частиците в излъчването и средата за откриване си взаимодействат, като цялата енергия или частично се предава на средата, и предизвикват макроскопски измерена реакция при определени външни условия. За оптичната лента радиацията може да се разглежда като електронен лъч и енергията на фотона се предава по електронен път към средата, създавайки така нареченото фотонно събитие и радиацията може да се преобразува в топлинна енергия (като термодвойка), електрическа енергия ( като фототок и фотоелектрическо напрежение), химическа енергия (фоточувствителен) Генериране на сребърни частици в латекс) или друга дължина на вълната на радиация (флуоресцентен ефект). Според тази енергия и излъчване са проектирани различни различни устройства за измерване на лъчистата енергия на небесното тяло.
Ефективност на проучването
Броят на частиците, открити от детектора, зависи от броя на частиците в детектора за същия интервал от време. Това е свързано с чувствителния обем на детектора, геометричната форма и чувствителността към падащите частици. Като цяло се изисква детекторът да има висока ефективност на откриване. Въпреки това, в някои специални случаи, като например при изключително силни радиационни полета, се изисква детекторът да има по-ниска чувствителност. Отнася се до съотношението на броя на фотонните събития и броя на падащите фотони по време на първоначалния процес на фотона и детектора. Той описва способността на детектора да получава и записва информация. Падащият фотон може да проникне в средата или да се отрази от средата. Понякога средата трябва да абсорбира няколко фотона, причинявайки първично фотонно събитие, понякога произведеното фотонно събитие не се открива, така че квантовата ефективност на общия детектор е по-малка от 1.
Резолюция
Енергийна решителност
Резолюция на способността на неговата енергия много близо до частици
Пространствена резолюция
(разделителна способност на местоположението): Точна способност на падащата позиция на частиците;
времева резолюция
Способността да се даде точно време на пристигане на частиците. Тези индикатори обикновено използват половин висока ширина (FWTM) на спектралната линия и много висока ширина (FWTM).
Диференциална способност на частиците
Определен тип детектор е чувствителен само към определени типове падащи частици, но не е чувствителен към други частици или ще бъде даден различен от вида на частиците. Формата на информацията е различна, така че е удобно избирателно да се открият необходимите частици, за да се изключат други ненужни смущения от ядрено излъчване.
Отзивчив
се нарича още чувствителност, равна на съотношението на изходните сигнали на детектора и мощността на падащото лъчение. Когато мощността на излъчване се увеличи, изходният сигнал също се увеличава пропорционално и такъв детектор се нарича линеен, в противен случай се нарича нелинеен.
Спектротичен отговор
е известен също като разделена чувствителност, отнася се до чувствителността на детектора при монохромно излъчване. Той характеризира характеристиките на реакцията на детектора към излъчване с различна дължина на вълната. Разделеният отговор трябва да варира в зависимост от промяната на дължината на вълната, наричана селективна, и обратното е неселективна. Относителният спектроскопски отговор се нарича относителна спектрофото в отговор на отговора на най-чувствителната дължина на вълната на детектора.
Линеен отговор
Информацията, дадена в рамките на определен диапазон и енергията, интензитетът или позицията на падащите частици обикновено се нарича линейна енергия, линейна интензивност или линейна линия.
степен на откриване
е равна на минималната мощност на излъчване на детектора за откриване. Всеки детектор има шум и сигналът, по-малък от шума и средната стойност, не се открива. Радиационната мощност, необходима за генериране на голям брой шумове, се нарича минимална радиационна мощност, която открива детектора, или се нарича еквивалентна шумова мощност. Понякога чувствителността на детектора се описва с помощта на степен на откриване.
като цяло също изисква радиационните детектори да имат анти-радиационни щети и адаптивност към различни условия на околната среда, като температура, влажност, светлина, устойчивост на корозия и механични вибрации. Има функция за изображения и е характеристика на съвременните нови детектори. Такива детектори са използвани в неутронна фотография, гама фотография, X дифракция и електронна микроскопия. Поради това приложението му отдавна надхвърля полето на ядрената наука и се разширява към други научни дисциплини и свързани национални икономически отдели.
Проучването на радиационния детектор в Китай се извършва в началото на 50-те години на миналия век, последователно разработен успешен ядрен латекс, покриваща кожена тръба за броене, сцинтилатор на натриев йодид (铊). До края на 50-те години на миналия век започва изследователската работа на други сцинтилатори, фотоумножителни тръби и полупроводникови детектори. При изследването на ядрените оръжия Китай основно използва различни детектори на радиация, разработени от тяхната страна.
Тенденция на развитие
Тенденцията на развитие на детекторите за ядрена радиация е: 1 Изследванията едновременно дават комбиниран детектор и устройство за откриване за множество информации като позиция на частиците, енергия, време и друга информация. . 2 Възползвайте се от новите постижения на електронните технологии и компютърните технологии, подобрете информацията на информацията, предоставена от детектора, точността, скоростта и използването на информацията. Технологията на микроелектрониката насърчава появата на детектори за миниатюризация. 3 Търсене на по-идеална среда за откриване и механизми за откриване за разработване на свръхпроводящи детектори.