闪烁体探测器

提示：此条目的主题不是闪烁计。

闪烁体探测器（scintillation detector）是用电离辐射在闪烁体中产生的闪光来探测，也是目前应用最多、最广泛的电离辐射探测器之一。辐射引起物质发光的现象很早就被人们所关注和利用：早在1903年，威廉·克鲁克斯就发明了由硫化锌荧光材料制成的闪烁镜并用其观察镭衰变放出的辐射^[1][2]；卢瑟福在其卢瑟福散射实验中也曾使用硫化锌荧光屏观测α粒子^[3]。不过，由于传统荧光材料在使用上很不方便，闪烁探测器一直没有大的进展。1947年Coltman和Marshall成功利用光电倍增管测量了辐射在闪烁体内产生的微弱荧光光子^[4]，这标志着现代闪烁体计数器（scintillation counter）的发端。之后随着光电倍增的应用和相关技术的进步，闪烁体探测器得到了非常迅速的发展，各种新型闪烁体材料层出不穷。由于具有计数效率（英语：Counting efficiency）高、分辨时间短、使用方便、适用性广等特点，闪烁体探测器在某些方面的应用已超过气体离子化探测器，并有研究γ射线谱（英语：Gamma spectroscopy）的功能。

法国圣戈班（Saint-Gobain）公司生产的闪烁体及探测器元件

工作原理

闪烁体计数器工作原理

闪烁体计数器的工作原理如下：入射辐射在闪烁体内损耗并沉积能量，引起闪烁体中原子（或离子、分子）的电离激发，之后受激粒子退激放出波长接近于可见光的闪烁光子。闪烁光子通过光导射入光电倍增管的光阴极并打出光电子，光电子受打拿极之间强电场的作用加速运动并轰击下一打拿极，打出更多电子，由此实现电子的倍增，直到最终到达阳极并在输出回路中产生信号。^[5]

测量α射线一般使用一大块硫酸锌闪烁体薄片“窗口”，测量β射线则一般是使用塑料闪烁体薄片“窗口”。^[5]X和γ射线穿透力强，不需要使用窗口形状的设计，一般使用块状的闪烁体晶体。

γ射线谱

使用闪烁体计数器测量gamma射线谱；探测器将脉冲信号发送给多频道分析器（英语：multichannel analyzer）。

使用 NaI(Tl) 闪烁体测得的铯137γ射线谱。闪烁体射线谱的能量分辨率有限，因此将衰变产生的恒定能量射线显示成了模糊的宽峰

在用闪烁体探测器检测X和γ射线时，闪烁体的功能是将一个高能量光子转换为多个低能量光子。闪烁体产生的光子数量对于入射能量（电子伏特）几乎成正比，因此可以通过测量光电倍增后的亮度来推测原有射线的能量。通过辨认射线能量，可以推知样品含有的放射性元素。^[5]

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