数字化人防指挥所空气放射性监测仪SZ-JC011

是流，照射⽪肤后烧伤明显。这两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；

的穿透⼒很强，是⼀种波长很短的，能穿越⼈体，对健康影响巨⼤。

核辐射的主要危害就是来⾃于。探测放射性辐射，主要是探测。

γ射线，⼜称γ，是退激时释放出的射线，是波长短于0.01埃的电磁波。由晶体、光电倍增管和电⼦仪器组成的是探测γ的常⽤仪器。

2.本底辐射

本底辐射是指⼈类⽣活环境本来存在的，主要包括和⾃然界中发出的射线。⽣活在地球上的⼈都受到天然本底辐射,不同地区、不同居住条件

下的居民,所接受的天然本底辐射的剂量⽔平是有很⼤差异的。天然辐射（本底辐射）主要来⾃于⼟壤、岩⽯、⽔和⼤⽓中的天然放射性核素

和宇宙射线。

测量本底是指测量到的与待测信号叠加在⼀起的⾮待测信号。由于存在和环境中的，所有的辐射探测器都会产⽣⼀些本底信号。这种本底信

号随着探测器的⼤⼩与类型有着显著的差异，也随着探测器周围的屏蔽程度⽽变化。由于本底的⼤⼩最终决定了可探测的ZD辐射⽔平，这

对地放射性辐射源的应⽤时很重要的。另外本底也常常影响到探测器的常规使⽤，所以⼤多数探测器都带有某种程度的外屏蔽，以期降低本

底，实现对低放射性活度的测量。

辐射探测器的测量本底有辐射本底和噪声本底两个部分组成。辐射本底主要来源如下：

(1) 探测器本⾝构成材料中含有天然放射性杂质以及紧靠探测器放置的辅助设备⽀撑物和屏蔽物中含有的天然放射性杂质所产⽣的辐射；

(2) 测试场所的地⾯、墙⾯或其他建筑物种含有的放射性所产⽣的辐射；

(3) 探测器周围空⽓中的放射性；

(4) 宇宙射线本⾝带来的本底，以及宇宙射线与⼤⽓及探测系统相互作⽤产⽣的次级辐射带来的本底；

(5) 与源有关的本底。在谱系中，由于源的初级γ射线与探测器周围结构材料和屏蔽材料的相互作⽤⽽产⽣⼀些⼲扰辐射造成的辐射本底，

其主要过程包括初级γ射线的康普顿以及由于电⼦产⽣或光电吸收过程发⽣的次级湮没光⼦和特征X射线，只有移去探测器附近的所有材料

才能消除这些效应。

除了上述各种辐射本底外，测量本底还包括噪声本底。噪声本底主要指电⼦仪器的噪声、电磁⼲扰、探测器的和噪声、绝缘体的漏电流与击

穿、探测器的损伤，以及探测器的⼯作条件参数选取不当⽽产⽣的噪声。

辐射测量中，要求测量本底尽可能⼩，信噪⽐尽可能⾼。这就需要根据不同的物理测试对象设计相应的测量系统，并要求该测试系统对待测

信号的灵敏度⾼，对⾮待测信号的灵敏度低或不灵敏。

⽤屏蔽材料进⾏屏蔽：

很多探测器对中⼦和γ信号的灵敏度相差不⼤，对⾮待测信号灵敏度较低的探测器⽐较难找。实验中，降低⾮待测信号的办法之⼀是，在辐

射进⼊探测器之前对⾮待测信号进⾏物理衰减，但是这种办法同样会使待测信号在⼀定程度上被衰减。通过选择合适的材料，使待测和⾮待

测两种信号的衰减⽐例不同，从⽽实现内本底的降低。通常的做法是中⼦测量探测器使⽤⾼Z材料（⽐如铅）屏蔽γ，γ测量探测器使⽤含

氢材料（⽐如聚⼄烯）屏蔽中⼦。

外本底的来源⾮常多，⼀般主要考虑辐射通道和附近空间的影响，以及射线作⽤在通视管材料、准直器、探测器外壳、附近其它位置的仪

器、设备等产⽣的混合散射。该类型的散射较为复杂，通常选⽤适当材料对探测器的⾮信号接收⾯进⾏包裹屏蔽，效果较好。

采⽤符合或者反符合来消除本底：

通过使⽤反符合屏蔽消除⾼能贯穿的宇宙射线，主要探测器被另⼀个或⼀组探测器（称为屏蔽探测器）所包围，主要探测器的输出信号只有

当不伴随外层探测器的符合脉冲时才被记录。

如果被记录的放射性同位素同时发射⼀个以上的可辨别的有符合关系的辐射，通过运⽤符合技术就能有效地降低本底。将两个探测器的信号

进⾏符合，许多本底事件将被消除，因为本底事件每次只能在⼀个探测器内出现。

3.闪烁探测器

闪烁探测器是利⽤在某些物质中产⽣的闪光来探测电离辐射的探测器。

闪烁体探测器的⼯作原理如下：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、）的激发，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并打出光电⼦，光电⼦受打拿级之间强电场的作⽤加速运动并轰击下⼀打拿级，

打出更多光电⼦，由此实现光电⼦的倍增，直到最终到达阳极并在输出回路中产⽣信号。

闪烁探测器根据闪烁体材料来分：

⽆机闪烁体：包括卤化物（如NaI(Tl)、CsI(Tl)等，其中Tl是激活剂）、其他⽆机晶体（如CdWO4、BGO等）、玻璃体

有机闪烁体：有机晶体（如蒽、芪等）、有机液体、塑料闪烁体

⽓体闪烁体：如氩、氙等

最常⽤的闪烁探测器是NaI(TI)探测器，对于单次光电⼦⼊射，探测器的输出信号为脉冲电流波形，经过外围RC耦合电路形成脉冲电压波

形。

探测器⼊射的辐射量不同，则产⽣的电压脉冲信号的幅值也不同。外围RC耦合电路元件参数不同，得到的脉冲波形也有所区别。

4.多道脉冲幅度分析仪

测量信号幅度分布的仪器。它把脉冲信号按幅度的⼤⼩进⾏分类并记录每类信号的数⽬。常⽤于分析射线探测器的输出信号，测量射线的能

谱。多道脉冲幅度分析器把整个被分析的幅度范围划分成若⼲个相等的区间（区间的⼤⼩称为道宽，区间的数⽬称为道数），⼀次测量就可

以得到输⼊脉冲的幅度分布谱。

通过多道脉冲幅度分析仪，不仅能够得到辐射强度，也能得到辐射能谱。根据不同的物质具有不同的辐射能谱，可以判断辐射源放射性元

素。

能谱的⼀般形式：

横轴为能量，纵轴为粒⼦数或粒⼦占⽐。可以看出，不同的元素具有不同的能谱。

多道脉冲幅度分析仪主要部件为：

ADC转换+DSP处理（FPGA）+ARM+数据通信接⼝（串⼝或USB）。

采⽤16位⾼速模数转换器（ADC）将接收到的模拟信号转换成数字信号，数字滤波、FPGA并⾏处理等先进技术的采⽤使得信号分析更加

准确、⾼效、快捷，嵌⼊式ARM处理器将信号分析所得振幅分布谱图，通过RS232通讯接⼝传送给计算机终端，由计算机终端进⾏显⽰、

储存或打印，以供研究⼈员分析使⽤。

⼀种多道脉冲幅度分析仪的技术参数：

● 计数通道:         2048道（可软件设定为1024道或512道）；

● 输⼊信号带宽：    200KHz～10MHz（输⼊脉冲信号半⾼宽：>100nS）；

● 最⼩脉冲上升时间：20ns；

● 信号输⼊幅度：    0～±5V或0～±10V；

● 单通道最⼤计数：  4.29×109（4字节）；

● 计数率：          ≥ 1Mcps；

● 道宽：            2.5mV（信号输⼊幅度0～±5V）；

                     5mV  （信号输⼊幅度0～±10V）；

● 通讯接⼝：        RS-232（115200bps,8,N,1）；

● 信号输⼊⽅式：    BNC输⼊；

● 输⼊阻抗：        1kΩ；

● 输⼊电容：        <5pF；

● 脉冲峰检测⽅式：

      阙后第⼀峰，适⽤核物理的频谱分析；

      阙后绝对峰，典型适⽤于脉冲计数分布分析；

● 系统精度：        ≤1%；

● ADC采样位数：    16位；

● ADC转换时间：    10nS；

● 噪声峰峰值幅度： <1mV；

● 微分⾮线性：     <±1.0%(99％量程) ；

● 积分⾮线性：     <±0.8%(99％量程) ；

● 零点漂移:        72⼩时零点漂移⼩于1道；

● 零点温度系数：   <0.2道/℃；

● 外形尺⼨：       123×90×29（mm）；

● 净重：           <400g；

● ⼯作环境：      温度 －10～70℃    湿度 ≤90%；

● 存储环境：      温度 －40～80℃    湿度 ≤90%。