核輻射感測器

核輻射感測器是基於被測物質對射線的吸收、反散射或射線對被測物質的電離激發作用而進行工作的。放射性同位素在衰變過程中放出帶有一定能量的粒子（或稱射線），包括α粒子、β粒子、γ射線和中子射線。用α粒子使氣體電離比用其他輻射強得多，所以α粒子常用於氣體成分分析，測量氣體的壓力、流量或其他參數。β粒子在氣體中的射程可達20米。根據材料對β輻射的吸收，可測量材料的厚度和密度；根據對β輻射的反射可判斷覆蓋層厚度；利用β粒子的電離能力可測量氣體流量。γ射線是一種電磁輻射，它在物質中的穿透能力比較強，在氣體中的射程為數百米，能穿過幾十厘米厚的固體物質，因此廣泛應用於金屬探傷、測厚，以及流速、料位和密度的測量。中子射線常用於測量濕度、含氫介質的料位或成分。

核輻射感測器包括放射源、探測器和信號轉換電路。放射源一般為圓盤狀（β放射源）或絲狀、圓柱狀、圓片狀（γ放射源）。例如TI204（鉈）鍍在銅片上，上面覆蓋雲母片，然後裝入鋁或不鏽鋼殼內，最後用環氧樹脂密封，就成為放射源。探測器又稱接收器，是通過射線和物質相互作用來探測射線的存在和強弱的器件。探測器一般是根據某些物質在核輻射作用下產生髮光效應或氣體電離效應來工作的。常用的探測器有電流電離室、蓋格計數管和閃爍計數管三種。

圖1示出用γ射線測量流速的原理圖。將一個γ射線源如 Co60或Sb124快速注入管道截面上需要測速的某一點上，用兩個相隔距離已知的探測器（如蓋格計數管或閃爍計數管）來確定示蹤波形峰值經歷的時間，這樣就可以算出某點的流速。圖2是γ射線金屬板材測厚裝置。它包括γ射線感測器、主電子控制櫃、顯示器和鍵盤等。這套裝置具有操作靈活、功能齊全、顯示直觀和工作可靠等優點。