便攜式γ能譜儀的原理及應用

γ射線是由原子核衰變所產生的，當原子核從激發態躍遷到較低能態或基態時，*可能會輻射出γ射線。γ射線強度按能量分布即為γ能譜。測量γ能譜*常用的儀器為便攜式γ能譜儀。γ能譜儀可以將探測到的γ射線強度和能量繪制成γ能譜，進行快速核素識別，因此也常用于野外對巖地或地層的鉀、釷、鈾（鐳）、的γ強度測量，或計算含量分析地質等。在實際應用中便攜式γ能譜儀因其性價比高、操作維護比較簡單、探測效率高（識別時間短），能滿足大多數測量需求，因此廣泛應用于工業生產、質量檢查、工程地質、建筑材料和環境檢測中。

探測原理

便攜式γ能譜儀探頭部分由探測器（閃爍體）、光電倍增管和前置放大器構成。閃爍體是一類能吸收能量，并能在大約一微秒或更短的時間內把所吸收的一部分能量以光的形式再發射出來的物質。由于γ射線不同于α和β粒子，它類似于光和其它電磁輻射，具有很強的穿透性，容易被高電子密度的物質所吸收（如鉛）。*探測器而言，某些無機鹽能有效地吸收γ光子，發射出強度正比于所吸收γ射線能量的光子。例如鉈激活的碘化鈉（閃爍體），用來探測γ射線，效率較高。當射線通過閃爍體時，閃爍體被射線電離、激發，會使閃爍體探測器產生熒光，光子被光電倍增管所接收。所探測到的γ射線能量越高，所產生的熒光光子數目也*越多，再由光電倍增管實現光子到脈沖信號的轉換，經電路信號處理完成模/數轉換輸出。閃爍體探測器也是近幾年來發展快速，應用廣泛的核輻射探測器。

使用方法

便攜式γ能譜儀比較熱門的型號有AT6102、Interceptor、SAM940等，*拿常用的幾款舉例來說實際使用操作是差不多的。在檢測之前儀器應當保持電量充足以便于長時間的現場測量。當需要檢測時檢查儀器電量并開機充分預熱（幾分鐘），以便于調節光電倍增管的電壓，穩定系統增益，從而達到穩定譜線準確測量的目的。有的γ能譜儀也可能會使用到參考源，參考源同樣也是為了穩定譜線而制作的，如果穩定溫度和測量溫度差別較大可能需要重新穩定。當儀器預熱穩定完畢之后即可檢測，需要注意的是如果進行樣品檢測，應當對準樣品源并扣除本底計數率，這樣才能得到樣品的凈計數率，并得出準確的能量譜圖。儀器除了識別核素也可以作為固定式的γ檢測儀，例如應用于海關檢查，此時只需將預設γ的劑量率報*閾值調整為三倍本底水平即可。當某些違禁物體通過通道時即可檢測γ輻射是否超標，超標時儀器會立即發出*報提醒進行處理。

儀器維護

探測儀器本身設計的工業防護等級都比較高，外殼多數為耐腐蝕耐沖擊高強度材料。因此只要按操作規程操作，特別要注意的是，儲存條件不適宜可能會導致電池老化影響儀器壽命，另外測量較強的輻射源之后應清潔儀器的探測器部分并恢復本底測量水平再關機，防止下次穩譜時間過長影響測量。