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核素識(shí)別儀是一種能夠檢測(cè)和識(shí)別不同核素的精密儀器,它的工作原理主要基于核熱電發(fā)射效應(yīng)和半導(dǎo)體檢測(cè)技術(shù)。
當(dāng)放射性核素發(fā)出的高能光子或粒子穿越半導(dǎo)體探測(cè)器時(shí),會(huì)產(chǎn)生電子空穴對(duì),并產(chǎn)生uler輻射。此時(shí)若在半導(dǎo)體兩端施加電場(chǎng),電子空穴對(duì)會(huì)迅速分離,電子被吸引到正極,空穴被吸引到負(fù)極,在外接電路中產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)。探測(cè)器將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解析和處理,之后得出核素的種類(lèi)與強(qiáng)度。
半導(dǎo)體探測(cè)器一般采用鍺或硅材料,具有高能量分辨率和探測(cè)效率。它可精確區(qū)分核素產(chǎn)生的γ射線(xiàn)能量,因核素的特征γ射線(xiàn)能量不同,所以可以區(qū)分不同的核素。同時(shí)探測(cè)γ射線(xiàn)的數(shù)量也可以計(jì)算出核素的強(qiáng)度與活度。
除半導(dǎo)體探測(cè)器外,核素識(shí)別儀還需要精密的電路模塊將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),并運(yùn)用復(fù)雜的算法進(jìn)行解析和計(jì)算。常用的算法有τ-徑跡法、峰值搜索法等。解析軟件可以自動(dòng)搜索和匹配不同核素的特征能譜,精確識(shí)別未知核素及其強(qiáng)度。
核素識(shí)別儀的出現(xiàn)大大推動(dòng)了核技術(shù)的發(fā)展。它被廣泛用于核電站輻射監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、原子能研究等領(lǐng)域。這種神秘但又強(qiáng)大的儀器,為人類(lèi)揭開(kāi)原子核奧秘,催生出眾多高新技術(shù),在保障核安全和推進(jìn)核科學(xué)技術(shù)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
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