【正文】 ），這段時(shí)間約為10—10s，而大多數(shù)無(wú)機(jī)閃爍體，入射粒子導(dǎo)致的電離或激發(fā)位置并不一定是發(fā)光的中心，還要通過(guò)其他過(guò)程，將能量傳遞到周圍的發(fā)光中心，才到達(dá)真正的發(fā)光激發(fā)，約為10—9s。3. 發(fā)光衰減時(shí)間閃爍體的發(fā)光有兩個(gè)過(guò)程，發(fā)光增加過(guò)程和衰減過(guò)程。同樣，這里仍然要注意對(duì)測(cè)試樣品的收集時(shí)間問(wèn)題。2. 發(fā)光光產(chǎn)額發(fā)光光產(chǎn)額定義為：光電子數(shù)/MeV，類似絕對(duì)測(cè)量的定義，要求測(cè)量裝置能分辨出單個(gè)光電子信號(hào)。NaI(T1)晶體的發(fā)光時(shí)間為230ns[6]，測(cè)試樣品的發(fā)光衰減時(shí)間可能有長(zhǎng)有短。測(cè)量方法選用單能γ射線源照射閃爍體（常用173Cs662keVγ源），樣品尺寸也盡量與標(biāo)注晶體一致，光探測(cè)器采用光電倍增管，與標(biāo)準(zhǔn)晶體662keVγ射線全能峰，應(yīng)選用較低能量的γ射線進(jìn)行比較，這種定義的方便之處在于測(cè)量簡(jiǎn)單，一般實(shí)驗(yàn)室容易測(cè)量，但結(jié)果難與別的實(shí)驗(yàn)室做嚴(yán)格比較。所以用發(fā)光效率來(lái)定義閃爍體很復(fù)雜。 閃爍體的性能發(fā)射光譜作為粒子探測(cè)器應(yīng)用的閃爍體，所關(guān)注的發(fā)射光譜是由帶電粒子和γ射線激發(fā)的發(fā)射光譜，這與某些特定的光波激發(fā)而發(fā)射的光譜有所差別。它具有發(fā)光時(shí)間短、對(duì)環(huán)境條件不敏感、機(jī)械性能好、抗輻射性能好、透明度高等優(yōu)點(diǎn)，而且很容易進(jìn)行機(jī)械加工。閃爍體中有機(jī)閃爍體的時(shí)間特性最好。它是在有機(jī)液體苯乙烯中加入第一發(fā)光物質(zhì)對(duì)聯(lián)三苯和第二發(fā)光物質(zhì)POPOP后，聚合而成的塑料。在有機(jī)液體溶劑(如甲苯、二甲苯)中溶入少量發(fā)光物質(zhì)(如對(duì)聯(lián)三苯)，稱第一發(fā)光物質(zhì)，另外再溶入一些光譜波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換劑(如POPOP化合物)稱為第二發(fā)光物質(zhì)，組成有閃爍體性能的液體。例如蒽、茋、萘、對(duì)聯(lián)三苯等有機(jī)晶體。另一類是有機(jī)閃爍體。此外，近年來(lái)還開發(fā)了不摻雜的純晶體，如鍺酸秘(簡(jiǎn)稱BGO)。另一種是玻璃體，如飾激活銼玻璃LIO2碘化艷(鉈激活)單晶體即CsI(Tl)。閃爍體按其化學(xué)性質(zhì)可分為兩大類：一類是無(wú)機(jī)晶體閃爍體。 6)信號(hào)由電子儀器記錄和分析。 4)利用反射物和光導(dǎo)將閃爍光子盡可能多地收集到光電倍增管的光陰極上，由于光電效應(yīng)，光陰極上將產(chǎn)生光電子。 2)被電離、激發(fā)的原子、分子退激時(shí)，一部分電離、激發(fā)能量以光輻射的形式釋放出來(lái)形成閃爍。電子儀器的組成單元?jiǎng)t根據(jù)閃爍探測(cè)器的用途而異，常用的有高、低壓電源、線性放大器、單道或多道脈沖幅度分析器，有時(shí)也可包括門電路、定時(shí)電路、符合電路、定標(biāo)器、計(jì)數(shù)率儀以及其它輔助電子學(xué)單元(例如示波器、脈沖發(fā)生器)，可方便靈活搭配。實(shí)際上常將閃爍體、光電倍增管和分壓器及射極跟隨器都安裝在一個(gè)暗盒中，統(tǒng)稱探頭。大量電子會(huì)在陽(yáng)極負(fù)載上建立起電信號(hào)，通常為電流脈沖或電壓脈沖，然后通過(guò)起阻抗匹配作用的射極跟隨器，由電纜將信號(hào)傳輸?shù)诫娮訉W(xué)儀器中去。當(dāng)閃爍光子入射到光陰極上，由于光電效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生光電子，這些光電子受極間電場(chǎng)加速和聚焦，打在第一個(gè)打拿極上，產(chǎn)生個(gè)二次電子，這些二次電子在以后各級(jí)打拿極上又發(fā)生同樣的倍增過(guò)程，直到最后在陽(yáng)極上可接收到個(gè)電子。光陰極前有一個(gè)玻璃或者石英制成的窗，整個(gè)器件外殼為玻璃，各電極由針腳引出。在閃爍體周圍包以發(fā)射物質(zhì)(但有一面要透光)，這樣能使光子集中向光電倍增管方向射出去。當(dāng)射線進(jìn)入閃爍體時(shí)，在某一地點(diǎn)產(chǎn)生次級(jí)電子，它使閃爍體分子電離和激發(fā)，退激時(shí)發(fā)出大量光子。閃爍探測(cè)器由閃爍體配光敏器件構(gòu)成。第一，它的適用范圍寬廣，能夠探測(cè)各種類型粒子(包括中性粒子)，并能測(cè)定它們的能量和性質(zhì)，可在各種場(chǎng)合和復(fù)雜環(huán)境中應(yīng)用；第二閃爍體可以是固體和液體介質(zhì)，由于密度大又可以制成很大的尺寸，因此其探測(cè)效率很高，特別是對(duì)γ射線的探測(cè)效率可達(dá)百分之幾十，甚至100%，比氣體探測(cè)器和半導(dǎo)體探測(cè)器高幾倍到幾十倍，同時(shí)它也可以用于高能粒子的探測(cè)；第三，它有較高的時(shí)間分辨率，現(xiàn)代的光電子元件和閃爍體可以設(shè)計(jì)和制造出時(shí)間分辨率接近1ns的高時(shí)間分辨率閃爍探測(cè)器，并允許在高計(jì)數(shù)速度下工作，這對(duì)于時(shí)間測(cè)量有很大意義，可在較強(qiáng)的粒子源場(chǎng)合和符合測(cè)量中使用。由于閃爍探測(cè)器探測(cè)效率高、時(shí)間響應(yīng)較快、對(duì)輻射粒子有很高的靈敏度，還能在很寬的范圍內(nèi)改變，有良好的時(shí)間分辨和線性范圍，因此在脈沖輻射測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用，而且完全可以借助快速示波器來(lái)記錄信號(hào)。閃爍探測(cè)器是常見的一種。當(dāng)輻射通量很大時(shí)，必須考慮探測(cè)器的抗輻射性能，即探測(cè)器、組成探測(cè)器的各個(gè)部件和材料，在電離輻射作用時(shí)間內(nèi)及作用以后，應(yīng)能在規(guī)定的指標(biāo)限度內(nèi)繼續(xù)完成自己的功能，并在整體上保持自己的特性。通常只研究過(guò)載1一2個(gè)數(shù)量級(jí)的情況。在許多情況下，探測(cè)器的過(guò)載能力也十分重要。作為探測(cè)器測(cè)量注量的下限，可以取這樣的局部輻射場(chǎng)：在脈沖輻射作用時(shí)間內(nèi)，探測(cè)器平均只記錄一個(gè)粒子(量子) [量子/(厘米2)] (313)其中是脈沖輻射的持續(xù)時(shí)間。此時(shí)，用探測(cè)器測(cè)量粒子(量子)注量率的最大線性范圍為 (3 12)在實(shí)際測(cè)量工作中，總是要求，以使在測(cè)量的量程范圍內(nèi)用盡可能少的探測(cè)器數(shù)量。通常是在測(cè)量統(tǒng)計(jì)誤差約為10%時(shí)取值，此時(shí)在等于時(shí)間分辨的時(shí)間內(nèi)，記錄到約100個(gè)粒子；在這種情況下 [量子/（厘米2?秒）] （311）式中為探測(cè)器的有效探測(cè)面積，它的物理意義是當(dāng)探測(cè)器的探測(cè)效率的情況下其靈敏體積的橫截面面積，即探測(cè)器靈敏體積橫截面單位面積上只通過(guò)一個(gè)粒子的輻射場(chǎng)中，它能探測(cè)到的粒子(量子)數(shù)目。 [量子/（厘米2?秒）] （310）測(cè)量粒子注量率的下限，首先取決于顯示探測(cè)器信號(hào)所用的儀器的靈敏度。這種分析方法，不但適于整個(gè)脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，而且尤為適宜脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)中的探測(cè)系統(tǒng)。如果求得的解析解或數(shù)字解，則通過(guò)測(cè)量結(jié)果的逆卷積，便求得輸入脈沖輻射的解析性狀或數(shù)字分布性狀。只要測(cè)量系統(tǒng)選定，其時(shí)間響應(yīng)函數(shù)便相應(yīng)確定。輸入脈沖輻射通量密度可表示為： （35）不考慮測(cè)量系統(tǒng)對(duì)能量的響應(yīng)時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)對(duì)單位脈沖輻射輸入，測(cè)量系統(tǒng)的輸出為（未計(jì)入測(cè)量系統(tǒng)的固有延時(shí)）： （36）定義為系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)函數(shù)。前者適用于脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)特性時(shí)域分析，即將輸入的脈沖輻射連續(xù)性信號(hào)分解成不同時(shí)刻的函數(shù)脈沖輻射信號(hào)的疊加。任何一個(gè)輸入信號(hào)，包括脈沖輻射信號(hào)，都可以分解成某些基準(zhǔn)信號(hào)的疊加，測(cè)量系統(tǒng)的輸出則是這些基準(zhǔn)輸入信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的作用而產(chǎn)生輸出信號(hào)的疊加。幅度特性是指探測(cè)器輸出電流對(duì)照射它的粒子注量率的依從關(guān)系。知道輻射能譜和能譜特性，探測(cè)器的靈敏度可由下式求出： （34）有時(shí)候，探測(cè)某種給定輻射時(shí)的能量靈敏度以及照射量率靈敏度也是十分重要的兩個(gè)參數(shù)，這里是探測(cè)器所在位置上的照射量率。由于粒子的探測(cè)過(guò)程和探測(cè)器輸出端電流的形成都具有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，所以只有當(dāng)探測(cè)器輸出電流統(tǒng)計(jì)漲落同輸出電流平均值相比是不太大的情況下，才能討論探測(cè)器的電流靈敏度。因此，在脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量實(shí)踐中，多用電流靈敏度這一定義： (安培即，探測(cè)器對(duì)單位有效輸入量的敏感程度。探測(cè)效率與射線入射到探測(cè)器的方向有關(guān)，探測(cè)器的探測(cè)效率具有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。為由的入射粒子與探測(cè)器靈敏介質(zhì)發(fā)生作用的輻射粒子數(shù)目。為探測(cè)器靈敏體積的橫截面積(cm2)。 探測(cè)效率脈沖輻射探測(cè)器的一個(gè)基本特性是探測(cè)效率。脈沖輻射探測(cè)器的基本特性至少應(yīng)包括:探測(cè)效率、有效探測(cè)面積、電流靈敏度、幅度特性、時(shí)間響應(yīng)、線性電流、疲勞特性和過(guò)載能力等。量熱型，其基本原理是利用電離輻射在物質(zhì)中造成的熱能。電信號(hào)在核電子學(xué)設(shè)備中還要被進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，以便使電離輻射的被測(cè)參數(shù)能夠呈現(xiàn)為便于觀察和便于分析的形式[3]。帶電粒子能夠直接引起物質(zhì)原子的電離和激發(fā)，而X射線、Y射線、中子則是通過(guò)光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對(duì)效應(yīng)、核彈性散射、核反應(yīng)等次級(jí)過(guò)程使原子電離和激發(fā)的。由于脈沖信號(hào)的幅值、持續(xù)時(shí)間和出現(xiàn)時(shí)間的不確定性，因此，還要求設(shè)計(jì)和使用的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)上述的不確定性信號(hào)應(yīng)具有滿足要求的信號(hào)捕捉能力。這是測(cè)量系統(tǒng)中的觸發(fā)系統(tǒng)首先被電磁干擾信號(hào)啟動(dòng)，并記錄到電磁干擾信號(hào)的結(jié)果，表明觸發(fā)系統(tǒng)工作失效。脈沖電子加速器在運(yùn)行工作中，產(chǎn)生脈沖信號(hào)的時(shí)間順序是:電磁干擾、脈沖電子、脈沖韌致輻射信號(hào)。如果相反，則這種測(cè)量結(jié)果不具有真實(shí)性。但從測(cè)量角度上看，則是未知的。所謂信號(hào)時(shí)間行為原則，是指脈沖輻射信號(hào)具有自身的時(shí)間分布規(guī)律，即發(fā)生、發(fā)展和終止規(guī)律。不能設(shè)想，在待測(cè)的脈沖輻射信號(hào)出現(xiàn)并到達(dá)測(cè)量系統(tǒng)之前，就會(huì)記錄到待測(cè)輻射信號(hào)。在設(shè)計(jì)脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，必須考慮并遵循判斷記錄信號(hào)真?zhèn)涡缘膬蓷l原則，即信號(hào)的物理因果關(guān)系原則和信號(hào)時(shí)間行為原則。測(cè)量結(jié)果的真?zhèn)涡员硎緶y(cè)量結(jié)果的真實(shí)性和有效性。于是，在實(shí)踐中，人們便采用重復(fù)式的測(cè)量系統(tǒng)一冗余系統(tǒng)，以減小失效概率。所以，欲使測(cè)量系統(tǒng)的每個(gè)組件、每個(gè)環(huán)節(jié)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的設(shè)計(jì)狀態(tài)工作而不發(fā)生任何失效是不可能的。 測(cè)量系統(tǒng)可靠性的要求脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的可靠性是指它對(duì)非周期性的不確定性脈沖輻射信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，在規(guī)定的范圍內(nèi)，最終給出反映脈沖輻射場(chǎng)特征的測(cè)量結(jié)果的有效概率。對(duì)納秒和亞納秒級(jí)脈沖輻射場(chǎng)脈沖輻射時(shí)間特性測(cè)量時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)特性尤為重要，要求的程度，可視測(cè)量結(jié)果精確度和對(duì)測(cè)量結(jié)果復(fù)原的可能性而定。但若測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)性能太差，時(shí)間響應(yīng)脈沖半高寬大于、甚至遠(yuǎn)大于測(cè)量的輻射脈沖半高寬時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)輸出的脈沖時(shí)間特性基本上就是測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)特性，即使采用逆卷積復(fù)原方法也難以給出反映輸入脈沖輻射時(shí)間特征。 測(cè)量系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)性能的要求如果以脈沖輻射場(chǎng)的時(shí)間特性為測(cè)量目的，則應(yīng)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)輸出時(shí)間響應(yīng)性能提出要求。至于測(cè)量系統(tǒng)允許偏離線性的程度，則根據(jù)對(duì)測(cè)量結(jié)果精確度的要求決定。測(cè)量系統(tǒng)的線性好壞，決定了測(cè)量結(jié)果的可復(fù)原性和精確性。 測(cè)量系統(tǒng)線性的要求這里所指的測(cè)量系統(tǒng)的線性僅是某一子系統(tǒng)的線性。測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的上限就是最低靈敏度探測(cè)器的線性輸出上限對(duì)應(yīng)的輻射場(chǎng)粒子通量密度。對(duì)測(cè)量系統(tǒng)靈敏度的要求是:在欲測(cè)的脈沖輻射場(chǎng)粒子通量密度及其變化范圍內(nèi)，測(cè)量系統(tǒng)能線性地給出可供分析、處理、復(fù)原的脈沖輻射特性測(cè)量結(jié)果。應(yīng)當(dāng)指出，探測(cè)位置的選擇性，不是測(cè)量系統(tǒng)的固有特性。例如，對(duì)脈沖中子能譜測(cè)量時(shí)，探測(cè)位置應(yīng)在遠(yuǎn)場(chǎng)處。所謂探測(cè)位置的選擇，是根據(jù)探測(cè)器或探測(cè)系統(tǒng)的靈敏度及其輸出線性范圍，在脈沖輻射場(chǎng)中選擇適當(dāng)?shù)奶綔y(cè)位置，以便與輻射場(chǎng)粒子通量密度及其變化范圍相匹配。因此，測(cè)量系統(tǒng)必須有相當(dāng)?shù)牧Ｗ宇愋偷倪x擇和分辨能力。測(cè)量系統(tǒng)的選擇性完全由探測(cè)器和探測(cè)系統(tǒng)的選擇性決定。比如，只需了解脈沖輻射粒子總數(shù)和總能量、脈沖輻射場(chǎng)某點(diǎn)處輻射粒子通量密度或能通量密度隨時(shí)間的變化規(guī)律、脈沖輻射峰值的大小及其出現(xiàn)時(shí)刻等某些特征量時(shí)，就可簡(jiǎn)化測(cè)量系統(tǒng)，降低對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的要求。 脈沖輻射測(cè)量對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的要求對(duì)脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)提出特殊而且必要的要求，才能適應(yīng)脈沖輻射場(chǎng)條件下的測(cè)量。輻射能譜（粒子或量子的能量分布） [粒子/Mev] (36)同時(shí)為單位能量間隔內(nèi)的輻射粒子數(shù)。能注量率 [焦耳/(厘米2秒)] (33)d是在dt時(shí)間間隔內(nèi)射入橫截面ds的單元小球體體內(nèi)的粒子或量子數(shù)目。脈沖輻射粒子（量子）強(qiáng)度J0（t）= [S1] (32) dN0是脈沖輻射源在單位時(shí)間內(nèi)向4π空間發(fā)射出的所有能量粒子或量子數(shù)目。 脈沖輻射場(chǎng)的基本參數(shù)根據(jù)己經(jīng)建立的術(shù)語(yǔ)系統(tǒng)，目前使用以下幾個(gè)物理量來(lái)表征脈沖輻射場(chǎng)?？梢钥闯觯}沖輻射場(chǎng)測(cè)量中的許多特殊性，是穩(wěn)態(tài)輻射場(chǎng)測(cè)量中所少見甚至沒(méi)有的。特別是，脈沖輻射場(chǎng)的輻射脈沖是以不重復(fù)性、有時(shí)是不可再現(xiàn)性的單次狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)必需具有足夠的可靠性，不失機(jī)會(huì)地捕捉這種脈沖輻射信號(hào)。即使某次測(cè)量結(jié)果不盡人意或不合理，還可再行測(cè)量，并仍能給出反映輻射場(chǎng)特征的測(cè)量結(jié)果。另外，穩(wěn)態(tài)輻射場(chǎng)測(cè)量的是單個(gè)粒子及其形成的離散譜，而脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量的則是大量粒子及其形成的統(tǒng)計(jì)連續(xù)譜。就測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)性而言，穩(wěn)態(tài)輻射場(chǎng)測(cè)量中，無(wú)論是計(jì)數(shù)率測(cè)量，還是總計(jì)數(shù)測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)性總是表現(xiàn)為單個(gè)粒子記錄數(shù)目及其每個(gè)作用粒子對(duì)探測(cè)器輸出貢獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)性。然而，在脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量中，由于測(cè)量系統(tǒng)存在固有的時(shí)間響應(yīng)特性，使得記錄的脈沖信號(hào)的性狀，不再等同于輻射場(chǎng)粒子脈沖的特征。因此，使用穩(wěn)態(tài)輻射場(chǎng)的粒子的鑒別技術(shù)，既不能鑒別輻射場(chǎng)中粒子的類型，也不能鑒別同類型輻射粒子能量的大小，而必需采用特殊的脈沖輻射場(chǎng)粒子鑒別技術(shù)與探測(cè)技術(shù)。但在脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量情況下，由于在探測(cè)器的固有分辨時(shí)間間隔內(nèi)有一群粒子到達(dá)探測(cè)器有效體積內(nèi)。而在脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量中，由于脈沖持續(xù)時(shí)間極短(Ps一娜量級(jí))，‘量級(jí)，在穩(wěn)態(tài)輻射場(chǎng)測(cè)量中常用的計(jì)數(shù)率測(cè)量方法、脈沖幅度分析法、中子、丫分辨和符合等方法已無(wú)法適用，因此必需采用新型的、具有滿足時(shí)間響應(yīng)要求的低靈敏度探測(cè)器件，通過(guò)其輸出的脈沖特征經(jīng)信號(hào)復(fù)原處理后，方能給出脈沖輻射場(chǎng)的有關(guān)特征量。因此，脈沖輻射場(chǎng)的特征信息，不能再?gòu)膯蝹€(gè)粒子的行為及其特性提取，而只能從輻射脈沖中群粒子的集體行為及其特性獲得。在輻射脈沖中，含有大量的粒子，即使是在現(xiàn)代技術(shù)水平情況下，用現(xiàn)代的探測(cè)手段，也不再能區(qū)分和識(shí)別輻射脈沖中的每個(gè)個(gè)體粒子的行為。就測(cè)量對(duì)象而言，穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)輻射場(chǎng)測(cè)量，總是針對(duì)著單個(gè)粒子的個(gè)體行為及其特性，記錄的結(jié)果也僅是單個(gè)粒子在探測(cè)元件中形成的效應(yīng)，而且還可將這些個(gè)體效應(yīng)在時(shí)間上予以分開。脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量中常需要多種類型的不同靈敏度的探測(cè)器，這些探測(cè)器的適當(dāng)排列與組合，稱為探測(cè)器陣列。脈沖輻射場(chǎng)測(cè)量的目的是通過(guò)脈沖輻射場(chǎng)特征量測(cè)量的結(jié)果描述脈沖輻射