在核医学应用领域,因为核素应用的特点,我们通常会碰到使用α-β表面沾污仪的情况,而国内关于该类仪器的选型包含了主流的两种核心探测器,云母GM管和闪烁体探测器。

有以下几款相关仪器:
- YD-8015B 便携式α、β表面沾污仪: 采用云母端窗口计数管。
- YD-8015D 多功能辐射检测仪: 采用云母窗盖革计数管。它是一个多功能仪器,可以测量 α、β、γ 与 X 射线,并且具备测量 Bq/cm² 的能力,但主要定位似乎是多功能辐射检测仪。
- YD-8170 便携式α、β表面污染检测仪: 采用塑料闪烁体 ZnS(Ag) 作为探测器。主要用于测量 α、β 表面污染。
- YD-8180 α、β表面污染测量仪: 采用 ZnS 塑料闪烁体探测器加固态光电倍增管 作为探测单元。主要用于监测人员或物品表面的 α、β 沾污水平。
下面对比一下采用这两种不同探测器的仪器在表面污染测量方面的技术参数和特性:

- 探测器类型与工作原理
- 云母窗盖革计数管 (GM管):YD-8015B 和 YD-8015D 均采用云母端窗口计数管或云母窗盖革计数管。盖革计数管是气体探测器,通过探测电离辐射在管内产生的电离效应来计数。云母窗很薄,允许穿透力较弱的 α 粒子和低能 β 粒子进入计数管内。
- 闪烁体探测器:YD-8170 采用塑料闪烁体 ZnS(Ag),YD-8180 采用 ZnS 塑料闪烁体探测器加固态光电倍增管。闪烁体材料(如 ZnS 塑料闪烁体)在吸收电离辐射能量后会发出闪烁光,通过光电倍增管(或固态光电倍增管)将光信号转换为电信号进行测量。这种探测器对 α 和 β 粒子响应良好。
- 探测面积
- GM管仪器 (YD-8015B, YD-8015D):探测器的有效直径为 44.5mm。计算出的有效面积相对较小(约为 15.5 cm²)。
- 闪烁体仪器 (YD-8170, YD-8180):探测面积通常较大。YD-8170 的有效面积为 1017 cm² 或 1010 cm²。YD-8180 的探测面积为 180cm²(可选 360cm²)。更大的探测面积是闪烁体表面污染测量仪的一个显著优势,可以在单位时间内扫描更大面积的表面,提高巡检效率。
- 可探测辐射类型与功能侧重
- GM管仪器 (YD-8015B, YD-8015D):GM管对 α、β、γ、X 射线都有响应,尽管效率不同。YD-8015B 设计为兼具表面沾污监测仪和 X, γ 剂量率仪的功能。YD-8015D 是多功能辐射检测仪,测量剂量率和累积剂量,也可测量 Bq/cm²。因此,GM管仪器通常功能更全面,可用于多种辐射测量。
- 闪烁体仪器 (YD-8170, YD-8180):主要侧重于 α、β 射线的表面污染测量。YD-8180 也列出了可探测类型包含 γ,但这两种型号的核心功能是高灵敏地探测 α、β 表面污染。
- 测量范围 (表面沾污)
- GM管仪器:YD-8015B 的 α 范围为 0~600 Bq/cm²,β 范围为 0~4000 Bq/cm²。YD-8015D 可测量 Bq/cm²,范围为 0~500 Bq/cm²。
- 闪烁体仪器:YD-8170 的测量上限是 10⁵ cps。YD-8180 的 α 测量范围是 0~5000cps,β 测量范围是 0~50000cps。它们都可以显示 Bq/cm²,但具体的 Bq/cm² 测量范围在来源中未像 YD-8015B 那样明确列出。
- 探测效率与灵敏度
- GM管仪器:YD-8015B 对 90Sr+90Y(β) 的探测效率为 54%,表面灵敏度为 500 CPM/Bq.cm⁻²。
- 闪烁体仪器:YD-8170 列出了对多种核素的探测效率,如 241Am ≥52%,90Sr+90Y ≥50%。YD-8180 对 90Sr-90Y ≥35%,241Am(α)≥30%;(2π)。闪烁体探测器通常具有较高的灵敏度。
- 本底计数
- GM管仪器:YD-8015B 的本底读数为 60cpm。
- 闪烁体仪器:YD-8180 的本底计数为 α≤0.1cps,β≤5cps。转换为 cpm,α≤6cpm,β≤300cpm。YD-8180 来源中列出的 α 本底非常低,这可能与探测器特性及信号处理(如 α/β 甄别)有关。
- 显示与操作特性
- GM管仪器:YD-8015B 可切换显示,由手柄按键操作。YD-8015D 采用 2.0 寸 TFT 彩色液晶显示屏,操作简便。
- 闪烁体仪器:YD-8170 采用 128×64 点阵显示屏,用户友好型,操作简单。YD-8180 采用 4 寸彩色触摸液晶显示屏,全中文操作界面,易于上手、操作简便。触屏显示和更友好的界面是 YD-8180 的一个亮点。
- 其他功能
- GM管仪器:YD-8015D 具有实时测量图形、报警阈值设置、报警记录保存、多种报警方式(震动/声音/光)、实时时钟等功能。
- 闪烁体仪器:YD-8170 具有声提示、背光开关、USB连接、可更换铝箔片、两个可调报警阈值等。YD-8180 功能更丰富,包括可自由选择扣除或不扣除本底、可自由编辑核素库、10万组数据存储(带断电保护)、USB 数据传输、实时时钟、连续可调报警阈值。闪烁体仪器,尤其是 YD-8180,提供了更多针对表面污染测量的专业功能。
总结区别与各自特性:
云母窗盖革计数管仪器 (如 YD-8015B):

- 特性:多功能性较强,可以同时用于 α、β 表面污染测量和 X、γ 剂量率测量。探测面积相对较小。对环境本底响应相对明显。(需要说明的是,GM管仪器的成本通常相对较低,但这部分信息未直接来自提供的来源,请自行核实。)
- 应用:适合需要在不同辐射类型之间切换测量,且探测面积要求不那么严格的场合。
闪烁体探测器仪器 (如 YD-8170, YD-8180):
- 特性:专注于 α、β 表面污染测量。最大的特点是具有远大于 GM管的探测面积,这使得它们在进行大面积表面污染快速扫描时效率极高。通常具有较高的灵敏度 和更低的 α 本底计数 (YD-8180)。功能设计上更贴合专业的表面污染监测需求,如背景扣除、核素库、大量数据存储等。显示和操作界面可能更先进。
- 应用:非常适用于需要大面积、快速、高灵敏度扫描检测人员、设备、场所表面的 α、β 污染的场合,例如核医学科、核电站、实验室、环保监测等。