閃爍探測器主要是由閃爍體、光的收集部件和光電轉(zhuǎn)換器件組成的輻射探測器。利用電離輻射在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光來進行探測的，也是目前應(yīng)用Z多、Z廣泛的電離輻射探測器之一。

閃爍探測器的發(fā)展

　　閃爍探測器Z基本的思想是依靠輻射粒子在某些物質(zhì)中引起的閃光來探測電離輻射。早在1903年就有人用熒光屏觀察由放射性引起的單次閃光。1944年，柯倫和貝克用光電倍增管代替了肉眼的作用。之后，卡爾曼用萘取代了硫化鋅晶體。這兩種替換使閃爍探測法有可能探測、記錄由單個核輻射產(chǎn)生的脈沖，并可以用電子學(xué)方法分析它。

　　閃爍探測器的一大優(yōu)點在于它的粒子適用范圍很廣，對能量在1eV～10GeV范圍內(nèi)的輻射粒子都適用。在高能物理及核物理、地球物理學(xué)、生物物理學(xué)、生物化學(xué)、放射化學(xué)、醫(yī)學(xué)輻射、安全稽查等眾多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。同時，由于具備探測效率高、分辨時間短等優(yōu)點，閃爍探測器已成為當(dāng)今應(yīng)用Z多的探測器之一。其中又以無機閃爍探測器的應(yīng)用Z為廣泛。

閃爍探到器工作過程

　　閃爍探測器工作過程有以下幾個步驟：

　　1、γ射線進入閃爍體與閃爍體的物質(zhì)產(chǎn)生相互作用，使閃爍體物質(zhì)中原子分子電離和激發(fā)，在退激或復(fù)合時形成閃爍光。

　　2、閃爍光被倍增管光陰極收集后，發(fā)出光電子，經(jīng)倍增放大后被陽極收集輸出電信號。

　　3、光電倍增管陽極輸出的電信號經(jīng)過前放(跟隨器)輸出脈沖信號。

閃爍探測器特性

　　1、脈沖幅度分辨率

　　在脈沖幅度分布曲線上，能譜半高寬Δh與峰值幅度h比值的百分數(shù)稱為脈沖幅度率R，即R=(Δh/h)×1**%。它是表征兩個能量相近核素甄別能力的品質(zhì)因素。

　　2、閃爍探測器坪特性

　　閃爍探測器坪特性不是本身固有特性，而是在一定的使用條件下的一個應(yīng)用特性。它對確保核儀器的測量精度和可靠工作是非常重要的一般以Nal(TI)與放射源的脈沖積分計數(shù)率與高壓的特性曲線來確定其坪特性。

　　具有好的坪特性曲線閃爍探測器組成的核子秤及密度計有較好的穩(wěn)定性。在實際運用中，對閃爍探測器要求較高。好的閃爍探測器坪長要求在200V以上。總坪斜應(yīng)小于1%。

閃爍體的分類

　　很多物質(zhì)都可以在粒子入射后而受激發(fā)光，因此閃爍體的種類很多，可以是固體、液體或氣體。

　　閃爍體材料大致可分為以下三類：

　　(1)用于γ射線探測的CsI(Tl)晶體無機閃爍體：包括堿金屬鹵化物晶體(如NaI(Tl)、CsI(Tl)等，其中Tl是激活劑)、其他無機晶體(如CdWO4、BGO等)、玻璃體。

　　(2)有機閃爍體：有機晶體(如蒽、芪等)、有機液體、塑料閃爍體。

　　(3)氣體閃爍體：如氬、氙等。

閃爍體的發(fā)光機理

　　閃爍探測器不同閃爍體在電離輻射作用下發(fā)光的物理機制有很大區(qū)別。

　　1、無機閃爍體

　　這類閃爍體的發(fā)光機制以摻雜激活劑的堿金屬鹵化物晶體Z為典型。在此類晶體中各原子呈周期性排列，在原子核電場的作用下，原本屬于單個原子的核外電子可以以在相鄰原子間轉(zhuǎn)移，這樣的電子不再固定從屬于某個原子，而是從屬于整個晶體，這種現(xiàn)象稱為晶體中電子的共有化。原先孤立原子中的能級也相互交錯重疊形成晶體能帶，這些能帶又可分為價帶與導(dǎo)帶，二者之間存在一定寬度的禁帶。

　　當(dāng)電離輻射進入晶體中，原先處于價帶的電子受激發(fā)躍遷至導(dǎo)帶，之后經(jīng)過一段時間(典型值為10-7秒左右)，電子又退激回到價帶，在此過程中會釋放出光子，光子能量等于電子前后所處能帶能量之差。一般情況下，禁帶較寬，因此躍遷釋放光子的能量較高，超出可見光范圍。

　　如果在晶體中摻入Tl等雜質(zhì)(激活劑)，則可以在原先的禁帶中產(chǎn)生一些局部能級，這樣電子再受激和退激時就可能會落到這些局部能級，相應(yīng)的能量差也比原來要小，因此退激放出的光子能量比原先要低，即落在可見光范圍內(nèi)。

　　2、有機閃爍體

　　有機閃爍體大多屬于苯環(huán)結(jié)構(gòu)的芳香族化合物，其發(fā)光過程中主要通過電子的躍遷實現(xiàn)。

　　氣體閃爍體：氣體分子受電離輻射激發(fā)，退激時釋放光子。氣體閃爍體放出的光子大多屬于紫外光波段，因此需要使用專門針對紫外光的光電元件，或者在工作氣體中摻入少量雜質(zhì)氣體(如氮氣)通過吸收部分紫外光子來產(chǎn)生可見光光子。

　　隨著光電倍增管等微光探測器件的應(yīng)用和相關(guān)技術(shù)的進步，閃爍探測器得到了非常迅速的發(fā)展，各種新型閃爍體材料層出不窮。由于具有探測效率高、分辨時間短、使用方便、適用性廣等特點，閃爍探測器在某些方面的應(yīng)用已超過氣體探測器，并為γ射線譜學(xué)的形成和發(fā)展提供了可能。