電離室與半導體探測器性能比較

電離室與半導體探測器性能比較

【電離室】ionization chamber
一種根據帶電粒子對氣體電離而測量電磁輻射或粒子流強度或測量短射程帶電粒子（如α粒子）能量的探測器。電離室是最早的核輻射探測器。1911～1914年間曾使用電離室發現宇宙線。其主要結構是在一個充有氣體（如氬、空氣等）的密封容器內裝兩個電極（陽極和陰極），其上加有幾百伏特的電壓。（1）當帶電粒子、X射線或γ射線進入容器后，使電極間的氣體電離而產生正負離子，這些離子分別向兩極運動而形成電流。用測量儀器測出電流的大小，就可以推知粒子流的強度或物質所受X射線或γ射線照射的劑量。這種是“電流電離室”或“累積電離室”。（2）當短射程帶電粒子進入后，將在兩極間消耗其全部能量于使氣體電離，所產生的正負離子分別到達兩極，使它們間的電勢發生改變（“脈沖電壓”）。測量出脈沖電壓的大小和數目，就可推知帶電粒子的能量和數量。這種是“脈沖電離室”。
電離室的優點是：1）能量響應好。可做絕對測量用；2）當復合損失可忽略時，輸出與輻照的劑量率無關；3）長期穩定性好（一般可做到小于0.5%/年），使用壽命長；4）密封電離室無需溫度、氣壓修正；5)方向性好。
    它的缺點是：1）靈敏度差；2）空間分辨率比半導體探頭差，近來，由于有尖點電離室（靈敏體積直徑為2 mm），空間分辨率基本能滿足實際測量需求。
【半導體探測器】semiconductor detector
用半導體材料制成的將射線能量轉換成電信號的探測器，它是近些年來發展起來的一種新型核輻射探測器。又稱半導體計數器。實質上是一個半導體材料高摻雜的較大體積的晶體二極管。入射粒子進入半導體探測器后，產生空穴-電子對 ，這些空穴-電子對被探測器兩電極的電場分開，并分別被陰極和陽極收集，產生同射線粒子交出的能量成正比的輸出脈沖信號，從而可探測射線的強度。由于產生一個空穴-電子對所需的能量約3電子伏特（eV），半導體探測器的能量分辨率比閃爍計數器和氣體電離探測器的要高得多。
常用的半導體探測器有兩種類型：（1）金硅面壘型，它是在一塊n型硅單晶片上噴涂一層金膜，在金硅交界面附近形成一個高阻區。也就是形成一個非常薄的P型反型層，接線從底面和靠近交接部分的表面引出。形成一個半導體二極體。如果加上一個方向偏壓，在二極體交接部分的電場使得只有微弱的電流能通過。在靠近交接部分的兩邊有一個所謂耗盡層的區域，所有反向偏電壓都加在這個區域。耗盡層是半導體射線探測器的靈敏部分，如果射線穿過這部分，產生載流子，它們就會被收集，和氣體電離室的情形一樣。（2）鍺（或硅）—鋰漂移型探測器。它是使適量的鋰均勻地漂移進一塊P型鍺（或硅）單晶，形成高阻區。使用時探測器接上反向電壓，當有射線進入高阻區時，損耗能量產生電子—空穴對，在電場作用下，電子、空穴被收集，就有電信號輸出，再用電子儀器記錄。其中金硅面壘探測器適用于測量帶電粒子。鍺（或硅）—鋰漂移探測器測量γ射線、X射線等的能量分辨率特別好，但必須要在低溫（77K）真空條件下工作。一般必須用液態氮冷卻真空條件下工作。一般必須用液態氮冷卻條件下使用。近代也曾把此種探測器放在火箭中升到太空做宇宙射線的探測和研究，在化學方面用來做化學分析后的放射性物質的精密測定。由于半導體探測器的體積小，將來會在醫學上得到廣泛的應用。
半導體探測器的優點是：1)空間分辨率好，分辨時間快。；2)靈敏度高；3)在同樣劑量輻照下，輸出的信號比電離室大。
        它的缺點是：1)能量響應差，不能做絕對測量用；2)輸出的信號與輻照的劑量率有關，即輻射損傷效應（累計劑量達到一定程度后，響應會有很大變化）。如測量PDD時，當水深為25 cm時，與正常信號輸出可差4.4%；3)長期穩定性不好；4)無需溫度、氣壓修正，但溫度變化會明顯增加探測器的暗電流，即輸出隨溫度的漂移大。

現在用半導體的比較多吧，比較方便

還有價格問題應予考慮，半導體探測器一般價格較貴

電離室的工作原理決定設備的體積不可能很小，攜帶不方便，但低能響應比較好，更精度些。

不能一概而論吧，各有各的用處?。?2571指形電離室也很小啊，2570型劑量儀很方便攜帶！測劑量用電離室好，測活度之類用半導體探測器較好！