γ射線是由原子核衰變所產(chǎn)生的，當(dāng)原子核從激發(fā)態(tài)躍遷到較低能態(tài)或基態(tài)時(shí)，*可能會(huì)輻射出γ射線。γ射線強(qiáng)度按能量分布即為γ能譜。測量γ能譜*常用的儀器為低本底多道γ能譜儀。γ能譜儀可以將探測到的γ射線強(qiáng)度和能量繪制成γ能譜，進(jìn)行快速核素識(shí)別，因此也常用于野外對(duì)巖地或地層的鉀、釷、鈾(鐳)、的γ強(qiáng)度測量，或計(jì)算含量分析地質(zhì)等。在實(shí)際應(yīng)用中γ能譜儀因其性價(jià)比高、操作維護(hù)比較簡單、探測效率高(識(shí)別時(shí)間短)，能滿足大多數(shù)測量需求，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、質(zhì)量檢查、工程地質(zhì)、建筑材料和環(huán)境檢測中。
低本底多道γ能譜儀探頭部分由探測器(閃爍體)、光電倍增管和前置放大器構(gòu)成。閃爍體是一類能吸收能量，并能在大約一微秒或更短的時(shí)間內(nèi)把所吸收的一部分能量以光的形式再發(fā)射出來的物質(zhì)。由于γ射線不同于α和β粒子，它類似于光和其它電磁輻射，具有很強(qiáng)的穿透性，容易被高電子密度的物質(zhì)所吸收(如鉛)。*探測器而言，某些無機(jī)鹽能有效地吸收γ光子，發(fā)射出強(qiáng)度正比于所吸收γ射線能量的光子。例如鉈激活的碘化鈉(閃爍體)，用來探測γ射線，效率較高。當(dāng)射線通過閃爍體時(shí)，閃爍體被射線電離、激發(fā)，會(huì)使閃爍體探測器產(chǎn)生熒光，光子被光電倍增管所接收。所探測到的γ射線能量越高，所產(chǎn)生的熒光光子數(shù)目也*越多，再由光電倍增管實(shí)現(xiàn)光子到脈沖信號(hào)的轉(zhuǎn)換，經(jīng)電路信號(hào)處理完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸出。閃爍體探測器也是近幾年來發(fā)展快速，應(yīng)用廣泛的核輻射探測器。
低本底多道γ能譜儀比較熱門的型號(hào)有AT6102、Interceptor、SAM940等，*拿常用的幾款舉例來說實(shí)際使用操作是差不多的。在檢測之前儀器應(yīng)當(dāng)保持電量充足以便于長時(shí)間的現(xiàn)場測量。當(dāng)需要檢測時(shí)檢查儀器電量并開機(jī)充分預(yù)熱(幾分鐘)，以便于調(diào)節(jié)光電倍增管的電壓，穩(wěn)定系統(tǒng)增益，從而達(dá)到穩(wěn)定譜線準(zhǔn)確測量的目的。有的γ能譜儀也可能會(huì)使用到參考源，參考源同樣也是為了穩(wěn)定譜線而制作的，如果穩(wěn)定溫度和測量溫度差別較大可能需要重新穩(wěn)定。當(dāng)儀器預(yù)熱穩(wěn)定完畢之后即可檢測，需要注意的是如果進(jìn)行樣品檢測，應(yīng)當(dāng)對(duì)準(zhǔn)樣品源并扣除本底計(jì)數(shù)率，這樣才能得到樣品的凈計(jì)數(shù)率，并得出準(zhǔn)確的能量譜圖。儀器除了識(shí)別核素也可以作為固定式的γ檢測儀，例如應(yīng)用于海關(guān)檢查，此時(shí)只需將預(yù)設(shè)γ的劑量率報(bào)*閾值調(diào)整為三倍本底水平即可。當(dāng)某些違禁物體通過通道時(shí)即可檢測γ輻射是否超標(biāo)，超標(biāo)時(shí)儀器會(huì)立即發(fā)出*報(bào)提醒進(jìn)行處理。
