Partikelstrålningsdetektering

Partikelstrålningsdetektering är processen att mäta eller identifiera närvaron av joniserande strålning, vilket är strålning som har tillräckligt med energi för att avlägsna elektroner från atomer eller molekyler. Denna typ av strålning inkluderar alfastrålning, betastrålning, gammastrålning, röntgenstrålning och neutronstrålning. Detekteringsmetoder bygger på hur partikelstrålning interagerar med materia, oftast genom att joniserande partiklar eller fotoner lämnar en mätbar signatur.

En vanlig metod är att använda gasfyllda detektorer. När joniserande strålning passerar genom gasen i en kammare, joniserar den gasmolekylerna. Dessa joner och de frigjorda elektronerna kan sedan samlas upp av elektriska fält, vilket skapar en elektrisk ström eller puls som kan registreras. Exempel på sådana detektorer är Geiger-Müllerräknare, proportionella räknare och jonisationskammare.

Scintillationsdetektorer utnyttjar material som avger ljus (scintillationer) när de träffas av joniserande strålning. Detta ljus detekteras sedan av en fotodetektor, som en fotomultiplikatorrör eller en kiseldetektor, och omvandlas till en elektrisk signal.

Halvledardetektorer, ofta baserade på kisel eller germanium, fungerar genom att strålningen skapar elektron-hål-par i halvledarmaterialet. Dessa laddningsbärare separeras av ett elektriskt fält och ger en mätbar ström. Dessa detektorer är kända för sin goda energilösningsförmåga.

Neutroner detekteras ofta indirekt eftersom de inte har en laddning och därför inte joniserar direkt. Vanliga metoder involverar material som reagerar med neutroner för att producera laddade partiklar, vilka sedan detekteras med metoder som nämnts ovan. Partikelstrålningsdetektering är avgörande inom områden som kärnenergi, medicinsk diagnostik och behandling, säkerhetskontroller och grundforskning.