سنسور تشعشع (Radiation Sensors)، در فیزیک (Physics)

انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :

سنسور تشعشع (Radiation Sensors) :

سنسورهای تشعشع (یا آشکارسازهای پرتو) برای تشخیص و اندازه گیری پرتوهای یونیزان (مانند آلفا، بتا، گاما، ایکس) و همچنین پرتوهای غیر یونیزان (مانند فرابنفش) استفاده می شوند. این سنسورها در پزشکی (تصویربرداری، پرتودرمانی)، صنعت (آزمایش های غیرمخرب، اندازه گیری ضخامت)، نیروگاه های هسته ای، و حفاظت در برابر تشعشع (دزیمتری) حیاتی هستند. پرتوهای یونیزان با برهمکنش با ماده، یون ها (جفت الکترون-یون مثبت) تولید می کنند. آشکارسازها بر اساس اندازه گیری این یون ها کار می کنند.

انواع اصلی سنسورهای تشعشع:

اتاقک یونیزاسیون (Ionization Chamber): ساده ترین نوع. یک محفظه پر از گاز با دو الکترود که با اعمال ولتاژ، یون های تولید شده توسط پرتو جمع آوری می شوند و جریان متناسب با دز اندازه گیری می شود. برای دزیمتری پرتوهای پرانرژی و اندازه گیری دز دقیق.

آشکارساز گایگر-مولر (Geiger-Müller Counter): بسیار حساس، با بهره بالا. از یک لوله پر از گاز با ولتاژ بسیار بالا استفاده می کند. هر ذره یونیزان باعث یک تخلیه الکتریکی (پالس) بزرگ می شود. برای شمارش ذرات و تشخیص حضور تشعشع (نرخ دز) مناسب است، اما نمی تواند انرژی یا نوع پرتو را تشخیص دهد.

آشکارساز سوسوزن (Scintillation Detector): از یک ماده سوسوزن (مانند NaI(Tl)، پلاستیک) استفاده می کند که در اثر برخورد پرتو، نور (سوسوزنی) تولید می کند. این نور توسط یک فوتومولتیپلایر (PMT) به پالس الکتریکی تبدیل می شود. این آشکارسازها کارآمد، سریع و قادر به تشخیص انرژی (طیف سنجی) هستند.

آشکارساز نیمه هادی (Semiconductor Detector): مانند دیودهای سیلیکونی یا ژرمانیومی فوق خالص. با جذب پرتو، جفت الکترون-حفره تولید شده و جریان (یا پالس) متناسب با انرژی پرتو تولید می کنند. وضوح انرژی بسیار بالا، مناسب برای طیف سنجی دقیق (مثلا در XRF). نیاز به خنک سازی (در نوع ژرمانیومی).

فیلم عکاسی (Dosimeter Film): قدیمی ترین روش. پرتو باعث تیره شدن فیلم می شود. میزان تیرگی متناسب با دز جذبی است. برای دزیمتری شخصی (دز فیلم) و تصویربرداری پزشکی.

ترمولومینسانس دزیمتر (TLD): کریستال های خاصی (مانند LiF) که با جذب پرتو، الکترون ها را در تله ها ذخیره می کنند. با حرارت دادن، نور مرئی گسیل می شود که متناسب با دز است. برای دزیمتری شخصی دقیق.

پارامترهای مهم: حساسیت، راندمان، وضوح انرژی، محدوده دز، و زمان پاسخ.