Индивидуальный дозиметрический сигнализатор как основное оборудование радиационной защиты, принцип обнаружения в основном основан на двух технических путях: счетчике GM и полупроводниковом детекторе, оба из которых достигают захвата и количественной оценки радиационных сигналов с помощью различных физических механизмов.
Технология GM - счетчиков является основной программой ранних индивидуальных сигнализаторов дозы. Его основная структура состоит из ионизационной камеры, состоящей из центрального металлического анода и катода стенки трубы, заполненного инертным газом (например, аргоном) и закаленным газом (например, бромированным паром). Когда лучевые частицы (например, бета, гамма - лучи) входят в трубку, молекулы ионизирующего газа образуют пары электронов и ионов. Под действием высоковольтного электрического поля электрон ускоряет столкновение с другими молекулами газа, вызывая лавинный разряд, образуя обнаруживаемый электрический импульсный сигнал. Закаленный газ прекращает разряд, поглощая избыточную энергию, гарантируя, что каждое лучевое событие производит только один импульс. Преимущество GM - трубки заключается в простоте конструкции, низкой стоимости и эффективности обнаружения бета - лучей почти на 100%, но низкой чувствительности к гамма - излучению (около 10%) и наличии эффекта « мертвого времени» (интервал между двумя импульсами занимает десятки микросекунд), который может быть пропущен при высоких скоростях дозы.
Технология полупроводниковых детекторов представляет собой направление развития современных индивидуальных сигнализаторов дозы. Он использует кремний или германий в качестве среды обнаружения, и когда частицы луча попадают в чувствительную область, они возбуждают образование пары электрон - дырка. Под действием дополнительного электрического поля носитель заряда дрейфует к электроду, образуя электрический сигнал, пропорциональный энергии луча. Полупроводниковые детекторы имеют гораздо более высокое энергетическое разрешение, чем GM - трубки, и могут различать лучи с различными энергиями (например, между низкоэнергетическими рентгеновскими лучами и высокоэнергетическими гамма - лучами) без ограничений по времени смерти и подходят для среды с высокой скоростью дозы. Кроме того, его небольшой размер, сильная устойчивость к электромагнитным помехам, некоторые модели также интегрируют модули Bluetooth и GPS для поддержки передачи данных в реальном времени и дистанционного мониторинга. Тем не менее, полупроводниковые детекторы требовательны к производственным процессам и должны работать при низких температурах (например, при температуре жидкого азота) для подавления теплового шума, что приводит к более высокой стоимости.
В практическом применении индивидуальный дозиметрический сигнализатор часто использует комбинацию труб GM и полупроводниковых детекторов, чтобы сбалансировать чувствительность и стоимость. Например, в сценариях инспекции АЭС трубки GM используются для быстрого скрининга радиационных горячих точек, а полупроводниковые детекторы используются для точного измерения кумулятивных доз для обеспечения безопасности персонала.