放射防护辐射测量方法

放射防护辐射测量方法第1页/共90页为什么要对放射线进行测量？在应用放射线进行诊断和治疗中，我们需了解放射源所输出的射线强度，以确定所采取的照射量是否符合临床的要求；需要定量测量被照射的肢体或病灶所吸收的射线剂量的大小，从而判断能否达到预期的疗效；需要对X、γ射线或其他类型的辐射所形成的射线场进行定量测量，以判断对辐射所设置的屏蔽，为工作人员所提供的放射防护水平能否达到国家所规定的安全标准。第2页/共90页放射线测量的分类：通常医学放射诊断治疗过程中，所涉及的射线的测量可分成两种情况：一是辐射场分布的测量。如机房内射线分布、机房外透射线、散射线强度，放射源输出量的大小等等。这种情况通常我们以照射量大小来反映射线强度的分布，因此，人们建立了照射量的测量方法。二是放射学诊断、治疗中被检者、患者所接收的吸收剂量的测量。虽然照射量与吸收剂量相比，是一个辅助量，但直到现在，它的测量仍然是很重要的。这是因为，由测得某点的照射量可以方便地换算出其他物质中的吸收剂量。第3页/共90页辐射测量的基础：放射线与物质相互作用可以产生各种效应，这些效应都可以成为射线测量的基础。如应用射线的电离作用、热作用、感光作用、荧光作用可以制作各种电离室，闪烁计数器、荧光玻璃剂量计、热释光剂量计、胶片剂量计等。在对射线测定时，应根据实际情况，考虑仪器的测量量程、能量响应、读数建立时间、仪器的灵敏度、精确度等因素。第4页/共90页第5页/共90页主要内容1照射量的标准测量自由空气电离室实用型电离室实用型电离室电离室的校准电离电荷测量电流特殊电离室第6页/共90页主要内容2吸收剂量的测量基本测量方法电离室方法其他方法（固体方法、化学方法）

第7页/共90页somuchtoday第8页/共90页

第一节照射量的测量照射量实际上是以X、γ射线在空气中产生的电离电荷的数量来反映射线强度的物理量，对照射量的测量就涉及到如何收集、测量X、γ射线所产生的微量电离电荷。在实际应用中，电离电荷的收集、测量是通过空气电离室来实现的。第9页/共90页第10页/共90页自由空气电离室基本结构，

C为收集极第11页/共90页第12页/共90页一、自由空气电离室自由空气电离室结构：测量体积收集体积保护电极收集电极测量体积的周围的带电粒子平衡要求第一节照射量的标准测量第13页/共90页图中阴影部分称为“测量体积V”，即X射线束通过的、正对收集电极的那部分空气体积，也就是需要隔离的，质量已知的那部分空气的体积。当X射线从X线管焦点发出射入电离室后，在整个电离室内都会产生电离。因此，电离室的电极板与X射线束边缘的距离应大于次级电子在空气中的射程，使得电子在其能量耗尽之前不能直接跑到电极，从而保证电子完全阻止在空气之中，其能量全部用于在电离室内引起空气电离。第14页/共90页图中与收集电极C相对的体积为“收集体积”，即收集电极上方次级电子产生电离的那部分体积。凡在“收集体积”内产生的离子，其中的一种符号的离子将在电场作用下全部移向收集电极。为了消除使“收集体积”外产生的次级电子在“测量体积”内电离电荷的贡献，“收集体积”周围空气厚度必须大于次级电子的最大射程，从而使次级电子在电离室内达到“电子平衡”。第15页/共90页收集电极用来收集电离室内产生的某一种符号的离子，它被接到测量电荷的静电计上。保护电极与收集电极相互隔开，但具有相同的电位，用以使收集电极上的电场均匀，保证中间区域的电力线垂直于电极。自由空气电离室一般为国家一级或二级剂量标准实验室所配置，作为标准，对现场使用的电离室型剂量仪进行校准，并不适合于在现场使用。第16页/共90页在电子平衡条件下，收集电极收集到的一切离子是由“测量体积”内被X射线击出的次级电子所形成的，设这些被收集的离子总电荷量为Q（库仑）。“测量体积”内空气的质量为m。m=ρ·V式中，ρ为标准状况下（0℃760毫米汞柱）的空气密度。V为“测量体积”内空气的有效体积。X线的照射量为：

第17页/共90页测量体积的确定第18页/共90页一、自由空气电离室第19页/共90页在发散的情况下，能量注量按离开射线源距离的平方减少，而射线束的截面积则随这一距离的平方而增大。因而在离开射线源的不同距离上，射线束的截面积与该截面上的能量注量的乘积为常数，即第20页/共90页第21页/共90页但是必须注意，由于入射口至“测量体积”间空气对X线的吸收、离子复合、散射光子形成的多余电子，阻止于电离室壁中的电子损失，以及由于温度与气压偏离标准状况而引起的空气密度的变化等，很难完全达到电子平衡及空气质量的稳定。因此，所测照射量往往偏离正确值，须进行适当校正。第22页/共90页Ki是仪器和测量过程中存在的许多缺陷所引进的各种修正因子，其中包括入射线束从入口光栏到测量体积这一距离上的衰减引起的电荷补偿不足，散射光子形成的多余电子产生的额外电离，阻止在电离室壁中的电子损失，离子收集过程中造成的复合损失，以及由于温度和气压偏离标准状况而引起的空气电离密度的变化等。第23页/共90页二、实用型电离室标准型电离室体积庞大，应用技术较为复杂，当X、γ光子能量较高时，建立“电子平衡”的空气厚度较大，因此它只能作为标准电离室放置在国家标准实验室内作为次级标准计量仪使用，而不能作为现场测量仪器。第24页/共90页如果我们将“收集体积”外的空气进行压缩，则既能满足“电子平衡”条件，同时又可以大大缩小电离室体积。压缩的空气壁可用空气等效材料代替，从而可以制成实用型空气等效电离室。电离室壁材料与空气的有效原子序数愈接近，则实用型电离室与标准电离室的等效性愈好。第25页/共90页第26页/共90页图（a）表示的电离室设想有圆形空气外壳，中心为充有空气的气腔。假定空气外壳的半径等于电离辐射在空气中产生的次级电子的最大射程，满足进入气腔中的电子数与离开的相等，电子平衡就存在。此条件下的电离室可认为与自由空气电离室具有相同的功能。（一）实用型电离室第27页/共90页如果将图（a）中的空气外壳压缩，则可形成图（b）所示的固态的空气等效外壳。所谓空气等效就是该种物质的有效原子序数与空气有效原子序数相等。由于固体空气等效材料的密度远大于自由空气密度，该种材料中达到电子平衡的厚度可远小于自由空气厚度。例如，对100~250kV的X射线，其空气等效壁的厚度约为1mm，就可达到电子平衡。（一）实用型电离室第28页/共90页（一）实用型电离室图7-2c是一个典型的实用型柱形电离室示意图。电离室室壁材料与中心电极的有效原子序数应与自由空气基本等效。这一前提可以保证电离室室壁内释放的次级电子的能谱与空气相似。最常用的室壁材料有石墨、电木或塑料。实际上室壁材料的有效原子序数一般低于空气的有效原子序数7.67，接近于石墨的有效原子序数6.0。第29页/共90页结果造成室壁电子在空气腔内产生的电离略小于在自由空气电离室中产生的电离；但中心电极的原子序数通常比较大，用石墨或铝制成的收集极，它的尺寸和它在电离室中的位置、几何形状可为上述损失提供补偿。由于不同能量的X、γ射线产生的次级电子的射程不同，故应选用不同厚度室壁的电离室。第30页/共90页在电离室的内壁涂有一层导电材料，形成一个电极；另一个电极位于中心，是用较低原子序数材料（如石墨或铝）制成的收集极。目前普遍使用的是Farmer型指形电离室，它是英国物理学家Farmer最初设计，后由Aird和Farmer改进的，该电离室有很好的能量响应特性（1%~4%）。第31页/共90页Farmer型电离室基本结构第32页/共90页Farmer型电离室能量响应曲线第33页/共90页电离室壁材料为纯石墨(纯度99.99％)，中心收集电极为纯铝材料(纯度99.5％)，极间绝缘材料为聚三氯乙烯-氟乙烯化合物(PTCFE)，灵敏体积为0.61土0.01cm2。经实验确定，中心收集极的直径1.0mm，在灵敏体积中的长度为20.5mm，使该种电离室有很好的能量响应特性(1％一4％)。第34页/共90页目前，一般常用与空气等效的材料做成不同厚度的平衡罩，当测定较高能X、γ射线时，需在原来电离室室壁上套上适当厚度的平衡罩。第35页/共90页但实用型电离室很难同时满足上述条件。为此，在实际中，需要用自由空气电离室来对实用型电离室做校准刻度。通过使用两种电离室同时测量已知强度的X、γ射线源，给出实用型电离室测量校准因子，用于校正实用型电离室所测照射量值。第36页/共90页电离室在使用一段时间后仍需校准，校对时室温一般为20℃，气压为760毫米汞柱。但在实际应用时，往往偏离校正时的气温和气压，造成测量误差，故对所测的数值应进行温度、气压校正。其校正系数KTP为：

其中，t为测量时气温（t℃）；P为测量时气压（毫米汞柱）。第37页/共90页

（三）、电离电荷测量电流由于X、γ射线在电离室中产生的电离电荷量非常小，所形成的电离电流在10-6-10-15A之间，因此测量如此微弱的电流信号就要求其测量电路要有较强的抗干扰性，有较高的输入阻抗，有较大的放大倍数。一般情况下，我们不直接测量电离电流，而是通过一个积分放大器，将电离电流在一个积分电容上充电，通过测量积分电容两端的积分电压来推算积分电荷量。图7-3为常用的电荷测量电路。根据运算放大器工作原理：

第38页/共90页第39页/共90页（四）特殊电离室指形电离室不适合测量表面剂量，对于高能光子束，为了测量在建成区内的剂量，探测器必须很薄以至于穿过灵敏体积时没有剂量梯度；另外，电离室受照射野的影响不明显。为了满足上述要求，设计了一些特殊电离室如外推电离室和平行板电离室。第40页/共90页（四）特殊电离室外推电离室实际上是一个空腔体积可以改变的平行板电离室，原先是为测量X(γ)射线吸收剂量设计的，现在更多地用来测定电子束的吸收剂量。通过测量以电极间距离作为函数的单位体积内的电流，然后利用外推空腔体积无限小时（电极间距离为零）来估计表面剂量。第41页/共90页（四）特殊电离室平行板电离室除电极间距离不能变化外，类似于外推电离室。平行板电离室电极间的距离很小（~2mm），壁或窗非常薄（0.01~0.03mm）。许多国家和国际学术组织都推荐使用平行板电离室用来校准放射治疗中的电子束。第42页/共90页第二节吸收剂量的测定对医学和辐射防护学有意义的量是物质中某点的吸收剂量。根据吸收剂量的定义，为了测定物质中某点的吸收剂量，需要测量射线在介质中该点沉积的能量的大小，然而直接测量射线在该点沉积的能量是很困难的，通常情况下要利用探头取代该点为中心的一小块物质，用该探头测量物质中该点吸收射线能量后产生的理化变化，间接反映该点吸收的射线能量，经过适当校准、刻度，从而给出该点吸收剂量大小。因此选用的探头应该足够小，使它的引入并不显著地干扰原来辐射场的分布。第43页/共90页一、吸收剂量的基本测量法任何一种物质，当其受到辐射照射后，其吸收的射线能量将以热的形式表现出来，吸收的能量越大，则产生的热量亦越高。将介质吸收的能量与其释放的热量进行已知的吸收能量与热量的刻度，就可以定量给出吸收剂量的大小。量热计正是基于这样的原理制成的。第44页/共90页第45页/共90页在吸收介质内要测定吸收剂量的部位，放一小体积的吸收体，用它作为吸收剂量量热计的敏感材料，它与周围介质必须达到热绝缘。吸收体吸收了射线能量后，温度升高，借助微型测温器件（热电偶或热敏电阻）测出吸收体温升，计算出吸收体吸收的能量，以求出小块吸收体材料中的吸收量D：

dm为吸收体质量；dε为射线授与该吸收物体平均能量；dE为以热量形式出现的能量。第46页/共90页在实际测量中，以热量形式出现的能量，并非是直接测量出来的，而是根据导热系统计算出来的。其具体做法是：把已知的电能dEc，通过导线引入电加热丝，对吸收体加热，观察其相应的温升dTc，这样dEc/dTc便表示每单位温升相应的能量吸收。在射线照射过程中，若测得吸收体的温升dT，并忽略其他因素的影响，则可利用下式求得吸收体的吸收剂量。第47页/共90页但是，射线照射物质时所产生的热量是非常微小。例如，水吸收1Gy的吸收剂量时，其温升只有2.4×10-4℃，通常量热计常用石墨做吸收体，石墨吸收1Gy的吸收剂量时，温升约1.4×10-3℃。即使在X线治疗中，组织吸收50Gy的吸收剂量时，温度也不过上升0.012℃。第48页/共90页如此微小的温度变化，通常很难进行测量，必须借助非常灵敏的微型测温仪器。因此，量热法虽然是测定吸收剂量的标准方法，但是，因为制造和使用时技术较为复杂，只能作为标准仪器使用，以校准其他测定吸收剂量的仪器。第49页/共90页二、电离室测定法根据电离室的工作原理，可以看出它的作用是用来测量电离辐射在空气中或在空气等效壁中产生的次级粒子的电离电荷。而在空气中每产生一正负离子对所消耗的电子动能，对所有能量的电子来讲，基本是一常数，即平均电离能为第50页/共90页二、电离室测定法显然用电离室测量吸收剂量可分为两步：首先测量由电离辐射产生的电离电荷，然后利用空气的平均电离能计算并转换成电离辐射所沉积的能量，即吸收剂量。由于电离室本身特性的限制，采用这种方法测量吸收剂量时，对不同能量的电离辐射，依据的基础和计算方法有所不同。第51页/共90页Q为在空气腔中释放出的电离电荷，ρ为空腔中的空气密度，V为空腔体积，A为传输系数，表示能量通过室壁的份额，其值略小于1。

1.中低能X（γ）射线吸收剂量的测量实用型电离室可直接用于照射量的测量。条件是：（1）它与空气等效；（2）它的气腔体积能够准确得知；（3）它的室壁厚度足以提供电子平衡。第52页/共90页第53页/共90页因此，在满足电子平衡的前提下，1库仑·千克的照射量，能使每千克标准空气吸收射线的能量为：33.97戈瑞。若在空气中已测知某点处X线的照射量为X，那么这一点空气的吸收剂量为：

D空气=33.97·X戈瑞对于X、γ射线，在空气中最容易测得的是照射量（X），按上面的公式即可计算出空气的吸收剂量。1.中低能X（γ）射线吸收剂量的测量第54页/共90页但在实际工作中，常常需要知道其他物质的吸收剂量，尤其在对辐射效应的研究中，在放射治疗剂量计算时，需要知道生物组织中某点处的吸收剂量。直接测量组织的吸收剂量是有困难的，往往借助体模进行测量。第55页/共90页设没有体模存在时，射线在空间一点的能量注量为Ψa，根据吸收剂量与能量注量的关系，在电子平衡条件下，该点空气吸收剂量为：当体模存在时，在体模内该点的吸收剂量为：第56页/共90页当体模存在时，在体模内该点的吸收剂量为：A为传输系数，数值上等于相同位置处的Ψm/Ψa

第57页/共90页2.高能电离辐射吸收剂量的测量用电离室测量照射量，然后转换为吸收剂量的方法，其前提条件是必须建立电子平衡．而它只能在X(γ)射线的能量不高于2MVX射线或钻-60γ射线的能量时才能达到。另外照射量的定义仅适用于X(γ)光子辐射，不能用于其他类型的电离辐射如电子和中子等。布喇格-戈瑞（Bragg－Gray）空腔理论不受这些限制，能直接用电离室在介质中测量来计算吸收剂量。第58页/共90页2.高能电离辐射吸收剂量的测量布喇格-戈瑞空腔理论认为，电离辐射在介质中的沉积能量即介质吸收剂量，可通过测量其放置在介质中的小气腔内的电离电荷量转换。第59页/共90页2.高能电离辐射吸收剂量的测量设在一均匀介质中，有一充有空气的气腔，电离辐射如X（γ）射线，其在介质中产生的次级电子穿过气腔时会在其中产生电离，这种电离可以是X（γ）射线在气腔空气中产生的次级电子所致（称为“气体作用”）；也可以是在电离室空气等效壁材料中产生的次级电子所致（称为“室壁作用”）。第60页/共90页布喇格－戈瑞空腔理论示意图第61页/共90页2.高能电离辐射吸收剂量的测量假定气腔的直径远小于次级电子的最大射程，则以下三个假设成立：①X（γ）射线在空腔中所产生的次级电子的电离可以忽略；②气腔的引入并不影响次级电子的注量及能谱分布；③气腔周围的邻近介质中，X（γ）射线的辐射场是均匀的。第62页/共90页2.高能电离辐射吸收剂量的测量气腔的引入并不改变次级电子的分布，则空腔位置上介质的吸收剂量Dm与气腔中所产生的电离量Ja有如下关系：（即为布喇格-戈瑞关系式）第63页/共90页2.高能电离辐射吸收剂量的测量质量阻止本领定义为带电粒子在密度为ρ的介质中穿过路程dl时，一切形式的能量损失dE除以ρdl而得的商，用符号或表示。第64页/共90页2.高能电离辐射吸收剂量的测量综合中低能X（γ）射线和高能辐射（包括电子、X（γ）射线等）的测量原理，应注意：中低能X（γ）射线吸收剂量的测量，首先测量的是照射量，但电离室壁材料不仅要空气等效，而且壁厚要满足电子平衡条件。用布喇格-戈瑞空腔理论测量吸收剂量时，就不需要电子平衡条件，因为根据空腔电离理论，气腔中产生的电离电荷量只和介质中实际吸收的能量有关。对中低能X（γ）射线测量时，只要电离室壁材料和空气等效，对空腔的大小没有特别的限制，如在空气中测量低水平辐射，电离室体积往往较大。用空腔理论测量高能电离辐射的吸收剂量时，气腔应足够小，一般应小于次级电子的最大射程，但也不能过分小，以致造成有次级电离产生的电子大量跑出气腔，而使布喇格-戈瑞关系式失效。第65页/共90页三、吸收剂量的其他测量方法除了利用电离室进行吸收剂量测量以外，在实际测量时，由于射线强度的差别及电离室体积的限制，为满足不同的测量要求，还可以采用其他的测量方法测量吸收剂量。固体方法：热释光剂量仪、胶片剂量仪、半导体剂量仪化学方法：硫酸亚铁剂量计第66页/共90页化学剂量计法化学剂量计法指的是，物质吸收电离辐射的能量而引起化学变化，如果这一变化可以被测定，即可使用它来测量吸收剂量。目前已有许多这种测量系统的报道，其中使用最普遍，测量精度最高的是硫酸亚铁化学剂量计，或称弗瑞克剂量计（frickedosimeter）。第67页/共90页化学剂量计法它的基本原理是，硫酸亚铁水溶液经电离辐射照射，溶液中的二价铁离子Fe2+会被氧化成三价铁离子Fe3+。Fe3+的浓度正比于硫酸亚铁水溶液所吸收的辐射能量，用紫外分光光度计，在波长为244nm和304nm处测量三价铁离子的浓度，即可确定吸收剂量。第68页/共90页化学剂量计法化学剂量计所用的溶液主要成分为水，且能响较好（仅有微小变化），所以这种测量方法有较高的准确性。据报道，硫酸亚铁化学剂量计与Farmer电离室方法相比较，X（γ）射线能量从钴-60γ射线能量到25MVX射线、电子束能量10～25MeV内，其差别分别在0.013～0.001和0.025～0.001之间。第69页/共90页热释光剂量仪（Thermoluminescencedosimeter）根据固体能带理论，具有晶体结构的固体，因含有杂质，造成晶格缺陷，从而形成带电中心，称为“陷阱”。晶格缺陷带电中心，具有吸引、束缚异性电荷的本领。当价带上的电子获得电离辐射的能量，跃迁到导带，不稳定而掉入陷阱。如对该物质加热，会使电子重新回到价带上，并将电离辐射给予的能量，以可见光的形式辐射出去。发光强度与“陷阱”所释放的电子数成正比，而电子数又与物质吸收辐射能量有关。第70页/共90页热致释光原理图第71页/共90页热释光剂量仪第72页/共90页氟化锂镁铜磷热释光探测器一、特点与用途氟化锂镁铜磷热释光探测器具有极高的信噪比，片状探测器的探测阈仅10-7Gy（约10μrad）,线性范围跨8个数量级，有效原子序数接近空气和组织，是理想的环境和个人辐射探测器。在低本底辐射场下作剂量监测，优于其他探测器。二、性能1线性范围：5*10-7Gy~10Gy（0.05mrad~1000rad）2相对灵敏度（TL/ms）:为TLD—100的20-30倍3探测阈：约10-7Gy（约10μrad）4能量响应（对30KeV~3MeV的光子）：<20%5均匀性（1δ）：<5%6贮存信息的稳定性：室温下存放一个月无明显衰退，在50oC下存放一个月衰退约3%7光照效应：对室内散射日光、白炽灯光、荧光灯无明显响应；对直射日光（紫外光）有响应。8工作环境：T<50oCRH<20%三、使用条件1测量加热程序：建议采用二阶段程序升温，第一阶段恒温温度：140oC（5～15秒），第二阶段恒温温度：２４０oC（１０～２０秒），升温速率：６～２０oC2重复使用中退火条件：240±2oC（不得超过245oC）10分钟（恒温时间），迅速冷却至室温。四、注意事项1工作环境和用具要保持清洁，使用时必须用专用镊子或者工具，严禁用手触摸探测器。2避免紫外线和太阳光直接照射。3测量时探测器和加热盘应接触良好，放置位置重复，经常清除加热盘中灰尘，以保证测量精确度。4探测器每次使用前必须退火，消除前剂量和本底，退火条件和程序要严格控制，快速冷却速度要一致。5远离辐射源，避光保存，防止有害气体污染。第73页/共90页热释光元件的品种很多，但以氟化锂（LiF）材料最为常见。LiF的有效原子序数为8.2，接近空气和生物组织的有效原子序数，用来做测量元件比较合适。由于热释光剂量片可以制成各种形状，各种大小，因此常常用来作为放射线工作人员个人剂量监测。热释光剂量仪第74页/共90页热释光剂量仪热释光材料的剂量响应与其受辐照和加热历史有关，在使用前必须退火。如LiF在照射前要经过1小时400℃高温和24小时80℃低温退火。它的剂量响应，一般在10Gy以前呈线性变化，大于10Gy则出现超线性现象。第75页/共90页热释光剂量仪其灵敏度基本不依赖于X（γ）射线光子的能量，但对于低于10MeV的电子束，灵敏度下降5％~10％。热释光材料的剂量响应依赖于许多条件，因此校准要在相同条件，如同一读出器，近似相同的辐射质和剂量水平下进行，经过严格校准和对热释光材料的精心筛选，测量精度可达到95％～97％。第76页/共90页LiF元件的能量响应曲线第77页/共90页热释光剂量元件经加热后，其贮存的能量信息会全部释放，因此它不能重复读数，但是热释光剂量元件可以重复使用，用高温退火炉对元件加温后，其因受到射线照射后进入带电中心陷井中的电子全部逸出，恢复辐射之前的状态。热释光剂量计由于其灵敏度高，量程范围宽、体积小、重量轻、携带方便、材料来源丰富，得以广泛应用于X、γ射线的个人剂量监测以及辐射场所和环境监测。热释光剂量仪第78页/共90页（二）胶片剂量测定法当射线穿过感光胶片时，胶片中的灵敏物质如溴化银便形成潜影，经过化学处理（显影、定影）后，其光学密度发生变化，密度变化的程度与胶片吸收辐射能量的多少有关，这种关系在一定的剂量范围内呈线性。在实际应用中，选择特定胶片，控制剂量水平在感光曲线的线性范围内，即可用光学密度曲线来表示相对的剂量曲线。第79页/共90页临床放射治疗中主要用胶片剂量仪来获得一组完整的剂量曲线或复杂照射技术的等剂量曲线。这种方法比较方便和快速，它已广泛地应用于高能光子和电子束的测量中。由于胶片在受到辐射照射后形成的潜影在显影、定影过程中受环境因素影响较大，在实际应用中，要注意胶片冲洗温度及方法，最好采用自动控制系统控制药液温度。第80页/共90页因为高温、高湿环境会使潜影有很大的衰退，而且这种冲洗变化还会影响密度值所对应的剂量值。对于辐射质不同，感光胶片密度与剂量值的响应也不同，实际操作中，应注意胶片与体模之间留有间隙，以免黑度曲线发生畸变。注意使用前，胶片应用不透光的黑纸密封好。第81页/共90页（三）半导体剂量仪根据半导体理论，在两种导电类型半导体材料（P型和N型）结合在一起时，在其结合部（P-N结）会形成一个空间电荷区。它的作用犹如两个电极之间绝缘层，当射线照射到空间电荷区时，会产生电离，从而产生带电粒子，带电粒子在空间电场作用下，向两极移动在外电路形成电离电流。第82页/共90页半导体探测器的测量原理图第83页/共90页电离电流的大小正比于入射