谈到辐射探测仪器，大家的第一印象可能会想起在电影、电视剧或游戏中经常出现的一部会发出「哒哒」声的仪器。当「哒哒」声越密，又或者仪器读数越大，大家就会意识到辐射水平越高。甚至，有一些以辐射为背景的电玩游戏，玩家角色即使吸收了辐射剂量，亦可服用「辐射解药」去回复体力。然而，「辐射解药」只是电玩游戏虚构出来的道具，现实并不存在。不过，这种会发出「哒哒」声的辐射探测仪器却是真的，亦是被广泛使用的辐射探测仪器之一。

之前提及会发出「哒哒」声的仪器，学术上称为盖革弥勒计数器。在现实中，盖革弥勒计数器会用于探测电离辐射，例如α粒子、β粒子及伽马射线。盖革弥勒计数器量度的是电离次数，一些计数器会以「哒」声来表示发生电离事件，而当电离事件越多，「哒」声就会越密，代表辐射水平越高。由于一般的盖革弥勒计数器只可量度电离次数，如需将电离次数转换至辐射剂量率，则需用到能量补偿盖革弥勒计数器及进行能量校准。由于盖革弥勒计数器比其他类型的辐射探测仪器轻巧，因而较方便用于测量环境的辐射剂量率。天文台会利用手提式能量补偿盖革弥勒计数器在巡测点测量环境的伽马剂量率。在自然环境中，岩石及土壤中含有天然放射性核素，而一些天然石材（例如石块及花岗岩）所含的天然放射性核素会比土壤为多。图一可见我们利用手提式能量补偿盖革弥勒计数器能显示出草地及石块之间天然放射性核素的差异。此外，天文台亦在辐射巡测车的车顶上安装了能量补偿盖革弥勒计数器（图二︰安装于车顶的「伽马剂量率探测器」），可以沿途测量环境的伽马剂量率。

然而，无论是普通或是能量补偿盖革弥勒计数器，它们都不能够分辨出计数或辐射剂量是来自哪些放射性核素。因此，即使盖革弥勒计数器测量出较正常高的环境辐射水平，我们仍需其他伽马辐射探测仪器去判断环境中有哪些放射性核素引致该较高的辐射水平。

无论是天然或人工的放射性核素，它们都会在伽马能量图谱上显示其独一无二的能量峰，因此透过分析伽马能量图谱，我们就可以得知有哪些伽马放射性核素存在。闪烁探测器及半导体探测器都是常见的伽马能谱探测器。

闪烁体是受电离辐射（如X射线或伽马射线）照射后而发出萤光的物质。闪烁探测器的运作原理是当伽马射线被闪烁体吸收，其后发出光子，然后光电阴极会利用光电效应产生光电子，之后光电倍增管会将光电子进行倍增，最后光电子会转换成电子脉冲。如果被吸收的伽马射线能量越高，所产生的电子脉冲信号就会越强。因此，探测器能够分辨出伽马射线的能量。铊掺杂碘化钠是常见的闪烁体，一般简称为碘化钠。现时天文台亦在辐射巡测车的车顶上安装了「碘化钠伽马能谱探测器」（图二︰安装于车顶的「碘化钠伽马能谱探测器」），与「伽马剂量率探测器」相辅相承，既可以沿途测量环境的伽马剂量率，亦可沿途测量伽马能量图谱，让我们在巡测路线沿途「看见」有哪些伽马放射性核素存在。当我们在自然环境中利用碘化钠伽马能谱探测器进行伽马能量图谱测量，其能谱可清晰显示天然伽马放射性核素「钾-40」的能量峰（图三）。

半导体探测器是另一种常见的伽马能谱探测器。由于放射性衰变是一个随机过程，一般会用泊松分布描述。泊松分布的特性会为辐射测量带来不确定性，如要降低统计的不确定性，就需要增加探测器测得的信号次数。另一方面，当半导体的温度高于绝对零度时，根据热力学可知是有机会产生电子 – 电子洞。由于伽马射线的测量原理亦是依靠伽马射线的能量产生电子 – 电子洞，所以若果温度过高，探测器就会因热力产生的杂讯破坏了探测器的能量图谱分析。半导体探测器（如高纯度锗探测器）产生电子 – 电子洞所需的能量相对于闪烁探测器（如碘化钠探测器）产生光电子所需的能量较细，所以半导体探测器可以在相同的伽马射线能量下产生较多信号及有更高的能量图谱分辨率，不过它必需于低温下才可正常运作。在实验室，高纯度锗探测器一般会用液态氮冷却至合适的工作温度。除此之外，便携式高纯度锗探测器亦会使用电子冷却器，令我们可以在户外不需要液态氮下进行伽马能谱分析（图四）。

我们浅谈了三种辐射巡测所用的伽马辐射探测仪器。各种仪器有不同的效率及分辨率，让它们能在不同伽马辐射测量方面发挥各自的优点︰盖革弥勒计数器可以方便量度环境的伽马辐射水平、碘化钠探测器可以快速量度伽马能量谱、而便携式高纯度锗探测器可以在户外不需要液态氮亦能量度高分辨率的伽马能量图谱以作详细核素分析。由于人工伽马放射性核素（如碘-131及铯-137）不会在自然环境出现，因此我们可以透过量度是否有人工伽马放射性核素的存在，从而判断巡测位置有否受核事故影响。