样本分析

香港天文台在京士柏的辐射实验室有四种主要仪器，用以精确分析样本中的放射性核素。这四种仪器是伽马谱法系统、液体闪烁计数器、低本底阿尔法-贝他粒子计数系统和阿尔法谱系统。当样本中的放射性核素发出的核辐射进入周围环境中的物质时，会引起能量的传递过程。我们就是利用仪器精确量度和量化这些能量传递过程，从而知道样本中含有多少放射性核素。

京士柏辐射实验室

辐射测量：基本运作原理

辐射，就好像阳光，不能以尺或秤来测量，亦不可以储存在盒子裹 。测量辐射的方式与测量其他物质不同，我们只能测量辐射穿过物质时所产生的效应，从而间接计算辐射的强度。每当辐射穿过物质，均会产生电效应。我们量度这些效应，便可间接知道有多少辐射经过这物质。这便是辐射测量的基本运作原理。针对不同辐射的特性，天文台利用四种不同的系统来量度辐射的强度。

阿尔法谱法系统

阿尔法谱法系统是用来量度阿尔法放射性核素鈈-239的活度。

阿尔法粒子须在真空环境下进行量度，以免阿尔法粒子在接触探测器之前被空气吸收。因此，这套系统中的八个探测器均放置在真空室内。探测器所发出的数码讯号，以能谱形式贮存，并使用一套特别的分析软件来进行放射性活度分析。这套系统可同时量度八个样本，以提高处理量。

阿尔法谱系统概要图

阿尔法谱法系统的探测器特写

阿尔法谱法分析软件所导出的典型谱

伽马谱法系统

伽马谱法系统是用来量度伽马放射性核素。

这系统是由四个高纯度锗探测器及其附连电子仪器和一套电脑组成，而电脑上安装了一套中央控制及分析软件。探测器所发出的数码讯号，以能谱形式储存，分析软件则用来计算样本中伽马核素的比活度。这套系统可快捷、准确地根据特征能谱辨认出多种放射性核素。

伽马谱法系统概要图

高纯度锗探测器

样本

伽马谱法分析软件所导出的典型刻度谱

低本底阿尔法-贝他粒子计数系统

低本底阿尔法-贝他粒子计数系统是用来量度纯贝他放射性核素锶-90 的活度。

这系统有 11 个流气式计数器。计数器使用一种由百分之九十氩气及百分之十甲烷所组成的混合气体。探测器收集得的资料由一个数据系统处理，并以总计数率计算锶-90 的活度。这是一个高处理量的系统，可同时量度十个样本。

低本底阿尔法-贝他粒子计数系统概要图

低本底阿尔法 - 贝他粒子计数系统

液体闪烁计数系统

液体闪烁计数系统是用来量度水样本和食物样本内水份的氚 (氢的同位素) 活度。

液体闪烁计数系统概要图

液体闪烁计数系统的探测器，是由两支安装在一个暗室之内的光电倍增管组成。样本塑胶容器内的闪烁物受样本中的贝他粒子激发后会放出光子，这些光子被系统内的光电倍增管吸收并放大，形成电脉冲，并储存起来排成贝他能谱。样本中的氚活度可以从能谱的总计数得出。

由于样本四面由闪烁物包围，并置于探测器中央，因此这系统的测量效率非常高，特别适合测量氚这种低能量贝他放射体。

液体闪烁计数器

液体闪烁计数系统所导出的典型谱