談到輻射探測儀器，大家的第一印象可能會想起在電影、電視劇或遊戲中經常出現的一部會發出「噠噠」聲的儀器。當「噠噠」聲越密，又或者儀器讀數越大，大家就會意識到輻射水平越高。甚至，有一些以輻射為背景的電玩遊戲，玩家角色即使吸收了輻射劑量，亦可服用「輻射解藥」去回復體力。然而，「輻射解藥」只是電玩遊戲虛構出來的道具，現實並不存在。不過，這種會發出「噠噠」聲的輻射探測儀器卻是真的，亦是被廣泛使用的輻射探測儀器之一。

之前提及會發出「噠噠」聲的儀器，學術上稱為蓋革彌勒計數器。在現實中，蓋革彌勒計數器會用於探測電離輻射，例如α粒子、β粒子及伽馬射線。蓋革彌勒計數器量度的是電離次數，一些計數器會以「噠」聲來表示發生電離事件，而當電離事件越多，「噠」聲就會越密，代表輻射水平越高。由於一般的蓋革彌勒計數器只可量度電離次數，如需將電離次數轉換至輻射劑量率，則需用到能量補償蓋革彌勒計數器及進行能量校準。由於蓋革彌勒計數器比其他類型的輻射探測儀器輕巧，因而較方便用於測量環境的輻射劑量率。天文台會利用手提式能量補償蓋革彌勒計數器在巡測點測量環境的伽馬劑量率。在自然環境中，岩石及土壤中含有天然放射性核素，而一些天然石材（例如石塊及花崗岩）所含的天然放射性核素會比土壤為多。圖一可見我們利用手提式能量補償蓋革彌勒計數器能顯示出草地及石塊之間天然放射性核素的差異。此外，天文台亦在輻射巡測車的車頂上安裝了能量補償蓋革彌勒計數器（圖二︰安裝於車頂的「伽馬劑量率探測器」），可以沿途測量環境的伽馬劑量率。

然而，無論是普通或是能量補償蓋革彌勒計數器，它們都不能夠分辨出計數或輻射劑量是來自哪些放射性核素。因此，即使蓋革彌勒計數器測量出較正常高的環境輻射水平，我們仍需其他伽馬輻射探測儀器去判斷環境中有哪些放射性核素引致該較高的輻射水平。

無論是天然或人工的放射性核素，它們都會在伽馬能量圖譜上顯示其獨一無二的能量峰，因此透過分析伽馬能量圖譜，我們就可以得知有哪些伽馬放射性核素存在。閃爍探測器及半導體探測器都是常見的伽馬能譜探測器。

閃爍體是受電離輻射（如X射線或伽馬射線）照射後而發出螢光的物質。閃爍探測器的運作原理是當伽馬射線被閃爍體吸收，其後發出光子，然後光電陰極會利用光電效應產生光電子，之後光電倍增管會將光電子進行倍增，最後光電子會轉換成電子脈衝。如果被吸收的伽馬射線能量越高，所產生的電子脈衝信號就會越強。因此，探測器能夠分辨出伽馬射線的能量。鉈摻雜碘化鈉是常見的閃爍體，一般簡稱為碘化鈉。現時天文台亦在輻射巡測車的車頂上安裝了「碘化鈉伽馬能譜探測器」（圖二︰安裝於車頂的「碘化鈉伽馬能譜探測器」），與「伽馬劑量率探測器」相輔相承，既可以沿途測量環境的伽馬劑量率，亦可沿途測量伽馬能量圖譜，讓我們在巡測路線沿途「看見」有哪些伽馬放射性核素存在。當我們在自然環境中利用碘化鈉伽馬能譜探測器進行伽馬能量圖譜測量，其能譜可清晰顯示天然伽馬放射性核素「鉀-40」的能量峰（圖三）。

半導體探測器是另一種常見的伽馬能譜探測器。由於放射性衰變是一個隨機過程，一般會用泊松分布描述。泊松分布的特性會為輻射測量帶來不確定性，如要降低統計的不確定性，就需要增加探測器測得的信號次數。另一方面，當半導體的溫度高於絕對零度時，根據熱力學可知是有機會產生電子 – 電子洞。由於伽馬射線的測量原理亦是依靠伽馬射線的能量產生電子 – 電子洞，所以若果溫度過高，探測器就會因熱力產生的雜訊破壞了探測器的能量圖譜分析。半導體探測器（如高純度鍺探測器）產生電子 – 電子洞所需的能量相對於閃爍探測器（如碘化鈉探測器）產生光電子所需的能量較細，所以半導體探測器可以在相同的伽馬射線能量下產生較多信號及有更高的能量圖譜分辨率，不過它必需於低溫下才可正常運作。在實驗室，高純度鍺探測器一般會用液態氮冷卻至合適的工作溫度。除此之外，便攜式高純度鍺探測器亦會使用電子冷卻器，令我們可以在戶外不需要液態氮下進行伽馬能譜分析（圖四）。

我們淺談了三種輻射巡測所用的伽馬輻射探測儀器。各種儀器有不同的效率及分辨率，讓它們能在不同伽馬輻射測量方面發揮各自的優點︰蓋革彌勒計數器可以方便量度環境的伽馬輻射水平、碘化鈉探測器可以快速量度伽馬能量譜、而便攜式高純度鍺探測器可以在戶外不需要液態氮亦能量度高分辨率的伽馬能量圖譜以作詳細核素分析。由於人工伽馬放射性核素（如碘-131及銫-137）不會在自然環境出現，因此我們可以透過量度是否有人工伽馬放射性核素的存在，從而判斷巡測位置有否受核事故影響。