無放射源核子料位計的測量原理

一、γ射線的特點

γ射線是原子核發出的帶有一定能量的γ光子。自然界中廣泛存在能發出γ射線的天然的和人工的放射性核素。比如傳統核子料位計使用的放射源¹³⁷Cs、⁶⁰Co等。普遍使用的水泥、瓷磚、大理石等建筑材料也有強弱不同的放射性。

γ射線有很強的穿透力，在穿過物質時，強度減弱與物質的密度相關，符合指數規律。主要機理是γ射線光子與物質發生光電效應、康普頓效應和電子對效應后損失其能量，從原射線束中消失。

光電效應	康普頓效應	電子對效應

  強度為I0的γ射線穿過厚度為t，密度為ρ的被測物后，強度減為I，當I0和t一定時，I與ρ相關。
          I = I₀e^-tρk
  其中k為質量吸收系數。

二、傳統的核子料位計原理

不需要人工放射源，充分利用自然環境中廣泛存在的微量天然放射性核素。當物料位置發生變化，物料數量的多少、與探測器距離的遠近發生變化時，探測器測量到的物料自身的γ射線是不同的； 由于物料的屏蔽作用，當物料位置發生變化時，穿過容器的γ射線強度也會發生變化。

NAK^®系列無放射源核子料位計就是根據探測器測量到的γ射線的變化，采用了隨機小信號識別技術和專用的信號處理程序，有效地將物位信號從噪聲中提取了出來，來判斷物料的位置。