Spåretsningsdetektorer
När en laddad partikel bromsar ner och stoppar i ett fast ämne, kan energin som den avsätter längs dess spår orsaka permanent skada i materialet. Det är svårt att observera direkta bevis på denna lokala skada, även under noggrann mikroskopisk undersökning. I vissa dielektriska material kan emellertid närvaron av det skadade spåret avslöjas genom kemisk etsning (erosion) av materialytan med en syra- eller baslösning. Om laddade partiklar har bestrålat ytan någon gång i det förflutna, lämnar var och en ett spår av skadat material som börjar vid ytan och sträcker sig till ett djup som är lika med partikelområdet. I valet material är den kemiska etsningshastigheten längs detta spår högre än etsningshastigheten för den oskadade ytan. När etsningen fortskrider bildas därför en grop vid positionen för varje spår. Inom några timmar kan dessa gropar bli tillräckligt stora så att de kan ses direkt under ett lågkraftsmikroskop. En mätning av antalet av dessa gropar per ytenhet är sedan ett mått på partikelflödet till vilket ytan har utsatts.
Det finns en minimitäthet av skador längs banan som krävs innan etsningshastigheten är tillräcklig för att skapa en grop. Eftersom skadornas densitet korrelerar med partikelns dE / dx är den högst för de tyngst laddade partiklarna. I vilket givet material som helst krävs ett visst minimivärde för dE / dx innan gropar kommer att utvecklas. Till exempel i mineralet glimmer observeras gropar endast från energiska tunga joner vars massa är 10 eller 20 atommassaenheter eller högre. Många vanliga plastmaterial är mer känsliga och kommer att utveckla etsgropar för joner med låg massa som helium (alfapartiklar). Vissa särskilt känsliga plaster som cellulosanitrat kommer att utveckla gropar även för protoner, vilket är det minst skadliga för de tunga laddade partiklarna. Inga material har hittats som kommer att producera gropar för låga dE / dx-spår för snabba elektroner. Detta tröskelbeteende gör sådana detektorer helt okänsliga för betapartiklar och gammastrålar. Denna immunitet kan utnyttjas i vissa applikationer där svaga flöden av tunga laddade partiklar ska registreras i närvaro av en mer intensiv bakgrund av gammastrålar. Till exempel görs många miljömässiga mätningar av alfapartiklarna som produceras genom sönderfallet av radongas och dess dotterprodukter med hjälp av plast spår-etsfilm. Bakgrunden till allmänt gammastrålar skulle dominera svaret från många andra typer av detektorer under dessa omständigheter. I vissa material har skadespåren visat sig vara kvar i materialet på obestämd tid, och gropar kan etsas många år efter exponeringen. Etsningsegenskaperna påverkas emellertid potentiellt av exponering för ljus och höga temperaturer, så viss försiktighet måste iakttas vid långvarig lagring av exponerade prover för att förhindra blekning av skadorna.
Automatiserade metoder har utvecklats för att mäta etsningstätheten med hjälp av mikroskopsteg kopplade till datorer med lämplig optisk analysprogramvara. Dessa system kan en viss grad av diskriminering av "artefakter" såsom repor på provytan och kan ge en rimligt noggrann mätning av antalet spår per enhetsarea. En annan teknik innehåller relativt tunna plastfilmer, i vilka spåren etsas fullständigt genom filmen för att bilda små hål. Dessa hål kan sedan räknas automatiskt genom att filmen långsamt passerar mellan en uppsättning av högspänningselektroder och elektroniskt räkna gnistor som uppstår när ett hål passerar.
Neutronaktiveringsfolier
För strålningsenergier från flera MeV och lägre inducerar inte laddade partiklar och snabba elektroner kärnreaktioner i absorberande material. Gamma-strålar med energi under några få MeV inducerar inte heller reaktioner med kärnor. Därför när nästan vilket som helst material bombarderas av dessa strålningsformer förblir kärnorna opåverkade och ingen radioaktivitet induceras i det bestrålade materialet.
Bland de vanliga strålningsformerna är neutroner ett undantag från detta allmänna beteende. Eftersom de inte har någon laddning kan neutroner med till och med låg energi lätt interagera med kärnor och inducera ett brett urval av kärnreaktioner. Många av dessa reaktioner leder till radioaktiva produkter vars närvaro senare kan mätas med hjälp av konventionella detektorer för att avkänna strålningarna som avges vid deras förfall. Till exempel kommer många typer av kärnor att absorbera en neutron för att producera en radioaktiv kärna. Under den tid som ett prov av detta material utsätts för neutroner samlas en population av radioaktiva kärnor. När provet avlägsnas från neutroneksponeringen förfaller populationen med en viss halveringstid. Någon typ av strålning avges nästan alltid i detta förfall, ofta betapartiklar eller gammastrålar eller båda, som sedan kan räknas med hjälp av en av de aktiva detekteringsmetoderna som beskrivs nedan. Eftersom det kan relateras till nivån på den inducerade radioaktiviteten, kan intensiteten hos neutronflödet som provet har utsatts härledas från denna radioaktivitetsmätning. För att inducera tillräckligt med radioaktivitet för att möjliggöra en rimlig noggrann mätning krävs relativt intensiva neutronflöden. Därför används aktiveringsfolier ofta som en teknik för att mäta neutronfält runt reaktorer, acceleratorer eller andra intensiva källor till neutroner.
Material som silver, indium och guld används vanligen för mätning av långsamma neutroner, medan järn, magnesium och aluminium är möjliga val för mätningar av snabbneutroner. I dessa fall ligger halveringstiden för den inducerade aktiviteten inom några minuter till några dagar. För att bygga upp en population av radioaktiva kärnor som närmar sig maximalt möjligt bör halveringstiden för den inducerade radioaktiviteten vara kortare än exponeringen för neutronflödet. Samtidigt måste halveringstiden vara tillräckligt lång för att möjliggöra bekväm räkning av radioaktiviteten när provet har tagits bort från neutronfältet.
