009第四章同位素仪器仪表.docx
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009第四章同位素仪器仪表
第四章 同位素仪器仪表
凡带有放射性核素源或核辐射探测器的检测仪表统称为放射性核素仪表（也称核仪器仪表或同位素仪器仪表）。
同位素仪器仪表一般由放射源、核辐射探测器、电转换器、二次仪表等几部分构成。
同位素仪器仪表的最大特点是能进行非接触式无损检测，特别适用于其它仪表难于或不能使用的高温、高压、易爆、有毒等具有腐蚀性的对象和环境的测量控制，因此在特定条件下就成了某些系统中的关键设备，是国民经济建设许多领域中不可缺少的新型检测手段。
国际上一些发达国家已在工业等领域中使用了近百万台（套）同位素仪表。
在我国，同位素仪表的应用主要集中在冶金、矿山、能源开发、石油化工、造纸等诸多行业。
随着上述行业生产技术的发展以及环保的严格要求，作为“世界工厂”的中国制造业将面临严酷的挑战，而同位素仪器仪表的使用是解决这些问题的有效方法。
由于传统产业的技术改造、产品升级换代和企业创新的需要，同位素仪表已受到各个行业的重视，因此同位素仪器仪表在我国具有相当大的潜在市场量和发展前景。
自20世纪50年代第一次国际原子能利用会议上推出“老三计”——γ射线密度计、厚度计和料位计后迅速增添了中子水份计和核子秤。
五种强度型同位素仪表（密度计、厚度计、料位计、水份计和核子秤）在工业、农业和水利工程中得到了广泛的应用。
随后发展的还有图像型的工业CT和辐射成像仪表，以及能谱型的核分析仪器，如X射线荧光分析仪和活化分析仪器仪表，主要用于核测井和材料的活化分析等。
以活化分析为例，自50年代以来活化分析就被用来解决原子能工业和超纯材料中的分析问题；进入70年代，活化分析更是大规模的应用于军事、环境学、生物学、医学、考古学等领域。
近年来，这类仪器仪表作为一种获取信息的先进手段与能进行高效处理信息的电子计算机相结合，大大提高了其性能水平，为促进世界传统产业的技术改造和技术进步，实现工业过程的现场实时控制与生产自动化做出了可贵贡献，取得了显著的社会、经济和环境效益，在同位素仪器仪表行业中占有重要地位。
本章主要介绍同位素仪器仪表的发展、基本组成、大致分类、几种主要同位素仪器仪表及其应用等。
第一节 同位素仪器仪表概况
一、同位素仪器仪表的特点和应用
同位素仪表是利用核辐射与物质的相互作用及产生的吸收、散射或电离、激发等效应，获取有关物质的宏观、微观信息。
同位素仪表具有以下特点：
●不直接接触被检测对象，是一种非破坏性的检测工具；
●可在各种苛刻条件如高温、高压、高粘度、高腐蚀性和高毒性等情况下对非密闭和密闭容器内的物料进行非电参数的控制；
●检测灵敏度高、性能稳定可靠、响应速度快、使用寿命长；
●可连续输出电信号，实现生产过程闭环自动控制；
●体积小、重量轻，便于携带和安装；
●射线在物质中的穿透深度视射线种类不同而有所区别，一般可在1mm~1m之间。
由于同位素仪表具有上述特点，所以拥有广泛的应用对象和环境，其具体应用情况见表4-1。
表4-1 同位素仪器仪表应用情况一览表
应用领域
应用情况
农业和林业
（1）测量植物叶子的面密度，用来研究植物的生长及植物中水分的变化；
（2）测量饲料的密集度；（3）测量树杆、木材及植物制品的密度；（4）测量泥柱的渗水性；（5）测量干馏过程中木材的密度变化；（6）测量木材、谷物及活树的含水量；（7）测量土壤的密度和湿度，用来研究水土保持问题；（8）测量土壤和肥料的成份；（9）测量土壤的湿度分布，用来研究灌溉的作用，研究森林、草地、庄稼对土壤水分的蒸发、渗透作用，研究天然水的补充规律。
煤炭
在勘探方面：
（1）测量煤层位置、厚度、灰分以及夹石和顶底板特性；
（2）测定煤心中灰分及其它伴生元素的含量。
在开采方面：
利用γ散射式密度计能分辩出煤炭和岩石，使采煤机自动绕开围岩。
在选洗方面：
（1）自动拣矸；
（2）在重介质选煤中、测定重介质的浓度；（3）测定浮选入料矿浆的浓度。
在矿井运输和提升方面：
（1）控制矿车、煤仓、煤斗、皮带运输机的装载量；
（2）利于γ投射式继电器实现通过矿车自动计数，自动扳道岔，使提升罐笼准确而自动地停靠。
在矿井安全方面：
利用电离式气体分析仪测定瓦斯压力，测定井下空气含尘量及火警报警。
冶金
（1）测量热轧、冷轧板的厚度；
（2）测量各种涂层和镀层的厚度；（3）测量各种拉丝的直径；（4）测量异形材料的各部分厚度；（5）测量各种管子的壁厚，测量壁炉、管壁的损耗；（6）测量各种坯料的密度，测量各种粉末、矿浆及烧结料的密度；（7）测量各种液体、固体、固液混合物、粉末材料的料位，测定灰尘捕集器中灰尘高度；测定各种矿车的载重量，控制冲天炉及粉末机料槽的料位；（8）炼焦炉出焦时三车自动定位；（9）测量烧结料或焦炭的水分；（10）用活化分析法测定钢中的含氧量、矿物中氧、硅、铁等的含量，利用X荧光分析仪测定各种矿石的成份，分析炉渣的含铁量及碱度。
石油、化工、造纸、橡胶
（1）在石油勘探方面，利用中子仪表确定岩性、空隙度，确定气层、油层、水层及其分界面；
（2）测量塑料、橡胶、纸张的厚度及各种涂层的厚度；（3）测量各种塑料管、橡胶管的壁厚；（4）测量轮胎中纤维密度；（5）测量轮胎的磨损；（6）测量纸浆、橡浆、乳化剂、各种酸、碱、盐溶液的密度或温度，确定石油管道中两种产品的分界面；（7）测量贮槽、槽中的各种溶液、粉末的料位，控制各种半成品及产品的装载量；（8）测定各种浆液及产品的成份及湿度，如原油和石油产品中的硫、铅、氮、氧等的含量，石油产品中的碳氢比和硼化物中硼的含量，氯化物中的氯含量，肥料中的钾含量及纸浆、橡浆的成份；（9）测定各种浆液及粉末的流量。
玻璃、水泥及其它非金属矿物加工业
（1）测量各种砂纸、砂布、玻璃板、石棉板、水泥板、耐火砖的厚度；
（2）测量各种砂石、水泥、黄土以及浆液的密度；（3）测量熔融玻璃的料位，测量料仓、料斗中的砂、粘土、水泥的料位；（4）分析水泥及混凝土中的钙、镁含量，玻璃中的硼、钾、铅、硅的含量。
食品
（1）测量面包、点心、香烟等的厚度、密度和水分；
（2）测量用鱼、肉、蛋、牛奶等制成的糊状食品的密度；测量以上糊状食品、固态食品及酒、油、醋的料位及装载量；（4）测量以上固态食品的含水量，测量瘦肉含量，分析各种食品中的组成元素及其含量。
轻纺
（1）测量并控制毛毯、绒毯、油布、人造革、纱布等的厚度；
（2）测量并控制棉纱及其它纤维的线密度和湿度；（3）测量各种反应锅、煮锅中的溶液液位。
土木、水文
（1）测量路面、地基的密度和湿度；
（2）测量河水的含砂量；（3）测量水库、海港中淤泥密度；（4）测量海底沉积物的密度和成份；（5）测量吸泥船泥管中的泥浆密度；（6）测量海水中的悬浮质浓度；（7）检查坝基的灌溉效果；（8）测量河堤堤身渗水性；（9）测量混凝土的水分。
航空、航天
（1）测量飞船、飞机中燃油或燃料的贮量；
（2）测量大气的密度、压强，并制成密度高度计、压力高度计、空速计、马赫表；（3）测量飞船蒙皮的磨损；（4）测量冰点并制成冰点报警器；（5）测量飞行器起飞或降落时的高度、速度及俯仰角；（6）直升飞机的编队飞行控制；（7）火箭的回收；（8）导弹对于靶机的不命中距离指示。
二、国外同位素仪表的发展历史
1951年美国率先将放射性核素厚度计用于橡胶生产。
在此之后，西方国家用了大约15年的时间，使得同位素仪表的使用在60年代末到70年代初就已超过60万台（套），产值占国民经济总产值的万分之四到万分之五，产值利润比超过2，投资效益比达到1:
9。
其发展大致经历了以下三个阶段：
（一）起始阶段（20世纪40年代末～20世纪60年代初）
这一阶段是工业同位素仪表的开创时期。
以美国为首的一些发达的工业国家进行了大量的开发研制工作，成果主要反映在1955年和1958年召开的两次日内瓦和平利用原子能国际会议上。
这个阶段总的特点是：
同位素仪表的研制技术还未完全成熟，仪表质量还难于完全满足工业现场条件的需求，此外仪表的开发还带有一定的盲目性，从而导致仪表的发展比较缓慢，其推广面及其有限。
（二）发展成熟阶段（20世纪60年代末～20世纪70年代中期）
晶体管与大规模集成电路等电子技术的发展以及新型核辐射探测器件的出现将同位素仪表带入了一个新的阶段。
这一时期西方国家正处于经济高速发展时期，各种高新技术不断应用于生产和技术改造，同位素仪表以其独有的技术优势得到了迅猛发展。
同位素仪表技术在这一时期逐渐发展成熟，仪表的稳定性与可靠性都大大提高，性能得到了明显改善，使用对象逐渐明确，其应用领域也不断扩大，得到了显著的经济效益。
（三）高水平发展阶段（20世纪70年代中期～至今）
随着电子计算机技术和集成电路电子技术的迅速发展，同位素仪表在大量推广、应用的基础上进行更新换代，朝高水平、高技术方向发展。
仪表的灵敏度和精度日益提高，可靠性和稳定性也越来越好，功能和应用领域也大大扩展。
目前在一些工业发达国家，正出现一些智能化的大型多功能同位素仪表，以解决实际工作中遇到的高难度综合性问题。
此外，另一些专用的小型同位素仪表也得到了长足的发展。
近30年来，世界同位素仪表的数量增长了40倍，平均年增长率为20%～25%。
据国际原子能机构调查报告，1980年世界各国应用同位素仪表总数达到62万台。
例如美国在1960年使用量为4650台，到1980年增长到了21万台。
2000年后同位素仪表的使用为社会带来了良好的效益，据美国1978年的统计，同位素仪表平均价格为1.2万美元，年维护费在250美元左右。
企业购买这种仪表的全部费用一般在2～3个月就可以全部收回，个别的需要在5～6个月后收回。
一种同位素仪表的新产品从研制到投产周期一般为1～3年，具有投资少、效益高、见效快等特点。
工厂使用这类同位素仪表时，一般不需要对原来的设备和工艺作大的改动，一旦和控制设备相连便可连续生产。
同位素仪表的应用，不仅可以提高产品的质量和产量，而且还能节约原材料和能耗，给工业界带来了很大的经济效益。
据国际原子能委员会1981年的报道，各种同位素仪表的经济效益系数分别是：
塑料薄膜厚度计为1:
3，纸张厚度、湿度计1:
9，锌镀层厚度1:
30，脱硫车间硫分析仪1:
10，高炉焦碳湿度仪1:
20。
就国外同位素仪表的应用范围来看，几乎涉及到各个工业部门，现已广泛应用于烟草、食品、纺织、建材建筑、造纸、印刷、橡胶、采矿、选矿、煤炭、石油、化工、冶金、机械、运输、交通等工业领域。
世界各国大量普及和使用同位素仪表，经济效益提高十分显著。
据美国原子能委员会对美国各行业应用同位素仪表所做的综合经济效益调查表明，同位素仪表的使用给九个行业带来的效益每年超过四亿美元。
当今各工业化国家的同位素仪表工业均处于高速成长期，其发展势头仍是“方兴未艾”。
产品的技术指标能够满足产业界提出的最高要求，其技术进步主要表现在新型核辐射探测器和新技术的采用，结构的更新和功能的强化并向功能组装化方向发展。
以美国为例，表4-2列出了美国同位素仪表的发展概况，可以看到，美国同位素仪表的发展是相当迅猛的。
表4-2美国同位素仪表发展概况
年代
1960
1965
1970
1975
1980
1985
仪表台数
4650
11000
31500
103000
215000
350000
三、我国同位素仪表的发展历史
我国同位素仪表的研制始于1958年，大力推广、应用同位素仪表则是从20世纪80年代开始，到80年代初期我国共研制和生产了40多种2000余台仪表，研制和生产单位主要分布在科研、教育、工业部门及地方厂矿等领域，其中70%是料位计，此外就是密度计、厚度计和探伤仪、泥沙量计、X荧光分析仪、含硫量分析仪等。
据1988年的数据统计，我国在各个工业领域使用的同位素仪表已达到8000多台，其中，应用较为广泛的仪表有料位计、密度计、湿度计、核子秤、成份分析仪等。
经过30多年的研制工作，到90年代初，我国科研人员对相当多类型和用途的同位素仪表都进行过研制。
到2003年底，我国同位素仪表产值估算大约为35亿元，与1999年相比增长了190%；常规同位素仪表的使用量已超过2.5万台，核子秤的年产量接近3000台；近几年的研究成果主要包括同位素厚度计、密度计、物位计等的通用单元组合化，高精度核子秤，纸张灰份、厚度、定量、水份四个参数的检测系统，油、气、水三相流及多相流检测系统，集装箱辐射成像检测系统，热中子透射计的应用研究，X射线荧光多元素分析仪的应用研究，工业塔器伽玛射线扫描设备及应用研究等。
料位计、水份计、厚度计和成份分析仪在可靠性、稳定性和智能化方面均有所突破。
中国国民经济的起飞带动同位素仪表进入了迅猛发展时期。
目前我国同位素仪表的开发和研制开始逐步摆脱仿制国外样机的模式，基本上实现了独立设计，且各项指标接近国外，仪表生产向通用化、系列化方向过渡。
然而从客观上来说，我国同位素仪表的发展水平同国外相比仍然存在相当大的差距。
例如我国对技术难度较大的一类料位计（大量程料位指示系统、超大型料仓料位指示系统、多参数料位指示系统和高温环境下应用的料位计等）还没有完全研制成功；国产的厚度计水平仅相当于日本20世纪70年代末的水平，少数型号的产品水平接近80年代，造纸业中纸张水份测量与闭环控制系统刚刚投入使用；我国研制的中子水份计虽然在钢铁工业与冻土研究方面取得了一定成效，然而仪器的稳定性和可靠性较差，技术水平仅相当于国外80年代初的水平。
但是经过我国科研人员的不懈努力，有的国产仪表技术水平接近或超过国外，如辐射集装箱辐射成像检测系统、高能加速器驱动的工业CT、工业塔器伽玛射线扫描设备等。
其中加速器驱动的高能工业CT具有射线能量高、穿透能力强、剂量率大等优点，能够对高密度材料、大尺寸工件进行无损检测和评估，是发展国防、航空、航天及大型动力设备不可缺少的装置，如火箭、导弹、核武器中关键部件的无损检测，在军事、冶金、机械、石油、地质等部门也可发挥重要作用，然而却一直受到发达国家的禁运。
由中国工程物理研究院自行研制的高能工业CT装置（如图4-1）能获得清晰的断层图像，空间分辨率达到2.5线对、密度分辨率达到0.5%。
打破了西方国家长期以来对我国技术的封锁和禁运。
图4-1 我国第一台基于锥束扫描的高能工业CT系统（ICT6000MF）
图4-2 某叶片DR图像
图4-3 焊缝的MDR图像
虽然在新型同位素仪表的自行设计和研制方面我国同国外相比还存在一定的差距，但是在常规同位素仪表方面我国发展非常迅速。
目前，我国用于检测与控制的国产常规同位素仪表约5万余台，替代了大部分进口，主要用于钢铁、矿山、石油、仪工、造纸、建材、资源勘探等领域，取得明显效益的单位和行业有：
黄磷生产系统、化纤厂、化肥厂、碱厂、选矿厂、选煤厂、采矿充填、钢铁厂、焦化厂、水泥厂、湿法冶金行业等。
我国同位素仪表应用今后除了继续向上述行业扩大之外，还应逐步向橡胶、烟草、纺织、建材、食品、机械及印刷出版业等使用量较小的中小企业拓展。
当然最需要迫切解决的问题是新型同位素仪表的自行研制。
我国科研人员正努力开发，力争赶上国外的先进水平。
同位素仪表的一个重要组成部分就是放射源，图4-4给出了各个领域的放射源应用情况，可以看出放射源在同位素仪表（工业探伤、核子秤等）领域中的应用比例还不是很高，但是在工、农业的很多部门目前采用了多种核技术（如中子测井、中子测水、活化分析、X射线荧光分析、生产过程控制、辐射加工、无损检测等），这些核技术正在继续发展，它们对各类放射源的需求将稳步增长。
图4-4放射源在不同应用领域的活度分布
此外，一些新的应用如环境污染检测、非传统安全威胁的检查（细菌、爆炸物和毒品等）、矿产品在线分析、特种用途核仪表的开发等都需要适用于不同场合使用的放射源。
因此，从目前我国社会进步的要求及工业发展的水平来看，各类放射源在同位素仪表领域中的使用比例将进一步扩大。
四、强度型同位素仪表的技术水平
作为同位素仪表中的“生力军”，强度型同位素仪表在技术上已经成熟，仪表技术指标早已能满足工业生产所提出的要求，技术进步主要表现在新产品的开发、老产品的改型、结构简化、功能强化、新器件的采用等，使仪表由单元组合向功能组装式发展，并大量采用了计算机技术。
具体表现为：
密度计——其最高运行精度为0.0005ｇ·cm-3，各国的产品基本都能达到这一技术指标。
国外产品以西德HB公司、美国核子工业公司（该公司产品被美国国家标准局NBS用作国家辅助标准）及日本富士产品为最优。
20世纪80年代以后国外先进的密度计是带有“自动稳峰”装置的闪烁密度计和恒温装置的电离室密度计，且普遍采用了微处理器，其测量精度可达到0.001ｇ·cm-3。
物位计——当代物位计绝大多数采用闪烁探测器，物位测量误差一般在1%左右，量程已达到3m～5m。
国际上代表性的有西德的HB、Berthold、英国的NuclearEnterprisescorp（NE）等公司的产品，它们都有稳峰装置和线性化装置。
厚度计——国外产品除轧材厚度计有一部分采用闪烁探测器外，其它大部分采用电离室。
金属轧材厚度计精度已达到1‰～5‰，薄膜厚度计测量精度0.2g·m-2～0.5g·m-2。
国际市场上以西德的HB（Herbalife）、英国的NE公司产品最优。
水份计——中子测水，相对误差0.5%ｗt，日本和美国采用了252Cf（锎-252）放射源。
核子秤——国外大多采用高压电离室，一般都配备微计算机，测量精度可达到0.5%。
据报道，采用塑料闪烁体的核子秤精度可达到0.4‰～4‰之间。
国外具有代表性的产品是美国Kay-Ray公司的核子秤。
上述仪表应用领域最广、技术发展最成熟，其中尤以料位计、密度计和厚度计用量最多，在工业仪表中所占的比例为5%~10%。
国外几乎每个工矿企业都使用这类仪表，少则几台，多则上百台；很多工业成套设备通常也配备这类仪表，作为工业过程检测的一种手段。
这类仪表一般可以正常使用五到十年左右，年维护费用仅占仪表价格的2%左右。
目前，强度型同位素仪表正朝着如下几个方面改进和完善：
●提高可靠性，以适用恶劣工作环境的要求；
●提高响应速度和测量精度，以确保产品质量；
●仪表本身需能对各种因素的影响进行自动校正，以实现产品过程的最优化控制。
五、同位素仪表的技术优势和经济效益
近年来，同位素仪表的功能日趋完善，应用领域不断扩大，同位素仪表在工业生产中的独特作用日益显现，成为工业部门不可缺少的重要检测设备。
同位素仪表在生产中的意义主要表现为：
（1）满足生产发展与社会需求
以日本为例，20世纪60年代中期到70年代初期，随着经济的发展，工业同位素仪表（主要是放射性核素厚度计与料位计）的使用量也迅速增长，从而推动了相关科学研究进步和相关产业的迅速发展。
（2）解决工业生产中的某些重大技术难题
同位素仪表已被频繁用于解决诸如准确、快速、大面积的地质普查，材料或零件的无损检测，生产过程的闭环自动检测控制，高纯度物质的分析测定及环境、健康和营养评价等综合性问题。
（3）强化生产过程，加速工业技术进步
目前国外的大型成套设备，一般都配备同位素仪表对生产过程实现自动检测、调整、控制（乃至最优化控制），以确保产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件，降低能耗与原材料消耗，最终降低产品成本。
例如前苏联在克里沃舍尔特钢厂建成的一座世界最大的高炉（～5000m3）上配备有100多台同位素仪表；在奇姆肯特磷肥厂安装了450多台同位素仪表。
（4）具有显著的经济效益
国际原子能机构与亚太地区协议组织认为，同位素仪表对于发展中国家基础工业的改造与加速工业现代化进程具有重大意义。
同位素仪表投资小、见效快、经济效益显著。
这也是发达国家的工矿企业愿意广泛使用同位素仪表的动力和出发点。
同位素仪表的优势主要表现在以下几个方面：
a 节约原料
目前在金属板材、木屑板、塑料板（膜）和纸张的生产中采用透射式β或γ测厚仪。
在镀锌、镀锡板以及其它加镀（涂）层制品的生产中，镀（涂）层制品厚度的控制是用β反散射仪或同位素X射线荧光分析仪。
准确控制厚度可节约镀层材料，特别是贵重金属材料。
在纺织工业中用放射性静电消除器消除生产过程中产生的静电，减少飞毛以节约原料。
b 提高产品质量
在生产纸张、塑料膜和各种板材时用β投射仪自动控制其厚度，减少次品的产生；用β密度仪控制卷烟的烟丝量，提高了卷烟的质量；在水泥生产中用中子活化分析或X射线荧光分析技术在线快速分析Si、Al含量，可提高水泥的标号；γ探伤仪用于焊缝检查，提高了焊接质量。
c 减少废品和次品
由于在造纸、木屑板、塑料膜生产时，利用β或γ投射式仪表，对整幅材料进行连续扫描检查，并把测得的信号及时反馈到投料控制仪上，如果产品薄了，扩大投料器出口或提高控制料位板以增加进料样，如果产品厚了，则自动控制减少进料，这种方法比常规监测方法快，而且准确，减少了次品和废品率。
这种技术还可用在带材生产，控制幅宽，如透明材料的幅宽用普通透光度控制比较困难，但用同位素测厚仪却比较容易实现。
d 提高机器的运转速度和工作效率
在造纸机上安装测厚仪，可快速改变产品纸的规格；在纺织和印刷工业中使用放射性静电消除器可提高机器的运转速度；利用同位素料位计和厚度计可有效地控制连续铸轧机工作，减少热能损失，提高工作效率；利用核子秤可对运行中车箱内的物体实现快速现场测量；利用同位素密度仪可快速地测出物质密度，缩短工作时间。
第二节 同位素仪器仪表核心部件——放射源和探测器
同位素仪表一般由放射源、核辐射探测器、电转换器和二次仪表等几部分组成，其中放射源和核辐射探测器共同组成参数变换器。
属于同位素仪表的核心部件。
下面分别对它们作一些介绍。
一、放射源
放射源所发射的α粒子、β粒子、γ光子及n与物质相互作用时会产生各种效应，在这个过程中，射线的能量传递给物质，物质则相应地发生物理、化学或生物变化。
同位素仪表就是利用射线与物质的相互作用进行测量，进而确定被测物体的位置、厚度、密度、浓度、缺陷或组份等。
射线与物质相互作用可分为以下几类，下面将分别加以讨论。
（一）同位素仪表所用放射源的基本条件
放射性核素虽然有很多种，但能够用于同位素仪表的放射源却不多，这是因为对同位素仪表中使用的放射源有以下要求：
（1）半衰期长
仪表的灵敏度、测量误差和响应时间与仪表中所用放射源的强度有极大的关系。
当使用短半衰期的放射源时，放射源强度呈快速衰减，导致仪表的测量误差加大，灵敏度下降，响应时间变坏，需要频繁更换放射源和经常校准仪器。
因此，要求所用的放射源具有长半衰期，一般需要半衰期超过一年。
这样放射源在长时期内都有足够的强度，从而保证了仪表具有较好的稳定性和性能指标。
（2）能发射具有合适能量和能谱的射线
能量不同的射线与物质相互作用的几率是有所区别的，合适的能量和能谱可以使得我们所希望得到的效应发生的几率增大。
另外，合适的射线能量和能谱可使仪表能以最小的源强而得到最小的测量误差和最高的灵敏度。
（3）放射性比活度高
单位质量的放射性物质中所含有的放射性核素的量（即放射性）称为放射性比活度。
一般说来，放射性比活度低的强放射源的体积都比较大，因而自吸收效应就较体积小的放射源的自吸收效应严重。
另外，当用这种体积大的放射源去测量某个量的空间分布时，几何分辨率也会相应降低。
因此要想获得较好的测量效果，最好选用放射性比活度高的放射源。
（4）价格低廉，易得
如果所需的放射源来源不方便，制备困难，价格昂贵，就会导致它的使用成本升高，不利于推广，从而会制约它在相关同位素仪表上的使用。
由于需要能基本满足上述几点要求，就使得只有为数不多的一些放射性核素能适合使用。
常用的几种放射源的使用比例如图4-6所示，可以看到，137Cs（铯-137）所占的份额最大，因为137Cs广泛用于核子秤、厚度计、密度计等常规同位素仪表。
其次是用于探伤仪、料位计、探井设备的60Co（钴-60）。
图
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