Detektor track-etch
Ketika partikel bermuatan melambat dan berhenti di padatan, energi yang disimpannya di sepanjang jalurnya dapat menyebabkan kerusakan permanen pada material. Sulit untuk mengamati bukti langsung dari kerusakan lokal ini, bahkan di bawah pemeriksaan mikroskopis yang cermat. Namun, pada bahan dielektrik tertentu, keberadaan jalur yang rusak dapat diungkapkan melalui etsa kimia (erosi) permukaan material menggunakan larutan asam atau basa. Jika partikel bermuatan telah menyinari permukaan pada suatu waktu di masa lalu, maka masing-masing meninggalkan jejak bahan yang rusak yang dimulai pada permukaan dan meluas ke kedalaman yang sama dengan kisaran partikel. Dalam bahan pilihan, laju etsa kimia di sepanjang jalur ini lebih tinggi daripada laju etsa permukaan yang tidak rusak. Oleh karena itu, ketika etsa berlangsung, lubang dibentuk pada posisi masing-masing trek. Dalam beberapa jam, lubang-lubang ini bisa menjadi cukup besar sehingga bisa dilihat langsung di bawah mikroskop berdaya rendah. Pengukuran jumlah lubang-lubang ini per satuan luas kemudian menjadi ukuran fluks partikel yang permukaannya terpapar.
Ada kepadatan minimum kerusakan di sepanjang lintasan yang diperlukan sebelum laju etsa cukup untuk membuat lubang. Karena kerapatan kerusakan berkorelasi dengan dE / dx partikel, ini adalah yang tertinggi untuk partikel bermuatan paling berat. Dalam setiap materi yang diberikan, nilai minimum tertentu untuk dE / dx diperlukan sebelum lubang akan berkembang. Misalnya, dalam mineral mika, lubang diamati hanya dari ion berat energik yang massanya 10 atau 20 unit massa atom atau lebih besar. Banyak bahan plastik umum lebih sensitif dan akan mengembangkan lubang etsa untuk ion bermassa rendah seperti helium (partikel alfa). Beberapa plastik yang sangat sensitif seperti selulosa nitrat akan mengembangkan lubang bahkan untuk proton, yang paling sedikit merusak partikel bermuatan berat. Tidak ada bahan yang ditemukan yang akan menghasilkan lubang untuk trek dE / dx rendah dari elektron cepat. Perilaku ambang ini membuat detektor seperti itu benar-benar tidak sensitif terhadap partikel beta dan sinar gamma. Kekebalan ini dapat dieksploitasi dalam beberapa aplikasi di mana fluks lemah partikel bermuatan berat harus didaftarkan di hadapan latar belakang sinar gamma yang lebih intens. Sebagai contoh, banyak pengukuran lingkungan dari partikel alfa yang dihasilkan oleh peluruhan gas radon dan produk putrinya dibuat menggunakan film etch track plastik. Latar belakang sinar gamma yang ada di mana-mana akan mendominasi respons banyak jenis detektor lain dalam kondisi ini. Dalam beberapa bahan, track kerusakan telah terbukti tetap berada di material untuk periode waktu yang tidak terbatas, dan lubang dapat terukir bertahun-tahun setelah paparan. Namun, sifat etsa berpotensi dipengaruhi oleh paparan cahaya dan suhu tinggi, sehingga beberapa kehati-hatian harus dilakukan dalam penyimpanan sampel terpapar yang lama untuk mencegah memudarnya trek yang rusak.
Metode otomatis telah dikembangkan untuk mengukur kepadatan lubang etsa menggunakan tahapan mikroskop yang digabungkan ke komputer dengan perangkat lunak analisis optik yang sesuai. Sistem ini mampu melakukan beberapa derajat diskriminasi terhadap “artefak” seperti goresan pada permukaan sampel dan dapat memberikan pengukuran yang cukup akurat tentang jumlah trek per unit area. Teknik lain menggabungkan film plastik yang relatif tipis, di mana trek terukir sepenuhnya melalui film untuk membentuk lubang kecil. Lubang-lubang ini kemudian dapat secara otomatis dihitung dengan melewatkan film secara perlahan antara satu set elektroda tegangan tinggi dan secara elektronik menghitung percikan yang terjadi ketika sebuah lubang lewat.
Aktivasi netral neutron
Untuk energi radiasi beberapa MeV dan lebih rendah, partikel bermuatan dan elektron cepat tidak memicu reaksi nuklir pada bahan penyerap. Sinar gamma dengan energi di bawah beberapa MeV juga tidak mudah memicu reaksi dengan inti. Oleh karena itu, ketika hampir semua bahan dibombardir oleh bentuk-bentuk radiasi ini, nukleus tetap tidak terpengaruh dan tidak ada radioaktivitas yang diinduksi dalam bahan iradiasi.
Di antara bentuk-bentuk radiasi yang umum, neutron adalah pengecualian untuk perilaku umum ini. Karena mereka tidak membawa muatan, neutron dengan energi rendah sekalipun dapat dengan mudah berinteraksi dengan nuklei dan menginduksi berbagai pilihan reaksi nuklir. Banyak dari reaksi ini menyebabkan produk radioaktif yang kehadirannya kemudian dapat diukur menggunakan detektor konvensional untuk merasakan radiasi yang dipancarkan dalam peluruhannya. Sebagai contoh, banyak jenis inti akan menyerap neutron untuk menghasilkan inti radioaktif. Selama waktu sampel bahan ini terpapar neutron, populasi inti radioaktif menumpuk. Ketika sampel dikeluarkan dari paparan neutron, populasi akan membusuk dengan waktu paruh yang diberikan. Beberapa jenis radiasi hampir selalu dipancarkan dalam peluruhan ini, seringkali partikel beta atau sinar gamma atau keduanya, yang kemudian dapat dihitung menggunakan salah satu metode deteksi aktif yang dijelaskan di bawah ini. Karena itu dapat dikaitkan dengan tingkat radioaktivitas yang diinduksi, intensitas fluks neutron yang menjadi sampel telah terpapar dapat disimpulkan dari pengukuran radioaktivitas ini. Untuk menginduksi radioaktivitas yang cukup untuk memungkinkan pengukuran yang cukup akurat, diperlukan fluks neutron yang relatif kuat. Oleh karena itu, foil aktivasi sering digunakan sebagai teknik untuk mengukur medan neutron di sekitar reaktor, akselerator, atau sumber neutron intens lainnya.
Bahan seperti perak, indium, dan emas biasanya digunakan untuk pengukuran neutron lambat, sedangkan besi, magnesium, dan aluminium adalah pilihan yang memungkinkan untuk pengukuran neutron cepat. Dalam kasus ini, waktu paruh dari aktivitas yang diinduksi berada dalam kisaran beberapa menit hingga beberapa hari. Untuk membangun populasi inti radioaktif yang mendekati kemungkinan maksimum, waktu paruh dari radioaktivitas yang diinduksi harus lebih pendek daripada waktu paparan fluks neutron. Pada saat yang sama, waktu paruh harus cukup lama untuk memungkinkan penghitungan radioaktivitas yang mudah setelah sampel dikeluarkan dari bidang neutron.
