核辐射传感器的检测原理是基于放射性同位素核辐射粒子的电离作用、穿透能力、物体吸收、散射和反射等物理特征，利用这些特性制成的传感器可用来测量物质的密度、厚度，分析气体成分，探测物体内部结构等。它包括放射源、探测器和信号转换电路。放射源一般为圆盘状(β 放射源)或丝状、圆柱状、圆片状(γ 放射源)。例如，将Ti204(铊)镀在铜片上，上面覆盖云母片，然后装入铝或不锈钢壳内，最后用环氧树脂密封成为放射源。在放射线照射下，材料会产生发光闪烁效应，气体会产生电离效应。探测器以呈现发光闪烁现象或电离现象来探测放射线。常用的探测器有电离室、盖格计数管和闪烁计数管，半导体探测器也已使用。如图4-27 所示为盖格计数管的结构组成，金属圆筒为阴极，钨丝或钼丝为阳极，管内充以氩、氦气体。放射线照射气体电离，在1MΩ 电阻R 上产生几伏到几十伏的电压，由信号转换电路转换为数字显示。

图4-27　盖格计数管结构组成(www.daowen.com)

探测器可以单独使用，如测量天然本底计数(太阳辐射和宇宙辐射)、检查局部辐射污染，还可检查石材、瓷器、珠宝等的有害放射性。

探测器也可以与放射源、信号转换电路组合，进行多种物理量的检测。其中，α 粒子能量大，电离作用最强，常用于气体成分分析和压力检测；β 粒子在气体中的射程可达20m，易于散射、行程弯曲，可测量材料厚度、密度；γ 射线在气体中的射程可达几百米，能穿透几十厘米厚的固体物质，常用于金属探伤和厚度、密度、速度、物位测量。