2.探測裝置
一個供探測γ光子用的固體晶體裝置包括一個“密閉的”鉈激活碘化鈉晶體，安放在光電倍增管的表面上。“密閉的”晶體上是一塊固態圓筒狀的鉈激活碘化鈉，其頂部和四周都是用鋁層包裹以避免光和濕氣，因為碘化鈉晶體易吸潮，為改善反射性，碘化鈉晶體用一玻璃片密封，并同光電倍增管的表面直接接觸，其間加些硅油以達到光學匹配，整個裝置是不透光的。γ射線易于穿透晶體外表的鋁層，然后被高效的晶體所吸收，晶體發射出其能量與入射γ射線能量成比例的可見光。接著，光電倍增管將可見光能量轉換為電脈沖，各種能量轉換過程（即從γ光子發射直到產生一個電脈沖）成比例的性質，以及γ光子的吸收性質，保證γ放射性同位素可通過晶體閃爍得以計數，并定量。晶體γ計數器通常設計成既能有效地探測光電效應，又能有效地探測康普頓效應。但探測效應隨著光子能量的增大而減小，對于大多數市售γ計數器所用碘化鈉晶體的尺寸來說，光電效應在低光子能量，例如在低于400keV時占主要地位，而在1MeV附近即以康普頓效應為主。在這兩種能量之間，兩種效應幾乎以相等的頻率發生，由于所用的晶體尺寸較小，難以探測到電子對的生成。另外，在塑料溶劑（如聚乙烯甲苯）中加入閃爍體（如POPOP或TP），做成片狀，可用來探測能量較高的β射線，如32P放出的1.71MeV的高能量β射線。最早使用的硫化鋅晶體較薄，內含微量的微量的銀作為激活劑，可用來探測α射線。
3.晶體閃爍計數的定性、定量分析
放射性同位素鉻主要按電子俘獲方式衰變，其半衰期為27.8天，由于電子俘獲，原子的原子序數減少1，因而變成一種釩的同位素，按電子俘獲方式衰變至基態釩發生的頻率為91％，并導致隨后發射－5keV的弱X射線，此X射線一般難以探測，因為從樣品中出來的 X射線在其能穿入碘化鈉晶體之前已被吸收掉了。51Cr有9％的機會通過電子俘獲衰變到釩的一種受激核態，并立刻通過發射－320keV的γ射線衰變至穩定的基態，這種γ射線易于探測。用晶體閃爍計數器來觀察51Cr，在320keV處觀察到一個尖銳的峰，稱為光電峰，這是γ光子能量以光電效應損耗的結果，但并非所有能量都以此過程損耗，所以在較低能量時光子能量由于康普頓效應損耗而出現一連串較寬不明顯的峰，從光電峰下到谷的對側稱為康普頓邊緣。能量低于康普頓區的擴散峰，是由于γ射線對吸收物質的反散射引起的，散射光子的能量低。各種γ射線放射性同位素都有其特征的光電峰，利用特征光電峰，可對各種γ射線放射性同位素進行定性和鑒別。對各種樣品的γ射線計數測量是將測得的計數率與總放射性強度或標準源的計數率進行比較，可以算出樣品放射性占總放射性或標準源的百分比，從而獲得樣品放射性強度。
4.儀器性能的評價
晶體閃爍計數器現在基本都做成井型或圓柱型，用碘化鈉（鉈）作為閃爍體，探測γ射線，所以又把探測γ射線的晶體閃爍計數器稱為 γ計數器（γ－counte-r）。γ計數器的性能一般是根據其對137Cs的662keV光電峰的分辯能力而加以比較的，探測系統的分辯率是一光電峰展寬程度的量度，定義為最大峰高的一半處的峰寬度（用keV為單位）除以該光電峰的最大脈沖高度（用keV為單位）再乘以100。如果光電倍增管工作在最佳狀態時，分辯率能達到7％。但是，通常的井形晶體計數器由于光學性質較差，其分辯率也較差，其分辯率值約為12％。γ射線能量越高，光電峰的分辯率也會有所改善。
三、液體閃爍計數（Liquifd scintillation counting）
液體閃爍計數所用的閃爍體是液態，即將閃爍體溶解在適當的溶液中，配制成為閃爍液，并將待測放射性物質放在閃爍液中進行測量。應用液體閃爍計數可達到4π立體角的優越幾何測量條件，而且源的自吸收也可以忽略，對于能量低，射程短、易被空氣和其它物質吸收的α射線和低能β射線（如3H和14C），有較高的探測效率，液體閃爍計數器是α射線和低能β射線的首選測量儀器。
1.探測機理
閃爍液產生光子的過程是，從放射源發出的射線能理，首先被溶劑分子吸收，使溶劑分子激發。這種激發能量在溶劑內傳播時，即傳遞給閃爍體（溶質），引起閃爍體分子的激發，當閃爍體分子回到基態時就發射出光子，該光子透過透明的閃閃爍液及樣品的瓶壁，被光電倍增管的光陰極接收，繼而產生光電子并通過光電倍增管的倍增管的位增極放大，然后被陽極接收形成電脈沖，完成了放射能→光能→電能的轉換。
2.閃爍液
液體閃爍計數系統作用的閃爍溶液，是指閃爍瓶中除放射性被測樣品之外的其它組分，主要是有機溶劑和溶質（閃爍體），有時為了樣品的制備或提高計數效率的需要，還加入其它添加劑。 ⑴溶劑：從β源放射β射線到發射能被肖陰極接收的光婦的這一系列能量轉移環節中，能量轉移效率是很低的，只有少部分放射能量被利用來發射光子，其中放射源與溶劑之間，能量轉移效率大約為5￣10％。對溶劑的選擇，主要視其對閃爍體的溶介度和將放射能轉移給閃爍體的效率而定。如果以一定濃度的閃爍體在甲苯溶液中產生的脈沖高度為100％，那么，凡能產生80％以上的脈沖高度的都定為溶劑，能使脈沖高度隨其濃度上升而逐漸減小的稱為稀釋液，而在濃度很低時就能引起脈沖高度顯著下降的叫淬滅劑。在液體閃爍計數系統中，一個好的溶劑應滿足下列條件：①對閃爍體的溶介度高；②對放射源的轉移效率高；③對閃爍發射的光子透明度高；④在無論有無助溶劑的幫助下都可以溶介放射性樣品；⑤在計數器的工作溫度下來結冰；⑥能夠形成均相的測量溶液。一般認為，烷基苯是最好的溶劑，如甲苯，二甲苯。此外，苯甲醚也是比較好的溶劑。另外，對于含水量較多的樣品，采用1，4－二氧不作為溶劑，因為該有機化合物的極性較大，既能很好地溶介閃爍體又可溶介含水量較多的樣品，能改善計數效率，缺點是價格昂貴，冰點高，久放后產生淬滅作用很強的過氧化物，必須經純化才能使用，并應加入 0.001％的二乙基二硫代氨基甲酸鈉或丁基氫氧基甲苯（BHT），以抑制純化的二氧六環變質。溶劑在閃爍溶液中約占99％，因此，它的純度對閃爍液的品質是很大的影響因素。溶劑中不發光的雜質、氧和水的含量多少，都關系到淬滅程度。原則上講，溶劑應具有閃爍純，即不含或很少含有影響閃爍計數的淬滅成分。實際證明，“分析純”試劑可以不經純化而直接使用。
⑵閃爍液：在液體閃爍計數系統中，閃爍體又稱熒光體，是閃爍液的溶質，它的很多，根據其熒光特性及作用，可分為兩類，即第一閃爍和第二閃爍體。
①第一閃爍體：（初級閃爍體）：常用的第一閃爍體：對聯三苯（TP）：化學結構 它是最早使用的閃爍體之一。它的計數率高，價格比較便宜，但是，在低溫或含水溶液介度不高。2,5－二苯惡唑（PPO）：化學結構 它是目前普遍使用的閃爍體，能很好地溶介在常用的溶劑中，在含水的情況下也是如此，在甲苯中的溶介度達200克／升以上。它的化學性質穩定，價格也較便宜。但是，它的最大缺點是有明顯的濃度淬滅（自身淬滅），即隨著PPO在溶劑中的濃度升高，計數效率下降。2-苯基－5－（4-二苯基）－1,3,4惡唑（PBD）：化學結構為 它是已知的最有效的閃爍體之一。比PPO能耐受濃度淬滅，但是，它的溶介度低，尤其是在低溫和含水樣品存在時，溶介度下降更快，而且用量比PPO多兩倍，價格昂貴。2-（4-t-丁基苯基）-5-（4-二苯基）－1,3,4,惡二唑（丁基－PBD）：化學結構為 它的溶介度比PBD高，其最大優點對化學淬滅和顏色淬滅不敏感，因此，可以獲得較高的計數效率。 ②第二閃爍體（次級閃爍體）：第二閃爍體的主要功能是吸收第一閃爍體發射的光子后，再在較長的波段上重新發射出熒光來，并能增加光子的產額。在高濃度下第二閃爍體起著一部分與第一閃爍體相同的作用（即接受激發溶劑分子的的退激能量，并發出熒光），此外，它還能與淬滅因子競爭，從而減少了第一閃爍被淬滅的程度。在下列一種或一種以上的情況下，必須在閃爍液中加入第二閃爍體：a. 樣品中含有直接淬滅第一閃爍體的化合物；b. 第一閃爍體濃度太高而引起強烈的自身淬滅，且發射的光譜范圍與光電倍增管光陰及不匹配；c. 計數器的光電倍增管光陰極對于較長波長的光譜響應比較好；d. 測量的樣品在近紫外區有明顯的吸收。