放射性同位素發出的射線與物質相互作用，會直接或間接地產生電離和激發等效應，利用這些效應，可以探測放射性的存在、放射性同位素的性質和強度。用來記錄各種射線的數目，測量射線強度，分析射線能量的儀器統稱為探測器（probe）。測量射線有各種不同的儀器和方法，正如麥凱在1953年所說：“每當物理學家觀察到一種由原子粒子引起的新效應，他都試圖利用這種新效應制成一種探測器”。一般將探測器分為兩大類，一是“徑跡型”探測器，如照像乳膠、云室、氣泡室、火花室、電介質粒子探測器和光色探測器等，它們主要用于高能粒子物理研究領域。二是“信號型”探測器，包括電離計數器，正比計數器，蓋革計數管，閃爍計數器，半導體計數器和契倫科夫計數器等，這些信號型探測器在低能核物理、輻射化學、生物學、生物化學和分子生物學以及地質學等領域越來越得到廣泛地應用，尤其是閃爍計數器是生物化學和分子生物學研究中的必備儀器之一。
一、閃爍型探測器
1.探測原理
閃爍型探測器由閃爍體，光電倍增管，電源和放大器－分析器－定標器系統組成，現代閃爍探測器往往配備有計算機系統來處理測量結果。當射線通過閃爍體時，閃爍體被射線電離、激發，并發出一定波長的光，這些光子射到光電倍增管的光陰極上發生光電效應而釋放出電子，電子流經電倍增管多級陰極線路逐級放大后或為電脈沖，輸入電子線路部分，而后由定標器記錄下來。光陰極產生的電子數量與照射到它上面的光子數量成正比例，即放射性同位素的量越多，在閃爍體上引起閃光次數就越多，從而儀器記錄的脈沖次數就越多。測量的結果可用計數率，即射線每分鐘的計數次數（簡寫為cpm）表示，現代計數裝置通常可以同時給出衰變率，即射線每分鐘的衰變次數（簡寫dpm）、計數效率（E）、測量誤差等數據，閃爍探測器是近幾年來發展較快，應用最廣泛的核探測器，它的核心結構之一是閃爍體。閃爍體在很大程度上決定了一臺計數器的質量。
2.閃爍體
閃爍體是一類能吸收能量，并能在大約一微秒或更短的時間內把所吸收的一部分能量以光的形式再發射出來的物質。閃爍體分為無機閃爍體和有機閃爍體兩大類，閃爍體必需具備的性能是：對自身發射的光子應是高度透明的。閃爍體吸收它自己發射的一部分光子所占的比例隨閃爍材料而變化。無機閃爍體[如Nal（Tl）,ZnS（Ag）]幾乎是100％透明的，有機閃爍體（如蒽，塑料閃爍體，液體閃爍體）一般來說透明性較差。現在常使用的幾種閃爍體是：⑴無機晶體，主要是含雜質或不含雜質的堿金屬碘化物；⑵有機晶體，在都是未取代的或取代的芳香碳氫化合物；⑶液態的有機溶液，即液體閃爍體；⑷塑料溶液中的有機溶液，即固溶閃爍體。
3.光電倍增管
它是閃爍探測器的最重要部件之一。其組成成份是光陰極和倍增電極，光陰極的作用是將閃爍體的光信號轉換成電信號，倍增電極則充當一個放大倍數大于106的放大器，光陰極上產生的電子經加速作用飛到倍增電極上，每個倍增電極上均發生電子的倍增現象，倍增極的培增系數與所加電壓成正比例，所以光電倍增管的供電電源必須非常穩定，保證倍增系數的變化最小，在沒有入射的射線時，光電倍增管自身由于熱發射而產生的電子倍增稱為暗電流。用光電倍增管探測低能核輻射時，必須減小暗電流。保持測量空間環境內較低的室溫，是減小光電倍培管暗電流的有效方法。
二、晶體閃爍計數（crystal scintillation counting）
1.探測原理
γ射線不同于α和β粒子，它類似于光和其它電磁輻射，在與物質作用時不直接產生電離，而是按下述三種機制之一被吸收：光電效應，康譜頓效應和生成電子對。在光電效應中，每個光子將保持它的全部能量直到與吸收物質內原子的一個軌道電子相互作用為止。在此過程中，光子把全部能量給予電子，電子以高速度射出，光子就不再存在，發射出的電子稱為光電子，光電子按β粒子同樣的方式，將其能量電離，其它原子則消耗掉。在康普頓效應中，能量為hv的入射γ光子，與吸收物質內原子的一個軌道電子相互作用。在該過程中，光子把它的能量給予軌道電子，使電子射出，隨后帶有較小能量hv''的光子按能量和動量兩者都守恒的形式被“散射”。射出的電子稱為反沖電子，又叫康普頓電子。康普頓電子象光電效應中的情況一樣，按與β粒子相同的方式消散它的能量，散射光子進一步通過光電或康普頓過程被吸收。電子對生成時，某些入射光子能量按照愛因斯坦方程轉化為質量：E＝mc2 式中E為er（樂格）表示的能量，m為以g表示的質量，c為光速，以cm／s為單位，入射的γ光子在吸收物質的一個原子的核場中以一種未知的方式湮滅，隨后產生兩個粒子，一個負電子和一個正電子，正電子只存在一個很短的時間，一旦它減慢，它就被吸收物質中的一個電子所中和，這一湮滅過程導致一對γ光子的產生，其每一個光子能量為0.51MeV,最終通過光電效應康普頓效應吸收。γ射線由于沒有質量，具有很強的穿透性，而且最易被高電子密度的物質所吸收，如鉛。具有高原子序數Z的原子直接與高電子密度有關。就探測器而言，某些無機鹽能有效地吸收γ光子，發射出強度正比于所吸收γ射線能量的光子。例如，鉈激活的碘化鈉，由于碘原子的原子序數Z高，并且有較高的密度（比重3.67），而且每吸收單位能量的光子產額高，晶體的光透性也好，用來探測γ射線，效率較高。