個人線量警報器は放射線防護の核心設備として、その探査原理は主に2種類の技術経路に基づいている:GM計数管と半導体検出器、両者は異なる物理メカニズムを通じて放射信号の捕捉と量子化を実現する。
GM計数管技術は初期の個人線量警報器の主流案である。そのコア構造は中央金属陽極と管壁陰極からなる電離室であり、内部にはアルゴンなどの不活性ガスとクエンチガス(臭素蒸気など)が充填されている。放射線粒子(例えばβ、γ線)が管内に入ると、イオン化ガス分子は電子−イオン対を発生する。高圧電場の作用の下で、電子は加速して他のガス分子に衝突し、雪崩式放電を引き起こし、検出可能な電気パルス信号を形成する。クエンチングガスは、余分なエネルギーを吸収することによって放電を停止し、放射線イベントごとに単一パルスのみが生成されることを保証する。GM管の利点は、構造が簡単でコストが安く、β線検出効率が100%に近いが、γ線に対する感度が低く(約10%)、「デッドタイム」効果(2回のパルス間隔が数十マイクロ秒かかる)があり、高用量率ではメーター漏れの可能性があることである。
半導体検出器技術は現代の個人線量警報器の発展方向を代表している。シリコンまたはゲルマニウムを検出媒体とし、放射線粒子が感受性領域に入ると、電子-正孔対を励起して生成する。印加電界の作用下で、電荷キャリアは電極にドリフトし、放射線エネルギーに比例する電気信号を形成する。半導体検出器のエネルギー分解能はGM管よりはるかに高く、異なるエネルギーの放射線(例えば、低エネルギーX線と高エネルギーγ線を区別する)を区別することができ、かつ死の時間制限がなく、高線量率環境に適している。また、小型で電磁干渉に強く、一部のモデルはBluetoothとGPSモジュールを統合し、リアルタイムデータ転送と遠隔監視をサポートしている。しかし、半導体検出器は製造プロセスに厳しい要求があり、低温(例えば液体窒素温度)で動作して熱雑音を抑制する必要があり、コストが高い。
実際の応用の中で、個人線量警報器はGM管と半導体検出器の組み合わせ方案をよく採用し、感度とコストを両立している。例えば、原子力発電所の巡回検査シーンでは、GM管は放射線ホットスポットを迅速にスクリーニングするために使用され、半導体検出器は累積線量を正確に測定し、従業員の安全を確保するために使用される。