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气体电离探测器

[拼音]:qiti dianli tanceqi

[外文]:gas ionization detector

以气体作为探测介质的辐射探测器。其基本工作原理是当带电粒子穿过气体时使气体分子电离,所产生离子对数目与粒子所损耗的能量有关。如在气体电离空间设置两个电极,并保持一定电位差,离子对中的电子(或负离子)和正离子就会被电场拉开而分别沿电场方向漂移。其电荷分别被两个电极所收集并给出一定的电信号。由于收集到的电荷量与两个电极间电场强度有关,从而形成不同工作方式的气体电离探测器。

电离室

电极一般为平行板型。当两电极间的电位差大到足以使由辐射形成的离子对全部被电极所收集时,加在两极间的电压称为该电离室的饱和电压。饱和电压具有相当宽的范围,在此范围内,电离室电极上收集到的电荷与电场强�任薰兀�而只由入射粒子的能量和数目所决定。因此,电离室对电源电压不要求有很高的稳定度。电离室又可分为脉冲电离室和电流电离室。前者常用于测量入射粒子的数目或能量;后者则往往用以测量辐射剂量。

正比计数管

在两个电极间施加的电压超过饱和电压时,由于电场强度增加,造成由电离产生的电子有足够能量在气体中进一步产生次级电离,甚至次级电离的电子又产生新的离子对。这样由电极收集到的电荷远大于起始电离数,而且与电极间的电压有关,这就是气体放大作用,也就是正比计数管的工作原理。正比计数管一般由一个细中心丝阳极和一个与其同轴的圆筒形阴极所组成。这样可以提高在阳极附近的电场强度。由于它具有放大作用在测量低能射线时可以给出较大的脉冲。但它的放大倍数与极间电压有关,故对供电电源电压稳定度要求较高。在正比计数管的基础上还研制出各种定位正比管、多丝室等。它们都具有对入射粒子进行定位的性能,有的还可用于成像。

盖革-弥勒计数管和自猝灭流光计数管

盖革-弥勒计数管简称盖革计数管,或GM计数管。它是用发明人H.盖革等人姓名命名的。其结构与正比计数管类似,但在阳极丝周围有更强的电场。这时由入射粒子引起的电离沿着整个阳极丝形成雪崩现象,而其输出电压脉冲的幅度与入射粒子能量和性质无关。一般在零点几伏到几伏左右。因此,用较简单的电子线路就可记录。盖革计数管的另一特点是必须在管内加入少量猝息气体或用外加猝息电路,才能使其在一次放电后恢复到正常状态,而且经过 100微秒左右的恢复时间才能对新的入射粒子进行计数,因而在使用上受到一定的限制。

人们发现,当在计数管中猝息气体的比例很大而且在大气压力下时,其放电方式与盖革放电有本质的区别。它只产生局部的雪崩,故恢复时间远小于盖革计数管。这种计数管被称为自猝灭流光计数管。它同样可给出较大幅度的输出脉冲,而且也与起始电离无关。其脉冲持续时间只有数十纳秒。此外还可作成自猝灭流光室用于定位测量。由于上述一系列优点,自猝灭流光管发展较快,有取代盖革计数管的趋势。

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