(*)气体探测器
主要包括电离室、正比计数管、盖革-弥勒计数管。γ射线探测仪气体探测器电离室的主体由*对电*构成,两*间充以空气或其他气体(空气或氪、氖等情性气体),电*设计有各种形状,如平行板式、同轴圆柱筒式。在电*间加上电压,当射线射入后,气体被电离,正离子和电子被不同电*收集,产生电流。
外加电压与电离电流的关系如图2-15所示,曲线α和曲线β分别为α粒子和β粒子通过气体物质产生电离作用后,在外电场作用下形成的电离电流随外加电压的变*规律。由工作电压分布在不同的工作区特点,可以作成电离室探测器(Va~Vb)、正比计数管(Vb~Vc)、盖革-弥勒计数管(Vd~Ve)。
1—饱和电流区Va~Vb;2—正比区Vb~Vc;γ射线探测仪气体探测器3—准正比区Vc~Vd;4—自激放电计数区Vd~Ve;5—连续放电区>Ve
电离室工作在**个区域,当加在电离室电*上的电压**时,探测器体积内电流强度不再**,这个电流称为饱和电流。在该区域相应的电压下,电离电流的强度只取决于外界的射线强度。根据工作方式又分为积分电离室及脉冲电离室。前者测量由射线电离产生的总电离电流;后者测量单个粒子产生的电流。电离室可以做得很大,这样可以使得探测α射线灵敏度较*。
正比计数管工作在第二个区域。在电场作用下,靠近阳*的电子获得了能量,引起二次电离,由于已经存在比较大的电场梯度,新形成的电子同样也能引起次*电离。这样就发生了电离电流的气体放大雪崩过程。在雪崩过程中产生的离子对的数量比初始的离子对数量大K倍,称K为气体放大倍数,数值可以达到105~106。因此,在探测器的输出端,脉冲具有很大的幅度。在此区K值是个常数,因而,记录的脉冲幅度正比于初始电离,即正比于入射光量子的能量。正比计数管由于有较好的能量分辨率,常用于对X射线及软γ射线进行能谱测量。
三氟*硼(BF3)正比计数管能有*地区分γ射线和中子,而*掉γ本底的影响。3He中子计数管适于记录超热中子。
第三区称为准正比区,由于空间电荷*应,K值不再是*个常数,本区并不能用于射线探测。
第四个区称为自激放电计数区,又称为盖革-弥勒区。γ射线探测仪气体探测器在这个区域里,电*间的场强很大,气体放大作用急剧上升,以致*对离子对就能引起雪崩过程,导致自激放电的发生。具有自激放电的计数管分为两种类型:自猝灭和非自猝灭。盖革-弥勒计数管属于后者,主要用于记录β射线和γ射线,输出信号较大,但输出脉冲幅度与入射粒子的能量无关,所以不能用它来探测入射射线的能量。此外,这类计数管形成的脉冲的延续时间比正比计数管要大。例如,如果正比计数管每秒*大计数为104个脉冲,那么盖革-弥勒计数管每秒只有103个脉冲。
第五个区是连续放电区,它不能用来作探测器。
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