1、1 探測器的發(fā)展探測器的發(fā)展 1908年，氣體電離室（G-M計數(shù)器）問世。 1948年，二次大戰(zhàn)以后，光電倍增管的應(yīng)用，使閃爍計數(shù)器（Scintillation）得到廣泛應(yīng)用。 1940年末，有人發(fā)現(xiàn)Ge半導體點接觸性二極管在受到粒子 照射時有脈沖輸出，受這一物理現(xiàn)象啟發(fā)，半導體探測器問世了。1960年，半導體探測器得到廣泛應(yīng)用。 1 探測器的發(fā)展探測器的發(fā)展 1968年，多絲正比電離室出現(xiàn)，使放冷落的氣體探測器又獲得了生命力，使核物理測量由高能向低能擴展。 1970年初，常溫半導體問世。 1980年以后，常溫半導體得到應(yīng)用，制成X熒光儀。 1960年末至1990年，交替性應(yīng)用，多面發(fā)展，根據(jù)

2、測量對象的不同，制作工藝不同，合理選用。 2 探測器的分類探測器的分類 氣體探測器氣體探測器:電離室、正比計數(shù)器、電離室、正比計數(shù)器、G-M計數(shù)器計數(shù)器。 閃爍計數(shù)器閃爍計數(shù)器 半導體探測器半導體探測器 其它探測器其它探測器 4.2.1 氣體中電子和離子的運動規(guī)律氣體中電子和離子的運動規(guī)律1 氣體的電離氣體的電離 +-. . . . . . . . . . . . . . . . 圖1.1 氣體電離示意圖1）帶電的入射粒子通過氣體2）發(fā)生電離或激發(fā)3）在通過的徑跡上生成大量離總電離=初電離+次級電離平均電離能( ):帶電粒子在氣體中產(chǎn)生一對離子所需的平均能量/0EN 4.2.1 氣體中電子和離

3、子的運動規(guī)律氣體中電子和離子的運動規(guī)律2 電子和離子的漂移與擴散電子和離子的漂移與擴散 氣體中，電離后生成的電子和離子的運動：雜亂無章的熱運動 定向運動： 沿電場方向漂移 從密度大向密度小的空間擴散+V圖1.2 電子定向運動示意圖4.2.1 氣體中電子和離子的運動規(guī)律氣體中電子和離子的運動規(guī)律3 負離子的形成和離子的復(fù)合負離子的形成和離子的復(fù)合 電子與氣體分子碰撞時，可能被捕獲而形成負離子。電子被捕獲形成負離子的結(jié)果使漂移速度大大地減慢，從而增加了復(fù)合損失。電子和正離子碰撞或負離子和正離子碰撞可復(fù)合成中性原子或中性分子。離子復(fù)合幾率比電子大幾個量級。4.2.1 氣體中電子和離子的運動規(guī)律氣體中

4、電子和離子的運動規(guī)律4 離子的收集和電壓電流曲線離子的收集和電壓電流曲線 氣體探測器利用收集輻射在氣體中產(chǎn)生的電離電荷來探測入射粒子。4.2.1 氣體中電子和離子的運動規(guī)律氣體中電子和離子的運動規(guī)律4 離子的收集和電壓電流曲線離子的收集和電壓電流曲線 第區(qū)，電離電流隨電壓增大而增加。第區(qū)稱為飽和區(qū)或電離室區(qū)。第區(qū)稱為正比區(qū)。第區(qū)稱為有限正比區(qū)。第V區(qū)稱為G-M區(qū)或蓋革區(qū)。當外加電壓繼續(xù)增高，便進入連續(xù)放電，并有光產(chǎn)生。4.2.2 電離室電離室1 電離室結(jié)構(gòu)電離室結(jié)構(gòu) 電離室的主體由兩個處于不同電位的電極組成，電極之間用絕緣體隔開，并密封于充一定氣體的容器內(nèi)。4.2.2 電離室電離室2 電離室分

5、類電離室分類1）脈沖電離室，記錄單個輻射粒子，主要用于測量重帶電粒子的能量和強度。2）電流電離室和累計電離室，分別記錄大量輻射粒子平均效應(yīng)和累計效應(yīng)，主要用于測量X， ， 和中子的照射量率或通量、劑量或劑量率，它是劑量監(jiān)測和反應(yīng)堆控制的主要傳感元件。 4.2.3 正比計數(shù)器正比計數(shù)器 氣體探測器工作于正比區(qū)時，在離子收集的過程中將出現(xiàn)氣體放大現(xiàn)象，即被加速的原電離電子在電離碰撞中逐次倍增而形成電子的雪崩。于是，在收集電極上感生的脈沖幅度 將是原電離感生的脈沖幅度的M倍，即處于這種工作狀態(tài)下的氣體探測器就是正比計數(shù)器。V0CMNeV4.2.3 正比計數(shù)器正比計數(shù)器1 氣體放大機制氣體放大機制 設(shè)

6、圓柱形計數(shù)管的陽極半徑為a ，電位為Vc；陰極半徑為b ，電位為 Vk；外加工作電壓 ，則沿著徑向位置為r的電場強度 為:)/ln()(0abrVrEKCVV 0V4.2.3 正比計數(shù)器正比計數(shù)器2 放放脈沖的成形脈沖的成形 脈沖由兩部分組成，一部分是電子運動所貢獻的，另一部分是正離子運動所貢獻的。電子脈沖的幅度 與總脈沖幅度 的比例為：)/ln()/ln(0abarVVVV4.2.4 G-M計數(shù)器計數(shù)器 G-M計數(shù)器大多是圓柱形的。電源常見接法如圖。4.2.4 G-M計數(shù)器計數(shù)器1 G-M的特性的特性 坪曲線是衡量G-M計數(shù)管性能的重要標志。其主要參數(shù)是：1）起始電壓。）起始電壓。當工作電壓

7、超過起始電壓后，輸出脈沖不再與原電離有關(guān)。2）坪斜。）坪斜。在坪區(qū)，計數(shù)率仍隨電壓升高而略有增加，表現(xiàn)為坪有坡度，稱為坪斜。4.2.4 G-M計數(shù)器計數(shù)器2 死時間、恢復(fù)時間和分辨時間死時間、恢復(fù)時間和分辨時間 入射粒子進入計數(shù)管引起放電后，形成了正離子鞘，使陽極周圍的電場削弱，終止了放電。這時，若再有粒子進入就不能引起放電，直到正離子鞘移出強場區(qū)，場強恢復(fù)到足以維持放電的強度為止。這段時間稱為死時間。經(jīng)過死時間后，雪崩區(qū)的場強逐漸恢復(fù)，但是在正離子完全被收集之前是不能達到正常值的。在這期間，粒子進入計數(shù)管所產(chǎn)生的脈沖幅度要低于正常幅度，直到正離子全部被收集后才完全恢復(fù)，這段時間稱為恢復(fù)時間。人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋?！?/p>