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2014辐射复习探测器部分.pdf

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探测器部分 1.探测器分类: 类型 气体电离探测器 闪烁体探测器 半导体探测器 信息载流子 电子-离子对 第一打拿极收集到的 电子-空穴对 光电子 2.气体探测器 定义:气体探测器是以气体为工作介质,由入射离子在其中产生的电离效应引起输出信号的 探测器。 分类:电离室 (脉冲电离室和累计电离室)、正比计数器、G-M 计数器 基本原理:辐射在气体介质中产生电子-离子对,这些离子对在探测器灵敏体积的电场中运 动而形成输出信号。 3.气体中离子与电子的运动规律 1、带电粒子在气体中产生的电离和激发 平均电离能W E E o 能量 的入射粒子将能量全部损失在气体介质中,产生的平均电子离子对数N 。 o W 电离能大于气体最低电离电位的原因:部分能量消耗于使气体分子激发,而味形成电子对的 缘故。 2 Eo 电子离子对的数目服从法诺分布: F  ,法诺因子介于0.2-0.5 之间。 W 2、气体中离子、电子的漂移与扩散 没外加电场时,在气体中分子运动包括:扩散、电荷转移效应、电子吸附、复合 1)电子的吸附和负离子的形成:电子在运动过程中与气体分子碰撞时有可能被气体分子俘 获,形成负离子,这种现象称之为吸附效应。 吸附系数h:在与气体分子发生的每次碰撞中,电子都有可能被俘获,这个概率称为该 气体的吸附系数h。 电子的吸附现象对气体探测器的影响:电子被俘获形成负离子,很容易和正离子发生复 合效应,减弱电离的效果,影响气体探测器的工作效率。 选择吸附系数小的气体作为工作气体。 存在外加电场时,气体中的运动包括扩散、沿电场方向的定向漂移。 电子与离子漂移的区别: 1)电子漂移速度一般为: 6 ;离子漂移速度一般为: 3 ; 10 cm / s 10 cm / s 2 )电子的漂移速度对组成气体的组分敏感 在单原子分子气体中加入少量多原子分子气体(CO 、H 0 等)。电子的漂移速度有很 2 2 大的增加。 补充:气体放电与工作电压的关系 饱和区为电离室工作区;正比区为正比计数器;产生的N 越大,能量分辨率越好。 4. 电离室的工作机制与输出回路 类型:平板型、圆柱型 按照工作方式分:脉冲型(单个)电离室、累积型电离室(记录大量入射离子平均电离效应) 1)关于感应电荷和电流 结论一:1、射线电离所产生的任何一对载流子,在电场作用下完成漂移后,外电路流过的 电荷量为e 。 2、这个电荷量与该“电子-离子对”的位置无关。 结论二:N 对载流子,外电路流过的电荷量为Ne,这N 个电子离子对没有必要产生在同一 位置。 2 )电离室的输出回路:输出信号电流流过的所有回路 总电阻:R R / /R (R 是负载电阻.R 是测量仪器的输入电阻) o L i L i 总电容: C C C C (C 为探测器电容;C 为测量仪器输入电阻;C 为杂散电容) o i
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