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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