第四章核辐射探测器201003301953[19983]介绍优秀PPT.ppt

《第四章核辐射探测器201003301953[19983]介绍优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章核辐射探测器201003301953[19983]介绍优秀PPT.ppt（19页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四章第四章 核辐射探测器核辐射探测器核辐射测量方法核辐射测量方法4.1 概述概述1 探测器的发展1908年，气体电离室（G-M计数器）问世。1948年，二次大战以后，光电倍增管的应用，使闪烁计数器（Scintillation）得到广泛应用。1940年末，有人发觉Ge半导体点接触性二极管在受到粒子 照射时有脉冲输出，受这一物理现象启发，半导体探测器问世了。1960年，半导体探测器得到广泛应用。核辐射测量方法核辐射测量方法4.1 概述概述1 探测器的发展1968年，多丝正比电离室出现，使放冷落的气体探测器又获得了生命力，使核物理测量由高能向低能扩展。1970年初，常温半导体问世。1980年以后，

2、常温半导体得到应用，制成X荧光仪。1960年末至1990年，交替性应用，多面发展，依据测量对象的不同，制作工艺不同，合理选用。核辐射测量方法核辐射测量方法4.1 概述概述2 探测器的分类气体探测器:电离室、正比计数器、G-M计数器。闪烁计数器半导体探测器其它探测器 核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.1 气体中电子和离子的运动规律气体中电子和离子的运动规律1 气体的电离气体的电离 +-.图1.1 气体电离示意图1）带电的入射粒子通过气体2）发生电离或激发3）在通过的径迹上生成大量离总电离=初电离+次级电离平均电离能():带电粒子在气体中产生一对离子所需的平均能量核辐

3、射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.1 气体中电子和离子的运动规律气体中电子和离子的运动规律2 电子和离子的漂移与扩散电子和离子的漂移与扩散 气体中，电离后生成的电子和离子的运动：杂乱无章的热运动 定向运动：沿电场方向漂移 从密度大向密度小的空间扩散+V图1.2 电子定向运动示意图核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.1 气体中电子和离子的运动规律气体中电子和离子的运动规律3 负离子的形成和离子的复合负离子的形成和离子的复合 电子与气体分子碰撞时，可能被捕获而形成负离子。电子被捕获形成负离子的结果使漂移速度大大地减慢，从而增加了复合损失。电子和

4、正离子碰撞或负离子和正离子碰撞可复合成中性原子或中性分子。离子复合几率比电子大几个量级。核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.1 气体中电子和离子的运动规律气体中电子和离子的运动规律4 离子的收集和电压电流曲线离子的收集和电压电流曲线 气体探测器利用收集辐射在气体中产生的电离电荷来探测入射粒子。核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.1 气体中电子和离子的运动规律气体中电子和离子的运动规律4 离子的收集和电压电流曲线离子的收集和电压电流曲线 第区，电离电流随电压增大而增加。第区称为饱和区或电离室区。第区称为正比区。第区称为有限正比区。第V区称为

5、G-M区或盖革区。当外加电压接着增高，便进入连续放电，并有光产生。核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.2 电离室电离室1 电离室结构电离室结构 电离室的主体由两个处于不同电位的电极组成，电极之间用绝缘体隔开，并密封于充确定气体的容器内。核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.2 电离室电离室2 电离室分类电离室分类1）脉冲电离室，记录单个辐射粒子，主要用于测量）脉冲电离室，记录单个辐射粒子，主要用于测量重带电粒子的能量和强度。重带电粒子的能量和强度。2）电流电离室和累计电离室，分别记录大量辐射粒）电流电离室和累计电离室，分别记录大量辐射粒子平

6、均效应和累计效应，主要用于测量子平均效应和累计效应，主要用于测量X，和和中子的照射量率或通量、剂量或剂量率，它是剂中子的照射量率或通量、剂量或剂量率，它是剂量监测和反应堆限制的主要传感元件。量监测和反应堆限制的主要传感元件。核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.3 正比计数器正比计数器 气体探测器工作于正比区时，在离子收集的过程中将出现气体放大现象，即被加速的原电离电子在电离碰撞中逐次倍增而形成电子的雪崩。于是，在收集电极上感生的脉冲幅度 将是原电离感生的脉冲幅度的M倍，即处于这种工作状态下的气体探测器就是正比计数器。核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体

7、探测器4.2.3 正比计数器正比计数器1 气体放大机制气体放大机制 设圆柱形计数管的阳极半径为a，电位为Vc；阴极半径为b，电位为 Vk；外加工作电压 ，则沿着径向位置为r的电场强度 为:核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.3 正比计数器正比计数器2 放放脉冲的成形脉冲的成形 脉冲由两部分组成，一部分是电子运动所贡献的，另一部分是正离子运动所贡献的。电子脉冲的幅度 与总脉冲幅度 的比例为：核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.4 G-M计数器计数器 G-M计数器大多是圆柱形的。电源常见接法如图。核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器

8、气体探测器4.2.4 G-M计数器计数器1 G-M的特性的特性 坪曲线是衡量G-M计数管性能的重要标记。其主要参数是：1）起始电压。当工作电压超过起始电压后，输出脉冲不再与原电离有关。2）坪斜。在坪区，计数率仍随电压上升而略有增加，表现为坪有坡度，称为坪斜。核辐射测量方法核辐射测量方法4.2 气体探测器气体探测器4.2.4 G-M计数器计数器2 死时间、复原时间和辨别时间死时间、复原时间和辨别时间 入射粒子进入计数管引起放电后，形成了正离子鞘，使阳极四周的电场减弱，终止了放电。这时，若再有粒子进入就不能引起放电，直到正离子鞘移出强场区，场强复原到足以维持放电的强度为止。这段时间称为死时间。经过死时间后，雪崩区的场强渐渐复原，但是在正离子完全被收集之前是不能达到正常值的。在这期间，粒子进入计数管所产生的脉冲幅度要低于正常幅度，直到正离子全部被收集后才完全复原，这段时间称为复原时间。人有了学问，就会具备各种分析实力，明辨是非的实力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，培育逻辑思维实力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培育文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。有很多书籍还能培育我们的道德情操，给我们巨大的精神力气，鼓舞我们前进。