请问 核辐射检测器 的工作原理

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/25 10:37:10
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能够指示、记录和测量核辐射的材料或装置。辐射和核辐射探测器内的物质相互作用而产生某种信息(如电、光脉冲或材料结构的变化),经放大后被记录、分析,以确定粒子的数目、位置、能量、动量、飞行时间、速度、质量等物理量。核辐射探测器是核物理、粒子物理研究及辐射应用中不可缺少的工具和手段。按照记录方式,核辐射探测器大体上分为计数器和径迹室两大类。
计数器 以电脉冲的形式记录、分析辐射产生的某种信息。计数器的种类有气体电离探测器、多丝室和漂移室、半导体探测器、闪烁计数器和切伦科夫计数器等。
气体电离探测器 通过收集射线在气体中产生的电离电荷来测量核辐射。主要类型有电离室、正比计数器和盖革计数器。它们的结构相似,一般都是具有两个电极的圆筒状容器,充有某种气体,电极间加电压,差别是工作电压范围不同。电离室工作电压较低,直接收集射线在气体中原始产生的离子对。其输出脉冲幅度较小,上升时间较快,可用于辐射剂量测量和能谱测量。正比计数器的工作电压较高,能使在电场中高速运动的原始离子产生更多的离子对,在电极上收集到比原始离子对要多得多的离子对(即气体放大作用),从而得到较高的输出脉冲。脉冲幅度正比于入射粒子损失的能量,适于作能谱测量。盖革计数器又称盖革-弥勒计数器或G-M计数器,它的工作电压更高,出现多次电离过程,因此输出脉冲的幅度很高,已不再正比于原始电离的离子对数,可以不经放大直接被记录。它只能测量粒子数目而不能测量能量,完成一次脉冲计数的时间较长。
多丝室和漂移室 这是正比计数器的变型。既有计数功能,还可以分辨带电粒子经过的区域。多丝室有许多平行的电极丝,处于正比计数器的工作状态。每一根丝及其邻近空间相当于一个探测器,后面与一个记录仪器连接。因此只有当被探测的粒子进入该丝邻近的空间,与此相关的记录仪器才记录一次事件。为了减少电极丝的数目,可从测量离子漂移到丝的时间来确定离子产生的部位,这就要有另一探测器给出一起始信号并大致规定了事件发生的部位,根据这种原理制成的计数装置称为漂移室,它具有更好的位置分辨率(达50微米),但允许的计数率不如多丝室高。
半导体探测器 辐射在半导体中产生的载流子(电子和空穴),在反向偏压电场下被收集,由产生的电脉冲信号来测量核辐射。常用硅、锗做半导体材料,主要有三种类型:①在n型单晶上喷涂一层