探测器的主要性能指标。 为何正比计数器多为圆柱形,并且中心电极为阳极?(重点) 通过对光电子过程的分析来区分正比区、有限正比区和GM区 为何正比计数器能给出能量信息?离子的收集是否会使正比计数器时 间性能很差?(难点) ·GM区的放电过程(自持放电)与正比区的放电过程(非自持放电) 有何不同? 总结:气体探测器工作气体中的多原子分子气体的用处有哪些。 思考题:下列说法对吗? 在气体探测器中,入射离子通过引起气体探测物质的电离被探测,因 此在气体探测器中只存在探测物质的电离过程 虽然电子雪崩过程中增殖的电子可以是二次电子,也可以是光电子, 但正比计数器中的电子雪崩主要是二次电子雪崩,而且二次电子主要 来自于次电离。 G-M计数区的自持放电一旦开始,必须利用外部因素才能停止
• 探测器的主要性能指标。 • 为何正比计数器多为圆柱形，并且中心电极为阳极？（重点） • 通过对光电子过程的分析来区分正比区、有限正比区和G-M区。 • 为何正比计数器能给出能量信息？离子的收集是否会使正比计数器时 间性能很差？（难点） • G-M区的放电过程（自持放电）与正比区的放电过程（非自持放电） 有何不同？ • 总结：气体探测器工作气体中的多原子分子气体的用处有哪些。 思考题：下列说法对吗？ • 在气体探测器中，入射离子通过引起气体探测物质的电离被探测，因 此在气体探测器中只存在探测物质的电离过程。 • 虽然电子雪崩过程中增殖的电子可以是二次电子，也可以是光电子， 但正比计数器中的电子雪崩主要是二次电子雪崩，而且二次电子主要 来自于次电离。 • G-M计数区的自持放电一旦开始，必须利用外部因素才能停止
气体探测器 放射源 90 1mm y20mm 测量仪器 工作原理:入射粒子使高压电极和收集电极间的气体电离, 生成的电子离子对在电场的作用下向两极漂移,漂移过程中 收集电极上的感生电荷发生变化从而产生输出脉冲
工作原理：入射粒子使高压电极和收集电极间的气体电离， 生成的电子离子对在电场的作用下向两极漂移，漂移过程中 收集电极上的感生电荷发生变化从而产生输出脉冲。 气体探测器
气体探测器几个典型工作区 10 电离室工作 0 在饱和区 I:复合区 10 II:饱和区 II:正比区 10 规10 IV:有限正比区 V 12001600 N>> N 10 020040060080010001400 V:G-M工作区 工作电压(V)
气体探测器几个典型工作区 I : 复合区 II : 饱和区 III : 正比区 N N M0 IV: 有限正比区 N N 0 V: G-M工作区 1 2 电离室工作 在饱和区
电离室输出脉冲的特点 只有在电子或离子漂移过程中,两极上的感应电 荷才有变化,才能产生电流脉冲。 输出脉冲可分为两个部分:快成分(由电子的漂 移产生);慢成分(由离子的漂移产生)
• 只有在电子或离子漂移过程中，两极上的感应电 荷才有变化，才能产生电流脉冲。 • 输出脉冲可分为两个部分：快成分（由电子的漂 移产生）；慢成分（由离子的漂移产生）。 电离室输出脉冲的特点
电离室可以用电流源(和探测器电容C并联等效。 输出回路的等效电路 (t) R=R,∥R R C=C+C+o
输出回路的等效电路 L a R R // R C C Ca C0 CS I (t) R V(t) 电离室可以用电流源I0 (t)和探测器电容C0并联等效。 C0 I (t)
脉冲电离室的种类 根据输出回路时间常数的不同,分为离子脉冲电 离室和电子脉冲电离室。 离子脉冲电离室 电子脉冲电离室 输出回路 7>>T- K<K<T 时间常数 电子和离子电子和离子均收集完全电子收集完全, 的收集情况 离子未能收集完全 输出电压 脉冲波形 =OC∝E 了<KC<T 不再与辐射能量成 正比,与地点有关。 1(s) 采用屏栅电离室可图39离子脉冲电离室和电子脉冲电离室的 测量能量 输出脉冲波形
根据输出回路时间常数的不同，分为离子脉冲电 离室和电子脉冲电离室。 离子脉冲电离室 电子脉冲电离室 输出回路 时间常数 T>>T+ ,T- T-<T<T+ 电子和离子 的收集情况 电子和离子均收集完全 电子收集完全， 离子未能收集完全 输出电压 脉冲波形 V=Q/CE0 不再与辐射能量成 正比，与地点有关。 采用屏栅电离室可 测量能量。 脉冲电离室的种类
脉冲电离室的性能 1)脉冲幅度谱与能量分辨率 脉冲电离室主要用来测量重带电粒子的能谱。 多道测量的脉冲幅度谱能谱) dn dn dh de 半高全宽 FWHM 绝对能量分辨率:△E △h(△E) 相对能量分辨率: h(e) h(e) △E△h △E=△E,+△E+ E
相对能量分辨率： E h E h 多道测量的脉冲幅度谱 半高全宽 FWHM 绝对能量分辨率： h E （能谱） ( ) E ... 2 2 2 1 2 E E E 脉冲电离室主要用来测量重带电粒子的能谱。 ) d d ( d d E n h n h(E) h(E) 1) 脉冲幅度谱与能量分辨率 脉冲电离室的性能
电离室输出脉冲幅度 电离室输出脉冲幅度同样服从高斯分布 P(h)= h 2TO n ne h VAn C F h
n C e h 电离室输出脉冲幅度同样服从高斯分布 2 2 2 2 1 ( ) h h h h P h e 电离室输出脉冲幅度 C ne h Fn C e C e h n n F h v h h
相对能量分辨率(重点) △E△h2355 77 2.355vh=2355 2.355 eh h E 仅由电离统计 涨落造成 0.1MeV的α粒子,约为3%,5MeV约为04%。 采用电离室对这些能量的a粒子探测的极限能量分辨率
0 2.355 2.355 2.355 2.355 E Fw n F h h h E E h h 0.1MeV的粒子，约为3%，5MeV约为0.4%。 仅由电离统计 涨落造成 采用电离室对这些能量的粒子探测的极限能量分辨率 相对能量分辨率（重点）
关于能量分辨率的小结: (1)能量分辨率反映了谱仪对不同入射粒子能量的分 辨能力。能量分辨率越小(好),则可区分更小的 能量差别。这是谱仪的最主要的指标。 (2)电离过程统计偏差决定了谱仪所达到的分辨率的 极限和理论值。并可检验谱仪的性能。 (3)能量分辨率的数值是对某一能量而言的,它与入 射粒子能量的关系为 n<√Eo
(1)能量分辨率反映了谱仪对不同入射粒子能量的分 辨能力。能量分辨率越小（好），则可区分更小的 能量差别。这是谱仪的最主要的指标。 关于能量分辨率的小结： (2)电离过程统计偏差决定了谱仪所达到的分辨率的 极限和理论值。并可检验谱仪的性能。 (3)能量分辨率的数值是对某一能量而言的，它与入 射粒子能量的关系为 η 1 E0