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技術文章

正比計數管探測器

2009/11/11 21:54:00

正比計數器
　　proportional counter
　　用氣體作為工作物質，輸出脈沖幅度[1]與初始電離有正比關系的粒子探測器，可以用來計數單個粒子，并根據輸出信號的脈沖高度來確定入射輻射的能量。這種探測器的結構大多采用圓柱形，中心是陽極細絲，圓柱筒外殼是陰極，工作氣體一般是隋性氣體和少量負電性氣體的混合物。入射粒子與筒內氣體原子碰撞使原子電離，產生電子和正離子。在電場作用下，電子向中心陽極絲運動，正離子以比電子慢得多的速度向陰極漂移。電子在陽極絲附近受強電場作用加速獲得能量可使原子再電離。從陽極絲引出的輸出脈沖幅度較大，且與初始電離成正比。正比計數器具有較好的能量分辨率和能量線性響應，探測效率高，壽命長，廣泛應用于核物理和粒子物理實驗。
　　1-50keV的X射線經常用正比計數器進行探測。要求是具有較薄的入射窗口，以獲得較低的低能端探測下限，較大的觀測面積，以及良好的氣密性。常用的是鈹窗正比計數器。當代X射線探測器多采用正比計數器陣列和裝有多根陽極絲和陰極絲的多絲正比室，以獲得更大的有效觀測面積。
　　近年來制作的氣體閃爍正比計數器，能量分辨率比一般氣態正比計數器約高一倍。為了觀測較弱的X射線源，需要高靈敏度的探測器，為此制作了大面積窗口正比計數器，如小型天文衛星-A攜帶的窗口面積為840厘米的鈹窗正比計數器，采用的是正比計數器組合的方法。此外，確定X射線源的位置需要有高分辨率的探測器；而為了制造這種探測器，就相應地需要制作對測定位置靈敏度高的正比計數器。
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