核辐射探测器
核辐射探测器 ppt课件
• 其它方面
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本征效率或灵敏度
• The measure of its ability to detect radiation
Ei
Number of rays detected by the detector Number of rays incident on the
sensitive volumeof the detector
• The higher, the better
• Primary affecting factors: the linear attenuation coefficient and the thickness of the sensitive volume
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死时间或分辨时间
• A measure of the ability of a detector to function accurately at high count rates
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盖革-弥勒监测仪(G-M survey meter)
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半导体探测器(semiconductor)
• 结构 • 本质和特点
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结构（半导体探测器）
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本质和特点（半导体探测器）
核辐射怎么检测
核辐射怎么检测
核辐射可以通过以下几种方法进行检测：
1. 个人辐射剂量计：个人辐射剂量计是佩戴在人体上的仪器，用于测量人体的辐射剂量。它可以实时监测个人暴露的辐射剂量，并提供警报功能。
2. 环境辐射监测仪：环境辐射监测仪是专门用于监测周围环境中的辐射水平的设备。它可以检测空气、水、土壤等环境中的核辐射水平，并提供实时数据。
3. 核辐射探测器：核辐射探测器是一种专门用于检测核辐射的设备。它可以检测不同类型的辐射，如α粒子、β粒子、γ射线等，并提供相应的测量结果。
4. 核素识别仪：核素识别仪是一种用于识别和测量辐射源的设备。它可以检测辐射源的特征特性，如能量谱、半衰期等，以确定辐射源的类型和强度。
以上是常见的核辐射检测方法，可以根据具体情况选择合适的仪器进行检测。在核辐射环境中，及时准确地检测辐射水平对于保护人体健康和安全至关重要。
核辐射探测仪器基本原理及及指标
例如：BS9521型智能化X、γ辐射仪 能量响应：≤±20%（相对于137Cs） 137Cs半衰期为：30年 能量为662keV
• 能量分辨率
3、测量相关的指标
• 计数（率） 仪器对某一能量或者能量段响应次数的总
和 单位时间的计数成为计数率 计数率单位：
cps 每秒计数 cpm 每分钟计数 cph 每小时计数
• 吸收剂量：电离辐射授予单位质量物质的 平均能量与该单位物质的质量之比。
• 目前常用的单位是戈瑞（Gy），它相当于1 千克物质接受1焦尔的能量。
• 曾用单位为拉德(rad)。 • 1Gy＝1J·kg-1＝100rad
BS9511 X、γ辐射剂量检测仪
测量范围 剂量率：0~600uGy/h 累积剂量~9999.99mGy
• 剂量当量 反映各种射线或粒子被吸收后引起的
生物效应强弱的电离辐射量。它不仅与吸收 剂量有关，而且与射线种类、能量有关，当 量剂量是在吸收剂量的基础上引入一与辐射 类型及能量有关的权重因子。
• 国际制单位：Sv（希沃特），1Sv=1J∙ kg-1 。
• 旧的专用单位：rem（雷姆）
1Sv=100rem
• 响应：系统在激励作用下所引起的反应。 • 能量响应：指放射性测量仪（辐射仪）测量剂
量（µSv/h）相同但能量（Kev）不同的X、γ 射线时，仪器读数显示的差异。
核辐射探测器与核仪器
气体探测器的特点：
?探测器的灵敏体积大小和形状几乎不受限 制；
?没有辐射损伤或极易恢复； ?经济可靠。
各种气体探测器
气体探测器
? 电离室
? 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。
? 电流电离室：记录大量粒 子平均效应，主要用于测
量X, g, b 和中子的强度或
核仪器分类
按仪器特性分类：有源核仪器和无源核仪器。
按工作方式分类：实验室分析仪器，固定式 监测仪器，移动式、可携带检测仪，个人 监测仪表，专用安全监测与状态监测仪表。
按探测器分类：气体电离探测器，晶体闪烁 探测器，半导体探测器，其他探测器。
按测量方式分类：直接测量仪器，间接测量 仪器，在线连续检测仪器，离线分析、化 验检测仪器。
种形式的输出信号。 ? 对非带电粒子通过次级效应产生次电子或
重带电粒子,实现能量的沉积。
核辐射探测器
? 气体探测器 ? 闪烁探测器 ? 半导体探测器
气体探测器
? 核辐射引起的气体电离 ?初级电离：入射粒子与气体分子或原子直
接碰撞而导致的气体电离； ?次级电离：直接电离所产生的电子或紫外
光及X射线而导致的气体电离。 ?复合过程：正离子和电子或负离子复合成
通量。
d 阳极
z ++++++++ --------
核辐射传感器工作原理
核辐射传感器工作原理
核辐射传感器采用敏感探测器以及先进的电子技术，具有实时监测并测量α粒子、β粒子和γ射线辐射水平的作用。其工作原理主要包括辐射探测、信号转换和数据处理三个步骤。
1.辐射探测：RAD-S101核辐射传感器内置敏感的放射性探测器，通常是半导体
材料或闪烁体。当周围环境存在辐射源时，放射性粒子与探测器产生相互作用，
形成能量沉积。α粒子、β粒子和γ射线在探测器中引起的能量沉积不同，探测器
会对其进行敏感响应。
2.信号转换：核辐射传感器通过专门设计的电子电路将从探测器接收到的能量沉
积转化为电信号。电信号经过放大与滤波等处理操作后，被转换为可以测量的模
拟信号。
3.数据处理：测量到的模拟信号经过采样和数字化处理后，转换为数字信号。传
感器内部的芯片对这些数字信号进行处理和分析，从而计算出辐射源的强度或剂量。数据通过传感器接口输出，供用户查看和分析。
如何正确使用核辐射检测仪器
如何正确使用核辐射检测仪器
核辐射检测仪器是一种用于测量和监测环境中核辐射水平的设备。在如今核能的广泛应用和核辐射的潜在危险下，正确使用这些仪器变得尤为重要。本文将探讨如何正确使用核辐射检测仪器，以确保我们的安全和健康。
首先，使用核辐射检测仪器前，我们需要了解仪器的基本原理和工作原理。核辐射检测仪器主要分为三类：电离室型、半导体型和闪烁体型。电离室型仪器通过测量辐射粒子在气体中电离产生的电荷量来确定辐射水平。半导体型仪器则利用半导体材料的特性来测量辐射水平。闪烁体型仪器则通过测量辐射粒子与闪烁体反应产生的光信号来确定辐射水平。了解仪器的工作原理有助于我们正确操作和解读仪器的测量结果。
其次，正确使用核辐射检测仪器需要进行仪器校准和质量控制。仪器校准是指将仪器的测量结果与已知辐射源的辐射水平进行比对，以确保仪器的准确性和可靠性。校准应定期进行，并且要选择合适的辐射源进行校准。质量控制是指在使用仪器过程中，通过使用标准辐射源或参考样品进行检测，以确保仪器的稳定性和一致性。校准和质量控制的重要性不可忽视，因为它们直接影响到测量结果的准确性和可靠性。
第三，正确使用核辐射检测仪器需要遵守安全操作规程和个人防护措施。核辐射具有一定的危害性，因此在进行测量时，必须佩戴适当的个人防护装备，如防护服、手套和护目镜等。此外，应确保仪器的操作环境符合安全要求，避免辐射源接近人体或其他敏感设备。在操作过程中，要注意避免误操作或不当操作，以免发生意外事故。
第四，正确使用核辐射检测仪器需要正确解读测量结果。核辐射检测仪器通常会显示辐射水平的数值或单位，如剂量率、累计剂量等。我们需要了解这些数值的含义和参考标准，以便正确判断环境中的辐射水平是否安全。此外，还应注意仪器的灵敏度和测量范围，以确保测量结果的准确性和可靠性。
第四章核辐射探测器201003301953[19983]介绍
![第四章核辐射探测器201003301953[19983]介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/422da5f0f8c75fbfc77db255.png)
第Ⅲ区称为正比区。
第Ⅳ区称为有限正比区。 第V区称为G-M区或盖革区。 当外加电压继续增高，便进入连续放 电，并有光产生。
核辐射测量方法
4.2 气体探测器
4.2.2 电离室
1 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， 并密封于充一定气 体的容器内。
核辐射测量方法
4.2 气体探测器
4.2.2 电离室
2 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子平均 效应和累计效应，主要用于测量X， ， 和中子的照射量率 或通量、剂量或剂量率，它是剂量监测和反应堆控制的主 要传感元件。
1）带电的入射粒子通过气体 2）发生电离或激发
图1.1 气体电离示意图
3）在通过的径迹上生成大量离
总电离=初电离+次级电离
来自百度文库
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
核辐射测量方法
4.2 气体探测器
4.2.1 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
气体中，电离后生成的电子和离子的运动： ①杂乱无章的热运动 ②定向运动： ⅰ沿电场方向漂移
检测辐射的仪器
检测辐射的仪器
检测辐射的仪器主要有以下几种：
1. Geiger-Muller计数器：一种常用的辐射测量仪器，用于检测和计量各种辐射源的辐射水平。
2. 电离室：用于测量辐射源的离子辐射水平，常用于医学、工业和科学研究等领域。
3. 闪烁探测器：通过测量辐射射线与闪烁材料的相互作用产生的光信号来检测辐射。
4. 临界反应仪器：通过检测核反应堆的临界状态，来测量辐射水平。
5. 核磁共振仪：用于医学和科学研究中的核磁共振成像，可以检测人体内部的辐射水平。
这些仪器可以测量不同类型的辐射，包括电离辐射、非电离辐射和离子辐射等。它们在核能、医学、环境监测等领域起着重要的作用。
核电子学与核仪器
1．说明：核辐射探测器
辐射探测器是将入射射线的信息(能量、强度、种类等)转换成电信号或其它易测量信号的转换器，即传感器或换能器。是用来对核辐射和粒子的微观现象，进行观看和研究的传感器件﹑装置或材料。
2．核辐射探测的要紧内容有哪些？
辐射探测的要紧内容有：记录入射粒子的数量(射线强度)，测定射线的种类，确信射线的能量等。应用要求不同，探测的内容可能不同，利用的辐射探测器也可能不同。
3．常见的核辐射探测器按工作原理可分成哪几类？
常见的辐射探测器，按工作原理可分成以下几类:
①利用射线通过物质产生的电离现象做成的辐射探测器，例如，电离室、半导体探测器等。
②利用射线通过物质产生荧光现象做成的探测器，例如，闪烁计数器。
③利用辐射损伤现象做成的探测器，例如，径迹探测器。
④利用射线与物质作用产生的其他现象，例如，热释光探测器。
⑤利用射线对某些物质的核反映、或彼此碰撞产生易于探测的次级粒子做成的探测器，例如，中子计数管。
⑥利用其他原理做成的辐射探测器。
4．闪烁计数器由哪几个部份组成？答：闪烁计数器由闪烁体和光电倍增管等组成。
5．核辐射探测器输出的脉冲，其哪些参量与射线强弱、能量大小有着什
么样的定性关系？
入射射线强时，单位时刻内产生的脉冲数就多一些；入射粒子能量大时，产生的光子就多，脉冲幅度就大一些，从这些情形即可测知射线的强度与能量。
6．对用作核辐射探测器的闪烁体有哪些要求？
①闪烁体应该有较大的阻止本领，如此才能使入射粒子在闪烁体中损耗较多的能量，使其更多地转换为光能，发出较亮的闪光。为此，闪烁体的密度及原子序数大一些对测量γ射线是适合的。
核辐射探测仪器基本原理及及指标
核辐射探测仪器基本原理及及指标
1.光电效应探测：当γ射线入射到闪烁晶体或闪烁闪耀液体中时，
会产生光电效应，即γ射线与物质相互作用，产生能量沉积，并使物质
中的电子跃迁到高能级。高能级的电子会向下跃迁，释放出能量，产生光子。通过光电倍增管放大光信号，可以得到γ射线的能量和强度信息。
2.离子化室探测：当粒子入射到离子化室中时，会引起气体分子的电离，产生正离子和电子。正离子在电场的作用下向阳极漂移，电子则向阴
极漂移。通过测量电离室中的电荷量，可以得到电离室中的粒子辐射强度。
3.闪烁探测：当粒子入射到闪烁晶体或液体中时，会产生能量沉积，
激发晶体中的原子或分子。激发态的原子或分子会向基态跃迁，释放出能量，产生光子。通过光电倍增管或光电乘成功能，可以放大闪烁光信号，
得到探测粒子的能量和强度信息。
1.探测效率：指探测器对入射辐射的探测能力。即单位时间内探测器
能探测到的辐射事件数与实际入射辐射事件数的比值。探测效率高表示探
测器对辐射事件的敏感度高。
2.清除时间：指探测器上的靶核或电子由高激发态跃迁回稳定态的时间，也即探测器释放出的光子停止闪烁的时间。清除时间短表示探测器能
快速恢复可探测状态。
3.能量分辨率：指探测器对不同能量辐射的分辨能力。当辐射能量变
化时，能量分辨率低会导致探测器无法准确测量。
4.阈值：指探测器开始探测辐射的最小能量。低阈值可使探测器对低
能辐射更敏感。
5.线性范围：指探测器能够准确测量的辐射强度范围。超出线性范围可能导致读数不准确。
6.响应时间：指探测器从辐射入射到输出响应的时间。响应时间短表示探测器对短脉冲辐射的探测能力强。
2024年核辐射探测器市场分析现状
2024年核辐射探测器市场分析现状
核辐射探测器是一种广泛应用于核能领域的关键设备，用于测量和监测核辐射水平。随着核能行业的不断发展壮大以及核辐射安全的重要性日益凸显，核辐射探测器市场也呈现出快速增长的趋势。本文将对核辐射探测器市场的现状进行分析。
市场规模与增长趋势
根据市场研究数据显示，核辐射探测器市场在过去几年里保持了稳定的增长态势。预计到2025年，核辐射探测器市场规模将达到XX亿美元，年复合增长率约为XX%。这主要得益于核能行业的快速发展以及核辐射安全意识的提高。
市场驱动因素
核辐射探测器市场的增长主要受到以下几个驱动因素的影响：
1. 核能行业的发展
核能作为清洁能源的重要组成部分，得到了广泛应用和推广。随着越来越多的国
家投资于核能项目，对核辐射探测器的需求也相应增加。
2. 核辐射安全意识的提高
核辐射对人类健康和环境安全造成潜在威胁，因此核辐射安全意识的提高成为推
动核辐射探测器市场增长的重要因素。政府对核辐射监测的规定和要求也促使核辐射探测器的需求增长。
3. 技术进步和创新
随着科技的进步，核辐射探测器的性能不断提高。新型的探测器具有更高的灵敏度、更广的测量范围以及更低的误差率，使其在核能行业中得到更广泛的应用。
市场份额与竞争格局
目前，核辐射探测器市场呈现出一定的集中度。少数大型公司占据了市场的主导地位，它们通过产品创新、技术合作和市场扩张来不断保持竞争优势。
然而，随着市场的不断扩大和新型技术的涌现，市场竞争也在逐渐加剧。一些新进入市场的公司通过提供具有竞争力的产品和不断改善客户服务来争夺市场份额。此外，市场中还存在着一些小型公司和地区性企业，它们主要通过定制化需求和细分市场来获取利润空间。
2023年核辐射探测器行业市场分析现状
2023年核辐射探测器行业市场分析现状
核辐射探测器是一种用于检测和量化环境中的核辐射水平的设备。核辐射探测器行业市场分析现状如下所述：
1. 市场规模：核辐射探测器市场规模巨大，据预测，全球核辐射探测器市场预计将在2025年达到50亿美元。此外，随着核能和医疗设备的增加，核辐射探测器市场有望继续增长。
2. 应用领域：核辐射探测器可广泛应用于核电站、医疗设备、辐射治疗、核科学研究以及核辐射监测等领域。其中，核电站是最大的应用领域之一，因为核电站需要定期监测并控制辐射水平。
3. 市场驱动因素：核辐射探测器市场的增长受到多个因素驱动。首先，随着核电站的建设和运营数量的增加，对核辐射探测器的需求也在增长。其次，核能的广泛应用和核医学领域的发展也推动了核辐射探测器市场的增长。
4. 技术创新：近年来，核辐射探测器领域出现了一些技术创新，例如无线通信技术、高灵敏度探测器和多功能探测器等。这些新技术的引入不仅提高了核辐射探测器的性能，还提高了其应用范围。
5. 地区分布：核辐射探测器市场主要集中在北美地区和欧洲。这是因为这些地区的核电站数量众多，并且有严格的核辐射监管法规。然而，亚太地区的核辐射探测器市场也在迅速增长，这是由于该地区核能的快速发展。
6. 竞争态势：核辐射探测器市场竞争激烈，主要厂商包括湖北新宇天宇科技有限公司、Mirion Technologies、Thermo Fisher Scientific等。这些公司之间的竞争主要通
过产品创新、价格竞争和市场拓展展开。
7. 市场挑战：核辐射探测器市场面临一些挑战。首先，技术的复杂性和高成本限制了产品的普及。其次，核辐射探测器的使用需要专业人员进行操作和维护，这也限制了市场的发展。
核辐射探测的原理
核辐射探测的原理
一、核辐射的基本原理
核辐射是指放射性物质在衰变过程中释放出的能量或粒子。常见的核辐射有α粒子、β粒子和γ射线。核辐射具有穿透力强、能量高等特点，对人体和环境具有一定的危害性。
二、核辐射的探测方法
1. 闪烁体探测器
闪烁体探测器是一种常见的核辐射探测器，它利用放射性粒子与闪烁体相互作用产生闪烁光信号来检测辐射。闪烁体探测器的原理是将待测辐射与闪烁体相互作用，使闪烁体中的原子或分子被激发，然后通过荧光转换器将激发能量转换为可见光信号，最后由光电倍增管或光电二极管转换为电信号进行测量和分析。
2. 电离室探测器
电离室探测器是利用电离室原理测量核辐射的一种设备。它由一个金属外壳和一个中心电极组成，内部充满了气体。当核辐射穿过电离室时，会产生电离效应，使气体中的离子和电子产生。通过测量电离室中的电离电流大小，可以间接测量核辐射的强度。
3. 半导体探测器
半导体探测器是利用半导体材料的电离效应测量核辐射的仪器。常见的半导体探测器有硅探测器和锗探测器。当核辐射穿过半导体材
料时，会与材料中的原子或分子发生相互作用，产生电子空穴对。通过测量半导体材料中的电流变化，可以确定核辐射的能量和强度。
4. 闪烁体探测器+光电倍增管
闪烁体探测器结合光电倍增管可以提高探测灵敏度。闪烁体探测器将辐射能量转换为闪烁光信号，然后通过光电倍增管放大光信号，最后转换为电信号进行测量。
5. 电离室探测器+放大器
电离室探测器结合放大器可以提高测量精度。电离室探测器测量的是电离电流信号，通过放大器对电离电流信号进行放大和处理，可以提高测量的灵敏度和精确度。
核辐射探测
核辐射探测
核辐射探测是指利用各种仪器设备对环境中的核辐射进行探测和测量的过程。
核辐射包括α粒子、β粒子、γ射线和中子等，它们都具有一定的穿透力和能量，可以对物质产生破坏和干扰，对人体造成伤害。
核辐射探测仪器一般分为被动式和主动式两类。被动式辐射探测仪器包括Geiger-Muller计数器、闪烁体探测器和半导体探测器等，它们通过检测环境中的辐射粒子对探测器产生的电信号或光信号进行测量，来确定辐射水平。
而主动式核辐射探测仪器则是通过主动辐射源产生一定的辐射场，然后测量反射、透射或散射的辐射粒子的能量和强度来判断环境中的辐射水平。常见的主动式探测仪器有中子探测器、伽马射线探测仪和质子探测器等。
核辐射探测的应用广泛，包括核电站、放射性废物处理、医学放射治疗、核事故事故等方面。它能够帮助监测和评估辐射风险，确保公众和工作者的安全。
核辐射探测器简介和应用
2020/5/25
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外加电场与离子对收集的关系
III区称为正比区，由于碰撞电离 的发生而产生气体放大，离子对 数将比原电离倍增10~104。气体 放大系数随电压而增大，但对一 定电压气体放大系数保持恒定， 总电荷量仍正比于原电离电荷量 。
核辐射探测器简介 和应用
2020/5/25
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核辐射探测器
利用核辐射在气体、液体或固体中引起的电离效 应、发光现象、物理或化学变化进行核辐射探测 的元器件称为核辐射探测器
核辐射进入探测器灵敏体积后与探测介质相互作 用，探测器输出能够直接或间接的反映核辐射种 类、、或核寿命等的信息
常用的有三大类：气体探测器、半导体探测器和 闪烁探测器
闪烁探测器： • NaI（Tl）(碘化钠（铊激活））单晶γ谱仪；BGO
（锗酸铋）探测器
半导体探测器： • 金硅面垒半导体探测器、高纯锗（HPGe)探测器、锂
漂移硅探测器；
其它探测器：原子核乳胶、固体径迹探测器、气 泡室、火花放电室、多丝正比室、切伦科夫计数 器、热释光探测器
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气体探测器
2020/5/25
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气体探测器
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比区的正比计数器，而另一只是工作于G-M区的 G-M计数器，这并不能断定加到G-M计数器上的 工作电压一定比另一个要高，这是因为两只气体 探测器的结构不同
核辐射探测器
• 利用核辐射在气体、液体或固体中引起的电离效
应、发光现象、物理或化学变化进行核辐射探测 的元器件称为核辐射探测器
• 核辐射进入探测器灵敏体积后与探测介质相互作
用，探测器输出能够直接或间接的反映核辐射种 类、强度、能量或核寿命等的信息
• 常用的有三大类：气体探测器、半导体探测器和
闪烁探测器
• 带电粒子使气体原子电离而形成电子和正离子对的现
象叫做气体的电离，电离出来的电子称为次级电子
• 带电粒子直接产生的电离叫做原电离，次级电子产生
的电离叫做次电离，原电离和次电离之和为总电离
• 平均电离能W：带电粒子在气体中产生一电子离子对
所需的平均能量，对不同的气体， W大约为30eV
• 若入射粒子的能量为E0，当其能量全部损失在气体介
• IV区：有限正比区。由于气体放
大系数过大，空间电荷的影响越 趋明显，气体放大系数与原电离 有关，而且初始电离越大的入射 离子影响越大，总离子对数不再 与入射粒子能量成正比。这种状 态作为过渡而无实用价值。
外加电场与离子对收集的关系
V区称为盖革区，随电压升 高形成自持放电，此时总电 离电荷与原电离无关，几条 曲线重合，这就是G-M管的 工作区域。
• 这三类探测器都是把核辐射转变成为电信号，再
由电信号处理设备进行分析和处理
探测器的三个关键点
❖ 如果按照技术指标和用途的差别来区分，三类探 测器中每一类都有很多种。在此侧重讲述在学习 这三类探测器时需要了解的三个方面：
• 探测器把核辐射转变为电信号的物理过程 • 探测器的输出回路及其与探测器输出电信号的关
系
• 探测器的主要技术指标及其用途
核辐射转变为电信号的阶段
• Байду номын сангаас一阶段：入射的粒子射入探测器的灵敏体积，
通过与探测器物质的相互作用，转变或产生出带 电粒子 。
• 第二阶段：被电离或激发的原子，在探测器的外
加电场中作定向移动，为探测器外部负载电路提 供信号
探测器种类
• 气体探测器：
• 电离室：脉冲电离室、电流电离室、累计电离室； • 正比计数器、G-M计数管；
• II区称为饱和区或电离
室区。在这个区域内 ，生成的离子对电荷 全部收集，输出信号 的大小反映了入射离 子损失在计数器灵敏 体积内的能量。
外加电场与离子对收集的关系
• III区称为正比区，由于碰撞电离
的发生而产生气体放大，离子对 数将比原电离倍增10~104。气体 放大系数随电压而增大，但对一 定电压气体放大系数保持恒定， 总电荷量仍正比于原电离电荷量 。
工作概况
• 气体探测器通常是由高压
电极和收集电极组成，常 见的是两个同轴的圆柱形 电极，电极间充气体并外 加一定的电压。
• 辐射使电极间的气体电离
，生成带电粒子。
• 带电粒子在电场作用下向
两极漂移。
• 随着带电粒子到两极的距
离发生变化，极板上的感 生电荷数发生变化，回路 中产生电流信号。
气体原子的电离和激发
G-M管不能得到入射粒子的 能量信息，另外死时间长， 可达102μs，只能用于计数 率不高的情况。寿命较短。
当电压继续升高，进入连续 放电并有光产生，利用这一 现象又发展了火花室、自猝 熄流光管（SQS）等探测器
• 对于气体探测器来说，从原理上讲可以改变外加
电压的数值使其工作在不同区域，但实际上由于 结构已定，它只能适合于工作在某个区域。
质中时，产生的平均离子对数为
N E0 W
激发和退激
• 带电粒子使气体原子激发，在10-9s内退激，释放
光子 被激发原子的退激方式有：
• 辐射光子---发射波长接近紫外光的光子，这些光
子又可能在周围介质中打出光电子，或被某些气 体分子吸收而使分子离解
• 发射俄歇电子
电子与离子在气体中的运动
无外加电场存在时，已产生的电子和正离子与气体分子 一样，处于一种杂乱运动的状态，同时存在着扩散，最 终与气体分子达到热平衡状态，已产生的离子对消失， 不能形成电流。 扩散：在气体中电离粒子的密度是不均匀的，原电离处 密度大。由于其密度梯度而造成的离子、电子的定向运 动叫扩散。 电子的平均自由程和杂乱运动的平均速度都比离子的大 ，因此其扩散系数比离子的大，因而电子的扩散效应比 离子的严重。
离子对的漂移
UE P
度甚至可增大一个量级。
离子对的漂移
电子在气体中的飘逸速度
吸附效应
分
复合效应
• 复合有两个过程：电子与正离子，或负离子与正
离子，相遇时可能复合成中性的原子或分子
• 复合引起的离子对数目的损失率：为复合系数
n
n
nn
t t
• 一旦形成了负离子，其运动速度远小于电子，正
离子与负离子的复合系数要比正离子与电子的复 合系数大得多
• 气体探测器：一个内部充有特定气体、两电极间
（高压极和收集极）加有电场的小室型探测器。
• 气体探测器是最早使用的核辐射探测器，尽管其
他探测器发展很快，但是它具有结构简单，使用 方便等优点，至今仍被广泛使用。
• 常用的气体探测器有电离室、正比计数管和盖革-
米勒计数管（Geiger-Müller，简称G-M）
• 复合的结果是把许多有用信号给复合掉，使有用
的信号减少。因此，复合现象在探测器正常工作 中应尽量避免
电荷转移效应
• 正离子与中性的气体分子碰撞时，正离子与分子
中的一个电子结合成中性分子，中性气体分子成 为正离子
• 电荷转移效应在混合气体中比较明显 • 电荷转移效应可以减小离子的迁移率，降低离子
的漂移速度
• 复合效应、电子吸附效应、电荷转移效应等，都
不利于电荷收集
离子对收集与外加电场的关系
Ⅰ：复合区 Ⅱ：饱和区（电离室工作区） Ⅲ：正比区（正比计数器工作区） Ⅳ：有限正比区 Ⅴ：G-M工作区
外加电场与离子对收集的关系
• I区称为复合区，工作
电压很低而存在电子正离子的复合，随电 压上升复合损失减少 ，电流趋于饱和。
• 闪烁探测器：
• NaI（Tl）(碘化钠（铊激活））单晶γ谱仪；BGO
（锗酸铋）探测器
• 半导体探测器：
• 金硅面垒半导体探测器、高纯锗（HPGe)探测器、锂
漂移硅探测器；
• 其它探测器：原子核乳胶、固体径迹探测器、气
泡室、火花放电室、多丝正比室、切伦科夫计数 器、热释光探测器
气体探测器
气体探测器