核辐射传感器——盖格计数管

盖格计数管又称为气体放电计数管,其结构如图13-11(a)所示。计数管中心有一根金属丝并与管子绝缘,它是计数管的阳极;管壳内壁涂有导电金属层,为计数管的阴极,并在两极间加上适当电压。计数管内充有氨、氨等气体,当核辐射进入计数管内后,管内气体被电离。当电子在外电场的作用下向阳极运动时,由于碰撞气体产生次级电子,次级电子又碰撞气体分子,产生新的次级电子,这样次级电子急剧倍增,发生“雪崩"现象,使阳极放电。放电后,由于雪央产生的电子都被中和,阳极电子积聚正离子,这些正离子被称为“正离子精"。正离子的增加使阳极附近电场降低,直至不产生离子增值,原始电离的放大过程停止。在外电场作用下,正离子鞘向阴极移动,在串联电阻R上产生脉冲电压,其大小正比于正离子精的总电荷由于正离子精到达阴极时得到一定的动能,能从阴极打击出次级电子,此时阳极附近的电场已恢复,又一次产生次级电子和正离子精,于是又一次产生脉冲电压,周而复始,便产生连续放电。

盖格计数管的特性曲线如图13-11(b)所示。J1、J2代表人射的核辐射强度,且J1＞J2。由图可知,在外电压U相同的情况下,入射的核辐射强度越强,盖格计数管内产生的脉冲N越多。盖格计数管常用于探测α射线和β粒子的辐射量(强度)。

闪烁计数器

闪烁计数器由闪烁晶体(受激发光物体,常有气体、液体和固体三种,分为有机和无机两类)和光电倍增管等组成,如图13-12所示。当核辐射照射在闪烁晶体上后,便激发出微弱的闪光,闪光射到光电倍增管,经过级倍增后,倍增管的阳极形成脉冲电流，经输出处理电路，就得到与核辐射量有关的ID安心好，将该信号送至指示仪表或记录器显示。