放射性探测仪器fangshexing tanceyiqi

在原子核物理学的研究中用来探测各种放射性粒子的存在，并分辨与测量它的各种物理性质(如能量、电荷，强度等)的仪器。根据所要探测的放射性粒子的种类及其物理性质的不同，需要采用不同的仪器，所以探测器的种类很多。例如电离室、正比计数器、盖革-弥勒计数器、闪烁计数器、威尔逊云室、气泡室、原子核乳胶等等。下面仅举两例说明。

图1

❶盖革-弥勒计数器。是一种气体电离探测器，是H.盖革和P.弥勒在1928年发明的，简写成G-M计数器，图1为G-M计数器的方框图。其中计数管的构造如图2所示，它是一个金属圆筒，在筒的中心轴处有一根金属丝，外面套一个玻璃管，以圆筒为阴极，金属丝为阳极。管内充以气体(主要是隋性气体，如氩气等)，在计数器的两极间加上高压，当带电粒子射入管内时，管内气体电离而产生正离子与电子，电子在电场作用下向阳极移动并与气体分子碰撞而再次发生电离，产生次级电子，次级电子在电场作用下又可使气体电离而再次产生电子，如此继续下去，于是使电子倍增。由于阳极周围电场最强，所以电子在阳极周围的倍增最激烈，发生雪崩放电现象，雪崩后电子很快被拉到阳极而中和，而隋性气体的正离子则由于质量大，速度慢，在空间逗留时间较长，因而使阳极周围包围了大量的正离子，称为正离子鞘。正离子鞘的形成使阳极附近电场减弱，以致新的电子无法引起增殖，于是放电停止，正离子鞘向着阴极移动。当它离开雪崩区后，被削弱的电场又恢复起来，因此经过一段时间之后射线射入时又能引起放电，不能引起放电的这段时间称为“死时间”，作为射线探测器，一个入射粒子应该只引起一个输出的脉冲，因此必须制止连续放电，这叫做放电的猝熄。计数器内的有机气体或卤素蒸气起到猝熄作用。盖革计数器的主要优点是灵敏度高、脉冲辐度大，主要缺点是不能鉴别粒子的能量和粒子的种类，不能进行快计数。
❷云室是根据离子在过饱和蒸气中可以作为凝聚中心，使蒸气凝成液滴的原理，使一个充满饱和蒸气的容器，在绝热条件下急速膨胀，蒸气温度骤降，形成过饱和状态，这时若有带电粒子进入过饱和区，使路径上的气体分子电离，则粒子径迹上的离子就可能作为凝聚中心，凝成可见大小的液滴，云室所用的气体大多是空气或氩气，蒸气大多是乙醇和甲醇。云室在粒子物理研究中是一种有用的探测工具，但由于云室灵敏时间短，工作效率低等原因，在核物理实验中已很少应用，但在高能物理，特别是宇宙线研究中，膨胀云室仍不失为一种有用的探测工具。

图2