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蓋革計數(shù)器原理簡單介紹
時間 : 2024-11-19
蓋革計數(shù)器是由德國物理學家蓋革與其伙伴一起制造的，用來專門探測電離輻射強度的記數(shù)儀器。蓋革計數(shù)器目前仍然廣泛地應(yīng)用于核物理學和粒子物理學試驗中。從1928年計數(shù)器的雛形出現(xiàn)至今，蓋革計數(shù)器有了許多的改進，其靈敏度也大幅提高，但是，其工作原理沒有改變。
蓋革計數(shù)器的內(nèi)部原理
蓋革計數(shù)器是一種非常常見的金屬絲計數(shù)器，它的內(nèi)部主要依據(jù)射線可以讓氣體電離子化的特性制造而成。蓋革計數(shù)器內(nèi)部的探測器具有可以吸入稀薄氣體的結(jié)構(gòu)，它通過一根兩端用絕緣物質(zhì)密封的金屬管來注入加了鹵素的稀有氣體，并且在金屬管內(nèi)部布置好一根金屬絲電極，然后在金屬絲的電極與金屬管壁之間加入低于管內(nèi)氣體的電壓，這樣在一般情況下，管內(nèi)氣體不會放電，但是當金屬管內(nèi)有高速粒子射入時，高速粒子可以讓管內(nèi)低壓氣體產(chǎn)生電離反應(yīng)，并且發(fā)生快速的放電和輸出脈沖電流信號。實驗者適當?shù)募訌娊饘俳z與管壁之間的電壓就可以探測出粒子的最低能量。
此外，蓋革計數(shù)器還常常用來測量Y射線。因為蓋革計數(shù)器的內(nèi)部管中氣體密度較小，高能射線通常在未被探測出的時候就已經(jīng)穿過了蓋革管，普通的蓋革計數(shù)器在測量Y射線方面的靈敏度較低，但是，在加入碘化鈉成分之后，蓋革計數(shù)器就可以方便的得出測量結(jié)果。
蓋革計數(shù)器最早只能探測a粒子，在初步改進之后，可以試驗所有的電離輻射。蓋革計數(shù)器作為一種氣體的電離子探測器，內(nèi)部使用充氣管或小室作為探頭，通過向探頭添加電壓來使得金屬管內(nèi)部電離子產(chǎn)生一對離子，在離子放大產(chǎn)生同樣大小的電脈沖之后，使用相互連接的電子裝置記錄單位時間內(nèi)出現(xiàn)的射線數(shù)，在放大器輸出終端上，計數(shù)器將自動記錄下電粒子進入管子內(nèi)放電的數(shù)量。
總之，蓋革計數(shù)器因為價格低廉、操作方便、探測范圍較廣的優(yōu)點，已經(jīng)被大規(guī)模被用于集成電路之中，取代了原本的三極管驅(qū)動發(fā)聲器，成為可以實現(xiàn)有效記錄數(shù)量和輻射強度、累積受輻射照量的數(shù)值的數(shù)顯儀器。蓋革計數(shù)器被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學、物理學、工業(yè)制造等領(lǐng)域中。
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