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8.4.3 卤素自熄GM计数管在线视频

8.4.3 卤素自熄GM计数管

下一节:8.4.4 自熄GM计数管的输出信号和主要性能指标

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8.4.3 卤素自熄GM计数管课程教案、知识点、字幕

这一节我们来介绍一下

第二种具有自熄功能的

GM计数管卤素管

或者叫卤素自熄GM计数管

卤素管的构成是这样的

就是说它的工作气体呢

是由氖气为主要工作气体

并在其中加入微量的卤素气体

这个卤素气体一定是微量的

从量上来说不能超过1%

通常用的是溴气

由于氖的电离电位

我们说它是21.6eV

它的亚稳态能级的能量

和第一激发态能级的能量呢

都比这个要低

到16.5eV

而溴的电离电位

通常是在12.8eV

所以这样的一个能量的关系呢

使得这个电离的过程

会发生一些变化

处于激发态的溴呢

它本身又是

极易超前离解的一个分子

所以它起到的作用

和我们前面说的

有机气体分子是相同的

我们来看一下

卤素自熄GM管的工作机制

第一个还是看一下

它的初始的电离

和碰撞电离的过程

卤素管和其它的气体探测器

稍有不同

入射带电粒子进来之后

我们说它主要作用的气体呢

还是氖气

由于氖气的电离电位比较高

所以初始电离过程里面

产生的电离其实是少的

大量的还是产生了激发

或者形成了亚稳态的氖原子

虽然开始产生电离比较少呢

毕竟还有电离

电离产生的电子

会在电场的作用下

再去获得能量

能量足够的时候

它又会产生电离

当然这个电离比较少

或者产生亚稳态的氖原子

或者激发态的氖原子

所以这个里面

我们就有了

处于亚稳态的氖原子

处于亚稳态的氖原子

它不会自然的退激

它会去找其它的气体分子

去碰撞

通过碰撞的过程去退激

这类碰撞

我们叫第二类非弹性碰撞

这个碰撞的截面是很大的

我们说

即使是我们在这个

工作气体里面

参入的是微量的溴气

在氖的亚稳态生成的

10的-8次方秒里面

它已经可以和溴发生碰撞

而产生上面所示的这个过程

在碰撞的过程里面呢

它是导致了溴分子的一个电离

产生了电子

和产生了溴分子的离子

是初始电离和碰撞电离的过程

我们看到了

有一个氖的亚稳态原子的

一个中介作用过程

再来看一个放电传播

放电传播呢

是由处于激发态的

氖原子退激发出来的光

在阴极打出次电子形成的

或者这个光有可能被溴吸收

使之电离而产生新的电子

也就是说这个过程呢

其实和我们前面讲的

非自熄GM管的

那个放电传播过程是比较像的

所以这个氖的激发态

退激发出来的光

打到阴极上产生电子

这个电子回到前面那个过程

会产生在氖的中间

氖的亚稳态中间作用过程里面的

一个电子潮

另外一个呢就是

这个发出来的光

有可能被溴分子吸收

把这个溴分子给它电离

也会产生电子

然后再回到前面那个过程去

这样的话实现了一个放电的传播

最后我们会看到

其实正离子鞘

都是由溴的离子所构成的

第三个过程呢

就是正离子鞘向阴极漂移的过程

正离子鞘向阴极漂移

最后我们说到达阴极的

当然还是溴的离子

溴分子的离子在阴极表面

和电子中和的过程里面

当然会产生

处于激发态的溴的分子

处于激发态的溴的分子

它也有超前离解的特性

超前离解呢

就不会导致二次电子的发射

所以会使得这个GM管

自我的把这个放电过程

给熄灭下来

所以它是一个自熄的GM管

这个分解

其实就是把一个溴的分子

分成了两个溴的原子的

一个过程

下面我们来总结一下

卤素自熄GM管它的特点

第一是它有自动猝熄的功能

靠的是激发态的溴分子

它的超前离解的特性

第二个是它的阈压比较低

就工作电压可以比较低

因为它碰撞过程是靠的氖的

亚稳态的中介作用而形成的

在这个过程里头呢

电子的能量其实不需要加速到

氖的激发态

氖的这个电离电位

这个高度就可以了

而且在电子能量达到氖的亚稳态

这个能量之前呢

很少发生非弹性碰撞

所以电子能量也容易积累

当然这个特点一定要注意

它必须是溴的含量

是微量的情况下才能实现的

如果你的溴的含量不是微量

这种情况下呢

电子能量在达到氖的亚稳态之前

可能就会和溴分子

发生非弹性碰撞

这个非弹性碰撞往往是使得

溴分子进行激发

它也不会产生这个雪崩

而且也不会产生氖的亚稳态

就是不能靠这个氖的亚稳态

去实现这个电子潮了

所以这样的话

它的低阈压的特点

就不再存在了

也就是说你的溴的含量的增加

会使得工作电压

反而需要更高了

第三个是它的计数寿命比较长

靠的是溴的原子能够自动复合成

溴分子这样的一个过程来实现的

所以这个过程

又是一个自动的过程

我们前面说有机管

它的计数寿命比较短的

原因是

有机气体分子分解了之后

它回不去

但是卤素管里面的卤素

虽然是微量的

但这个微量的卤素分子呢

它分解然后还能回去

所以它的计数寿命比较长

也就是说

它里面的那点微量的溴气

其实是并不消耗的

第四个是它的放电区域比较大

我们说卤素管可以在

比较弱的电场下发生雪崩过程

因此这个放电区比较大

电子漂移的距离比较长

扫过的电位差比较大

所以电子漂移对输出信号的影响

贡献就比较大

在这种情况下

电子漂移所引起的

回路的那个电压降

有可能会对你管子里面的电场

形成影响

所以输出回路

会不仅仅对输出信号有影响

对你这个输出电流本身

也会有一定的影响

第五个我们说卤素本身

是一个负电性气体

负电性气体的存在

会使得这个管子

有一些特性会变差

例如它的坪特性会变差

我们说通常卤素管的坪长

是比较短

而且坪斜也是比较大的

这个就是关于卤素自熄GM管的

一个介绍

我们说卤素管呢

利用了卤素它的特点

又利用到了氖的这种亚稳态中介的

这个形成电子潮的这种作用

实现了低阈压长计数寿命的

一个特点

但是要注意

卤素管通常坪特性不是太好

在应用的时候也是需要注意的

这一节的内容就到这里

核辐射物理及探测学课程列表：

第一章原子核的基本性质

-1.1 基础知识、常量与单位

--1.1.1 基础知识、常量与单位

-1.2 原子核的构成、表示方法与相关术语

--1.2.1 原子核的构成

--1.2.2 原子核的表示方法

--1.2.3 一些原子核相关的术语

-1.3 原子核的大小与稳定性规律

--1.3.1 原子核的大小

--1.3.2 核力的基本特性

--1.3.3 β稳定曲线及原子核的稳定性规律

--1.3.4 核势垒

-1.4 原子核的结合能

--1.4.1 质量亏损与质量过剩

--1.4.2 原子核的结合能与比结合能

--1.4.3 液滴模型

-1.5 原子核的自旋

--1.5.1 原子核的自旋

-1.6 原子核的磁矩与电矩

--1.6.1 原子核的磁矩

--1.6.2 原子核的电矩

-1.7 原子核的统计性质、宇称与能态

--1.7.1 原子核的统计性质

--1.7.2 原子核的宇称

--1.7.3 原子核的能态

-课后作业--作业

第二章原子核的放射性

-2.1 放射性衰变的基本规律

--2.1.1放射性的发现

--2.1.2原子核的放射性

--2.1.3衰变纲图

--2.1.4放射性衰变的基本规律

--2.1.5描述放射性的特征量

--2.1.6 放射性活度、比活度、射线强度

-2.2 递次衰变规律

--2.2.1 递次衰变规律

--2.2.2 放射性平衡与逐代衰变

-2.3 放射系

--2.3.1 放射系

-2.4 放射规律的一些应用

--2.4.1 放射源活度修正和源性质分析

--2.4.2 放射源制备时间与放射源活度确定

--2.4.3 碳-14断代年代法

--2.4.4 地质放射性鉴年法

--2.4.5 短寿命核素发生器

-课后作业--作业

第三章原子核的衰变

-3.1 原子核的衰变方式

--3.1.1 原子核的衰变方式

-3.2 α衰变

--3.2.1 α衰变的形式

--3.2.2 α衰变的特点

--3.2.3 α衰变的衰变能

--3.2.4 α衰变与核能级图

--3.2.5 α衰变的衰变常数

-3.3 β衰变

--3.3.1 什么是β衰变？

--3.3.2 中微子假说

--3.3.3 中微子的性质

--3.3.4 β-衰变

--3.3.5 β+衰变

--3.3.6 轨道电子俘获

--3.3.7 β衰变三种类型小结

--3.3.8 β衰变的费米理论与选择定则

--3.3.9 β能谱形状与库里厄图

--3.3.10 衰变常数与比较半衰期

-3.4 γ跃迁

--3.4.1 什么是γ跃迁？

--3.4.2 γ跃迁的多极性与主要特点

--3.4.3 γ跃迁几率与选择定则

--3.4.4 同质异能跃迁

--3.4.5 内转换

-课后作业--作业

第四章原子核反应

-4.1 核反应的概况

--4.1.1 原子核反应相关概念

--4.1.2 核反应中的第一

--4.1.3 核反应的分类

--4.1.4 核反应中的守恒定律

-4.2 核反应能和Q方程

--4.2.1 核反应能

--4.2.2 Q方程

--4.2.3 Q方程的应用

--4.2.4 实验室坐标系和质心坐标系

--4.2.5 核反应阈能

--4.2.6 L系和C系中出射角的关系

-4.3 核反应截面和产额

--4.3.1 核反应截面

--4.3.2 微分截面和角分布

--4.3.3 L系和C系中反应截面的关系

--4.3.4 反应产额

-4.4 反应机制及核反应模型

--4.4.1 核反应的三阶段描述和各截面的关系

--4.4.2 核反应的光学模型

--4.4.3 复合核模型

--4.4.4 共振和共振公式

--4.4.5 (n,γ)反应的1/v规律

-课后作业--作业

第六章射线与物质相互作用

-6.1 辐射与物质相互作用概述

--6.1.1 射线(辐射)及射线的分类

--6.1.2 带电粒子与物质原子的碰撞过程

--6.1.3 能量损失率、比能损失或阻止本领

-6.2 重带电粒子与物质的相互作用

--6.2.1 重带电粒子与物质相互作用的特点

--6.2.2 电离能量损失规律：Bethe公式

--6.2.3 对Bethe公式的讨论

--6.2.4 Bragg曲线与能量歧离

--6.2.5 能量损失的Bragg加法法则

--6.2.6 重带电粒子的射程及射程歧离

--6.2.7 阻止时间

-6.3 快电子与物质的相互作用

--6.3.1 快电子与物质相互作用的特点

--6.3.2 辐射能量损失规律

--6.3.3 快电子的能量损失率

--6.3.4 快电子的吸收与射程

--6.3.5 快电子的散射与反散射

--6.3.6 正电子湮没

--6.3.7 带电粒子与物质相互作用小结

-6.4 γ射线与物质的相互作用

--6.4.1 能谱的概念

--6.4.2 γ射线与物质相互作用的特点

--6.4.3 光电效应(物理、能量、截面)

--6.4.4 康普顿效应

--6.4.5 电子对效应

--6.4.6 三种效应的比较

--6.4.7 其他作用过程

--6.4.8 γ射线的衰减规律

--6.4.9 关于中子与物质相互作用的说明

-课后作业--作业

第七章辐射测量的数理统计基础

-7.1 统计学的基础知识

--7.1.1 伯努利实验

--7.1.2 二项分布

--7.1.3 泊松分布

--7.1.4 高斯分布

--7.1.5 串级变量

-7.2 放射性测量的统计误差

--7.2.1 核衰变数的涨落

--7.2.2 放射性测量的统计误差

-7.3 电离过程的涨落与法诺分布

--7.3.1 电离过程的涨落与法诺分布

-7.4 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落

--7.4.1 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落

-7.5 时间间隔的统计分布

--7.5.1 相邻信号脉冲(或粒子)的时间间隔

--7.5.2 相邻“进位脉冲”的时间间隔

-课后作业--作业

第八章气体电离探测器

-8.1 气体中离子与电子的运动规律

--8.1.1 气体中离子与电子的运动规律

-8.2 电离室

--8.2.1 电离室的工作机制

--8.2.2 脉冲电离室及其输出信号

--8.2.3 脉冲电离室的主要性能指标第一部分：能量分辨率

--8.2.4 脉冲电离室的主要性能指标第二部分：饱和特性、坪特性等

--8.2.5 累计电离室

-8.3 正比计数器

--8.3.1 正比计数器的工作原理

--8.3.2 正比计数器的输出信号

--8.3.3 正比计数器的主要性能指标

-8.4 G-M计数管

--8.4.1 GM计数管的工作机制

--8.4.2 有机自熄GM计数管

--8.4.3 卤素自熄GM计数管

--8.4.4 自熄GM计数管的输出信号和主要性能指标

-8.5 气体探测器小结

--8.5.1 气体探测器小结

-课后作业--作业

第九章闪烁探测器

-9.1 闪烁体

--9.1.1 闪烁体及其分类

--9.1.2 闪烁体的主要物理特性

--9.1.3 闪烁光的收集

-9.2 光电倍增管

--9.2.1 光电倍增管及其主要性能

-9.3 闪烁探测器

--9.3.1 闪烁探测器输出信号的物理过程及输出回路

--9.3.2 闪烁探测器的输出信号

--9.3.3 闪烁探测器输出信号的涨落

-9.4 单晶闪烁谱仪

--9.4.1 单晶闪烁谱仪的构成和主要性能指标

-课后作业--作业

第十章半导体探测器

-10.1 半导体与半导体探测器

--10.1.1 半导体探测器及其基本特点

--10.1.2 半导体的基本性质

-10.2 PN结半导体探测器

--10.2.1 PN结半导体探测器的工作原理

--10.2.2 PN结半导体探测器的输出信号

--10.2.3 PN结半导体探测器的主要性能

-10.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器

--10.3.1 锂漂移半导体探测器

--10.3.2 高纯锗半导体探测器

--10.3.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器的性能与应用

-10.4 其他半导体探测器

--10.4.1 其他半导体探测器

-课后作业--作业

第十二章核辐射测量方法

-12.1 活度测量方法

--12.1.1 辐射测量关心的问题

--12.1.2 活度测量的相对法与绝对法

--12.1.3 影响活度测量的因素

--12.1.4 α放射性样品活度的测量

--12.1.5 β放射性样品活度的测量

-12.2 符合测量法

--12.2.1 什么是符合？

--12.2.2 真符合

--12.2.3 反符合

--12.2.4 延迟符合

--12.2.5 符合曲线

--12.2.6 偶然符合

--12.2.7 真偶符合比

-12.3 γ能谱解析

--12.3.1 γ能谱解析

-课后作业--作业

第十三章中子及中子探测

-13.1 中子的基本特性与分类

--13.1.1 中子的基本特性与分类

-13.2 中子源

--13.2.1 中子源

-13.3 中子与物质的相互作用

--13.3.1 中子与物质的相互作用

-13.4 中子探测的特点与探测方法分类

--13.4.1 中子探测的特点与探测方法分类

-13.5 常用的中子探测器

--13.5.1 常用的中子探测器

-课后作业--作业

8.4.3 卤素自熄GM计数管笔记与讨论

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