核電子學與核儀器-課件2(完整版)
【正文】 可以測量每個入射粒子的 能量能量 、 時間時間 、 強度強度 等。 電子的漂移： 電子與氣體分子發(fā)生彈性碰撞時，每次損失的能量很小，因此，電子在兩次碰撞中由外電場加速的能量可積累起來。氣體的 電離 與 激發(fā) 入射帶電粒子與靶原子的核外電子通過庫侖作用，使電子獲得能量而引起原子的 電離 或 激發(fā) 。核電子學與核儀器覃國秀Tel: 13807947408 核技術教研室2023/04/09上次課關鍵點n 時域分析與頻域分析tf(t)0時域0F(ω)ω傅立葉變換傅立葉逆變換頻域本堂課主要內(nèi)容：n 一、氣體探測器 （ Gas－ filled Detector）n 二、閃爍體探測器 （ Scintillation Detector）n 三、半導體探測器 （ Semiconductor Detector）為什么需要輻射探測器？n 對于輻射是不能感知的，因此 人們必須借助于核 輻輻射探測器射探測器 探測各種輻射，給出輻射的 類型類型 、 強度強度 (數(shù)量數(shù)量 )、 能量能量 及 時間時間 等特性。 入射粒子直接產(chǎn)生的離子對稱為 原電離 。一、氣體探測器n 一、氣體探測器n 168。 脈沖電離室的輸出信號： 電荷信號 ， 電流信號 ， 電壓信號 。一、氣體探測器n （ Proportional Counters） 正比計數(shù)器中發(fā)生的物理作用：168。n 正離子漂移到達陰極，與陰極表面的感應電荷中和時有一定概率產(chǎn)生次電子，發(fā)生新的電子雪崩過程，稱為 離子反饋 ；也可以通過加入少量多原子分子氣體阻斷離子反饋。靈敏度高、輸出電荷量大。二、閃爍體探測器 閃爍探測器閃爍探測器 是利用輻射在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的 閃光閃光來探測電離輻射的探測器。二、閃爍體探測器n 168。光電倍增管的結構二、閃爍體探測器n 168。 以 NaI(Tl)閃爍晶體的單晶 ?閃爍譜儀為例。常用半導體探測器有： (1) PN結型結型 半導體探測器； (2) 鋰漂移型鋰漂移型 半導體探測器； (3) 高純鍺高純鍺 半導體探測器。在室溫下，這些雜質(zhì)原子幾乎全部電離。K 77186。PN結半導體探測器的工作原理 1) PN結區(qū) (勢壘區(qū) )的形成多數(shù)載流子擴散，空間電荷形成內(nèi)電場并形成結區(qū)結區(qū) 。 在外加反向電壓時的反向電流： 少子的擴散電流，結區(qū)面積不變， IS 不變 ； 結區(qū)體積加大，熱運動產(chǎn)生電子空穴多， IG 增大 ； 反向電壓產(chǎn)生 漏電流 IL ，主要是表面漏電流。 結區(qū)電容隨外加電壓變化而變化，外加電壓的不穩(wěn)定可以影響探測器輸出電壓幅度的不穩(wěn)定。鋰的漂移特性及 PIN結 1)間隙型雜質(zhì) ——Li Li為施主雜質(zhì)，電離能很小 ～ Li＋ 漂移速度2)PIN結的形成三、半導體探測器n 168。兩端引出電極。QVE三、半導體探測器n HPGe半導體探測器的應用半導體探測器的應用 HPGe和 Ge(Li)用于組成 ?譜儀：鍺具有較高的密度和較高的原子序數(shù) (Z=32)。雜質(zhì)電位電場電荷三、半導體探測器n 由耗盡層厚度的公式： 降低雜質(zhì)的濃度 Ni可提高耗盡層的厚度。三、半導體探測器n PN結半導體探測器168。三、半導體探測器n PN結半導體探測器168。勢壘區(qū)內(nèi)為 耗盡層耗盡層， 無載流子存在無載流子存在 ，實現(xiàn)高電阻率高電阻率 。半導體作為探測介質(zhì)的物理性能 3) 電阻率與載流子壽命 摻雜將大大降低半導體的電阻率，對硅來說摻雜對電阻率的影響比鍺顯著得多。 ）） 受主雜質(zhì)受主雜質(zhì) （（ 受主雜質(zhì)為 III族族 元素，其電離電位 EA也很低。? 本征半導體和雜質(zhì)半導體
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