【文章內(nèi)容簡介】 。 當 RC ? 時， Um=Q0/C，與 R及 ? 無關(guān)， C越小幅度越大，脈沖較寬。當 RC ? 時， Um=Q0R/?，與 C無關(guān)， R越小，幅度越小，脈沖前沿較快脈沖較窄，有利于時間測量，但幅度較小。 作能量測量時， R適當取大，此時脈沖幅度較大，寬度較寬，但R大到一定程度脈沖幅度達到飽和，且脈沖幅度太寬，造成漏記數(shù)，不能用于高計數(shù)率場合，一般 R取 10－ 100K?。 作時間測量時， R取小些，一般為幾十 ?， 1K ?。 對氣體探測器和半導(dǎo)體探測器而言，其電流脈沖不是指數(shù)形式，其脈沖形狀與入射粒子的種類、能量、入射地點等有關(guān)。在大多數(shù)情況下可以近似為指數(shù)形式，應(yīng)用以上結(jié)果。 2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 25 二、前臵放大器 ? 作用：提高系統(tǒng)信噪比 , 減小信號經(jīng)電纜傳送時外界干擾的影響 ? 三種前臵放大器：電壓靈敏、電流靈敏、電荷靈敏 電壓靈敏放大器： 用于能量測量，信噪比最好。 0o u t inQU K U KC??2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 26 電流靈敏放大器 ? 電流靈敏放大器：用于快速時間測量、高計數(shù)率場合或探測器必須遠離測量儀器的場合。電流脈沖寬度窄，電流靈敏放大器輸入電阻小，大電容對電流脈沖影響較小。 in D inDout inUI R IRI K I??一 般 很 大 ， 幾 乎 為 常 數(shù)2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 27 電荷靈敏放大器 ? 電荷靈敏放大器：用于面壘型半導(dǎo)體探測器進行能量測量，可消除結(jié)電容的影響。 ( 1 )( 1 )inifouti f fQUC K CK Q QUC K C C?????????2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 28 167。 計數(shù)測量 一、探測效率 指放射源發(fā)出的粒子被計數(shù)系統(tǒng)記錄下來的百分數(shù)。探測效率越高越好。由 4部分組成。 ? ? ? ? ?????? ? ? ?????幾 邊 物 電幾邊物電射 向 探 測 器 靈 敏 體 積 的 粒 子 數(shù)粒 子 源 所 放 出 的 全 部 粒 子 數(shù)進 入 探 測 器 靈 敏 體 積 的 粒 子 數(shù)射 向 探 測 器 靈 敏 體 積 的 粒 子 數(shù)探 測 器 輸 出 的 電 脈 沖 數(shù)進 入 探 測 器 靈 敏 體 積 的 粒 子 數(shù)記 錄 儀 記 錄 下 來 的 脈 沖 數(shù)探 測 器 輸 出 的 電 脈 沖 數(shù)2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 29 幾何效率 ? 探測器的尺寸越大，離放射源的距離越近，幾何效率就越高。 ? 探測器對放射源所張立體角： ? ? ? ? ? ?? ?? ?22021 / 22212 si n 2 1 c os1 1 11 c os 14 2 2 4dSR RdRRhrhhrrh?? ? ? ? ????? ? ? ? ???? ????? ? ? ? ? ? ????? ?????????幾以探測器軸為圓心的圓環(huán)面積 圓環(huán)周長 環(huán)寬 2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 30 邊界效率 ? 由于粒子在探測器的入射窗和放射源到探測器之間路程上被吸收及被散射掉一部分造成。要求吸收、散射越少越好。 ? 吸收效應(yīng)與入射粒子的類型和能量，路程的距離和介質(zhì)的性質(zhì)，以及窗材料的性質(zhì)和厚度有關(guān)。入射粒子能量越大，質(zhì)量越小，所帶電荷越少，則吸收越少，射程越長。 1）電子射程很長，容易穿過窗進入探測器； 2）質(zhì)子、 ?粒子射程很短，吸收效應(yīng)很強； 3） ?射線和中子幾乎無損失地通過窗。 ? 吸收介質(zhì)的密度和原子序數(shù)越小，射程越長；窗越薄吸收越少。 1）記錄帶電粒子的氣體探測器用低原子序數(shù)的材料如云母片、聚酯薄膜和鈹?shù)龋? 2）金硅面壘探測器的窗極薄。 3）源至探測器之間的介質(zhì)，一般是空氣，密度小，吸收少，可不考慮；某些情況下不能忽略時，可以抽真空。如 ?粒子的探測。 2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 31 ? 散射效應(yīng)：探測器和窗材料的密度和原子序數(shù)越小，入射粒子能量越大，散射效應(yīng)就越小。因此也要選擇密度和原子序數(shù)小的材料做窗。 ? 電子的散射效應(yīng)較突出。如靠近蒽晶體表明的 ?粒子約有 8％因散射而逃出晶體，而 NaI(Tl)因原子序數(shù)大則有 80－ 90％逃出。所以往往用有機閃爍體和硅半導(dǎo)體探測器探測電子。實際工作中為了減少散射的影響，還可以把探測器做成井型，源夾在中間。 ? 對準直的 ?和 ?射線 ? 對質(zhì)子、 ?粒子等重帶電粒子只要 (d1+d2)小于它們的射程，就可以使邊界效率達到 100％。 ? ?1 1 2 20ddI eI??? ????邊d1源到探測器之間的距離 d2探測器的窗厚 181。1 源到探測器之間介質(zhì)吸收系數(shù) 181。2 探測器窗的吸收系數(shù) 2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 32 ?射線由于窗吸收造成的邊界效率 ?源 能量 (MeV) 吸收系數(shù) (cm2/mg) 不同窗厚的邊界效率 (%) 30mg/cm2 4mg/cm2 14C 45Ca 64Cu 32P 35 79 35 61 87 97 79 89 97 99 2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 33 物理效率 ? 是粒子進入探測器后能使探測器有輸出脈沖的幾率，亦稱探測器效率。要求粒子入射探測器被吸收越多越好。 ? 探測器的密度和原子序數(shù)越大越好。 ? 對能量不是很高的帶電粒子，各種探測器都可以達到物理效率為 100％。 ? 對 ?射線 可用于半導(dǎo)體探測器和閃爍探測器，實際測量值比這個估計值略低。 對氣體探測器，物理效率與陰極材料有關(guān)，應(yīng)選用 Z大的重金屬；選用 Z大的氣體并增加氣壓和探測器靈敏體積。 001 dII eI ??? ??? ? ?物 為 三 種 效 應(yīng) 的 總 吸 收 系 數(shù)2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 34 氣體探測器的 ?探測效率 薄 NaI(Tl)和氣體探測器的 探測效率與 X射線的能量關(guān)系 2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 35 電效率 ? 由電子學(xué)線路的分辨時間、甄別器的閾值、幅度分析器的道寬等因素決定。 ? 各種物理實驗的具體要求對電子學(xué)線路有不同調(diào)節(jié)方式和要求，電子學(xué)效率亦不同。 ? 總的探測效率 是以上 4部分共同的貢獻，要提高效率必須提高各個部分的效率。 ? ? ? ? ?? ? ? ?幾 邊 物 電2022/2/11 中國科大 汪曉蓮 36 二、坪特性 ? 幫助了解探測器的工作電壓，使之工作在較好的狀態(tài)下。 ? 三種坪曲線描述探測器坪特性：計數(shù)率坪曲線、甄別閾坪曲線和效率坪曲線。 計數(shù)率坪曲線： ? 當甄別器的甄別閾固定以后，改變工作電壓，測量計數(shù)率隨高壓的變化曲線，即得到計數(shù)率坪曲線，亦稱高壓坪曲線。 ? 希望坪長長，坪斜小。 ? 探測器工作電壓選在坪區(qū)的中間靠前 1/3處。 ? 影響計數(shù)率坪曲線的 因素 ： 1）與甄別閾大小有關(guān)； 2）與脈沖幅度分布有關(guān)； 3）與噪聲大小有