大面积闭气正比计数器的研究进展

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1、大面积闭气正比计数器的研究进展大面积闭气正比计数器的研究进展大面积闭气正比计数器的研究进展大面积闭气正比计数器的研究进展 陶凯中国辐射防护研究院简介 闭气正比探测器无需连续提供工作气体，防止了由于气体纯度的不一致和流量变化对测量结果的影响，简化了工程项目的设计，保证了测量结果较原来的流气式正比计数器，具有更好的稳定性。通过对国外类似的闭气、流气正比计数器的研究，结合我们做过的流气正比计数器研究成果，设计闭气正比计数器的结构。 探测器原理探测器原理n当射线通过正比计数器电极间的工作气体时，与气体发生电离，产生的电子和正离子在电场力的作用下，分别向阳极和阴极漂移。正离子质量较大，且漂移的速度慢，不

2、足以产生电离碰撞。而电子由于质量小，向阳极漂移过程中不断加速，且漂移过程中电场迅速增强。当到达阳极丝附近后，电子获得了足够的能量与气体分子发生电离碰撞，产生新的电子离子对。同样，新的电子又被加速再次发生电离。漂移电子越接近阳极丝，发生的电离碰撞也越多。因此结果将不断地倍增出大量的电子和离子对，这就产生了电子雪崩。探测器原理探测器原理nMaxwell电磁场模拟软件模拟了探测器内部加高压后的电场分布 探测器原理探测器原理n阳极丝附近电场分布 探测器结构示意图探测器结构示意图入射窗选择实验入射窗选择实验n为了找到合适的入射窗材料以及工作气体，用同样规格的流气正比计数器做了两组实验，一组为4m的钛膜作

3、为探测器入射窗，另一组为12m镀铝膜作为探测器入射窗，工作气体分别使用氩甲烷和氙气。表表1 1 钛膜作为入射窗钛膜作为入射窗 工作气体 标准源坪长坪斜（每百伏） 探测效率 氩甲烷 90Sr-90Y 400 4.25% 52.22% 239Pu 300 2.05% 49.32% 氙气 90Sr-90Y 250 3.87% 49.17% 239Pu 200 5.90 %42.14% 入射窗选择实验工作气体 标准源坪长坪斜（每百伏） 探测效率 氩甲烷 90Sr-90Y 350 3.83%49.94%239Pu 300 2.12%43.19%氙气 90Sr-90Y 250 4.66%51.58%239

4、Pu 200 2.22%44.70%入射窗选择实验表2 镀铝膜作为入射窗入射窗选择实验入射窗选择实验n从表1和表2中可以看出，氩甲烷和氙气作为工作气体在测量、射线时探测效率相差不大，但相比较，氩甲烷坪长和坪斜更好一些。氩和氙属于同一主族元素，因此氩气和氙气有很多相似的物理化学性质，由于甲烷为多原子气体，氩气中混入少量的甲烷既可以增加电子漂移速度，又能减小电子被捕获的概率。但考虑氙气是一种很昂贵的稀有气体，而钛膜加工工艺不能满足大量实验要求，拟采用用镀铝膜做为入射窗氩甲烷做为工作气体进行实验。闭气探测器实现方案设计闭气探测器实现方案设计n把组装好的探测器接入抽真空装置，抽完真空，然后用90%的氩气和10%的甲烷气体冲入探测器内部，焊接封口。 存在的问题存在的问题存在的问题存在的问题n制作完成的闭气正比探测器在连续工作62小时后计数开始降低，目前正在做工艺上的改进，延长探测器的使用寿命。谢谢谢谢