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简介电离室的工作原理

2021.8.25

  电离室是一种探测 电离辐射的气体探测器。

  气体探测器的原理是,当探测器受到 射线照射时,射线与气体中的分子作用,产生由一个电子和一个 正离子组成的 离子对。这些离子向周围区域自由扩散。 扩散过程中,电子和 正离子可以 复合重新形成 中性分子。但是,若在构成气体探测器的收集极和高压极上加直流的极化电压V,形成 电场,那么电子和正离子就会分别被拉向正负两极,并被收集。随着极化电压V逐渐增加,气体探测器的工作状态就会从复合区、饱和区、正比区、有限正比区、盖革区(G  -M区)一直变化到连续放电区。

  所谓 电离室即工作在饱和区的气体探测器,因而饱和区又称 电离室区。如图11-1所示,在该区内,如果选择了适当的极化电压, 复合效应便可忽略,也没有碰撞放大产生,此时可认为 射线产生的初始 离子对N0恰好全部被收集,形成电离 电流。该 电离电流正比于N0,因而正比于 射线强度。加速器的监测探测器一般均采用 电离室。标准 剂量计也用电离室作为测量元件。 电离室的电流可以用一台灵敏度很高的 静电计测量。

  不难看出, 电离室主要由收集极和 高压极组成,收集极和高压极之间是气体。与其他气体探测器不同的是, 电离室一般以一个大气压左右的空气为 灵敏体积,该部分可以与外界完全连通,也可以处于封闭状态。其周围是由导电的空气等效材料或组织等效材料构成的电极,中心是收集电极, 二极间加一定的极化电压形成 电场。为了使收集到的 电离 离子全部形成 电离 电流,减少漏电损失,在收集极和高压极之间需要增加保护极。

  当X 射线、γ射线照射 电离室,光子与电离室材料发生相互作用,主要在电离室室壁产生次级电子。次级电子使电离室内的 空气电离,电离离子在 电场的作用下向收集极运动,到达收集极的离子被收集,形成电离 电流信号输出给测量单元。

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