气体电离探测器

气体电离探测器是早期应用最广的辐射探测器，包括电离室、正比计数器和盖革-米勒(G-M)计数器等。工作原理是探测器内气体接受辐射能量沉积发生电离，产生离子对，在外加电场的作用下，在不同的工作区(图)收集电离所产生电荷来进行测量。气体电离探测器具有结构简单、性能稳定、价格低廉、适用温度范围宽等优点，至今仍被广泛使用。

图 气体探测器电极收集到的离子对数目N与外加直流电压V的关系

Ⅰ：复合区；Ⅱ：饱和区(电离室工作区)；Ⅲ：正比区(正比计数器工作区)；V：有限正比区；V:G-M工作区(G-M计数器工作区)

1.电离室 电离室是最早出现的气体电离探测器，在特定外加电场的作用下，入射粒子在电离室中形成的全部离子对被收集，既不发生复合也不发生气体放大。由于根据布拉格一戈瑞原理，电离室内单位质量气体的电离可以与电离室壁中的吸收剂量联系起来，推算出来光子的剂量当量率，因此也被广泛用于测量光子的剂量当量和剂量当量率。电离室对外加电场强度、所充气体要求不高，但弱点是由于没有气体放大作用，输出电离电流很弱。常见的电离室结构有：平板形和圆柱形，目前测量β辐射H'(0.07，α)的标准装置外推电离室就是平行板浅电离室。对电离室本征电流信号处理方式的不同可分为：脉冲电离室和电流电离室，前者测量单个粒子引起的电离效应，后者测量的是大量入射粒子的平均电离效应。

2.正比计数器 正比计数器是使入射粒子产生的离子对在计数管内部的强电场增殖区内发生增殖，使输出的脉冲放大到一定倍数进行测量，一般为圆柱形结构，管内所充气体常为氩、甲烷、90%氩+10%甲烷、96%3+4%异丁烷等。相比于其他气体探测器，由于输出脉冲可以变得很窄，正比计数器可用于强辐射场测量(最高计数率可达105s-1)，由于死时间比盖革-弥勒计数管短得多，所以越来越多地用于以脉冲计数方式测量光子所致的剂量当量率。

3.盖革-弥勒(G-M)计数器 G-M计数器是对工作气体加上高工作电压，使其发生自持放电，同时加入少量猝熄气体，使自持放电自行抑制，即一个入射粒子只能产生一个电脉冲，从而达到测量入射粒子数目的目的。按所加入猝熄气体种类可分为有机G-M计数器和卤素G-M计数器。G-M存在死时间问题，与工作电压、管子形状、工作气体成分和压力有关，一般为100～300μs，因此在测量高计数率辐射场时，需进行漏计数校正。另外，对y射线探测效率低，取决于计数管管壁的材料和厚度，一般约为1%。G-M计数器被广泛地用作测量光子产生的剂量当量率，有时也用于测量β射线的剂量当量率。