※ 引述《flied (libertines)》之铭言： : ※ 引述《FlyBrother (你曾经是我的女孩...)》之铭言： : : 为什麽这类型的探测器要加高压?要加多高才行? 加高压除了把游离 : : 的电子抓往正极外,还肩负起避免气体才刚被离子化就又立刻重新结合的任务. : : 一般的proportional counter也可以加很大的高压,超过Geiger-Mueller detector : : 都行,有没有必要罢了.高压加大加小不是用来判断"这是那一种探测器"的依据. : : 普通的proportional counter加越大的高压,讯号大小会随着加大,但有极限, : : 比如电压加了两倍,但讯号最後可能只加了1.4倍之类的,加大不会有啥效果, : : 只要讯噪比合理就行.(讯号没有跟着加大的其中一个原因是因为雪崩效应产生 : : 的正离子数量太多扭曲了原先的电场分布). : : 另外,proportional counter的气体放大效应都是基於二次离子化,不是只有 : : Geiger-Mueller detector独有的. : : 我没有说proportional counter不可得知入射粒子特性.通常alpha作用 : : 区域较小,容易一口气放出所有能量,所以出来的讯号较集中. beta会撞来撞去, : : 不断因为发生康普敦效应慢慢放出能量,所以出来的讯号时间上比较宽. : 我本来所知道的概念 : 大概像是 http://openticle.com/page/20/ : 里面图6 : Geiger detector作用的区域 : 加的高压要到 1000V以上 : proportional region大概就是 300V 到 1000V : 不过图8跟Glenn Knoll书上也有图说明到 : 为了要有好的Gas Muliplication Factor : proportional counter可作用在 1000V~ 3000V : 不过我不了解为什麽可以加到这麽高压 : 而作用不会变成Geiger Muller region ? 图六是很典型的proportional counter讯号与外加电压的图. 他第一句话就说:"The relationship between the applied voltage and pulse height in a detector is very complex. " 而且要注意几件事,他内文说:"Figure 6 illustrates ion pairs collected -vs- applied voltage". 这只是一张举例用的图,它没有提到在画这张图 的时候管子里面塞了什麽东东. 而且其实proportional counter的构型 有很多,如之前所说有针状的,甚至也有平板状的.不同的几何构造会形成 不同的电场分布与梯度,即便施加的电压都一样.这张图是for general purpose, 不用太在意它x轴上的数字. "原则上",这类的探测器加大电压讯号都会变大, 但要加多大是需要跟周遭仪器搭配的,也在乎你想"看到"的物理是什麽,你要侦测 高能量的事例还是低能量的?若是我想看到稀有的高能量事例但系统饱和了怎麽办? 若是我想看低能量的事例但仪器的噪声本身跟这低能量讯号差不多大怎麽办? 加大电压可以让你看清楚低能量的事例,但一旦高能量事例来了就会饱和而失去 资讯.但若为了看高能量事例而减低电压,低能量事例就几乎看不到了. 没有公式直接告诉你什麽形状什麽尺寸的什麽探测器要加多大讯号,多一伏 少一伏都不行. 这都要去试!! 就算我们买了两支一模一样的探测器,基於实验 环境与研究对象不同,我也不会跟你加一样大的电源. "The relationship between the applied voltage and pulse height in a detector is very complex." : : Geiger detector所含的气体大部分是惰性气体没错,但并不是100%满满都装着 : : 惰性气体. : : 通常一个探测器摆着,什麽鬼都会来撞它,你所谓"如果要探测某一类型的粒子" : : 这句话不甚精确.因为探测器不能阻止特定粒子不要来撞它,而只接收其他粒子. : : 这些都是要在外部完成,比如要阻挡中子,要在探测器外罩上石蜡或是聚乙烯. : : scintillation counter对於alpha有明显的监别,但对於beta和gamma监别度非常 : : 差(尤其能量低的时候),整体能量解析度也差.还有HPGE不是闪烁探测器,它属於 : 所以是应用在什麽情形会利用scintillation counter好的特性来监别alpha ? : 因为我碰过的情况 : 例如解析度较低的MCA和TLC detector探头量测光子 : 都会用scintillator : SPECT, PET imaging 量测光子讯号也是用scintillator : : 半导体探测器. 典型的闪烁探测器如:CsI,NaI,气体闪烁(proportional counter的 : : 一种),塑料闪烁体,矿油,我听过最炫的是液态氙. : sorry, 抱歉我连HPGE是半导体侦检器都讲错! : 因为FLy大本来说 : Geiger-Mueller detector 里加卤素(BF3)主要是探测热中子 : 但是我了解探测热中子就是需要得到pulse height spectrum : 然後再接其他仪器把哪些能量不是热中子作用的去除 : 只计算由热中子和填充物作用产生的 : 所以不会用Geiger detector : 上面连结的网页也有在说明Geiger detector那注释 : Because the same size pulse is produced regardless of the amount of initial : ionization, the G-M counter cannot distinguish radiation of different : energies or types. This is the reason G-M counters are not adaptable for use : as neutron detectors. : Fly大可以说明解惑一下吗？ : 感谢 scintillation counter用途很广,当然探测辐射能谱是其一,或是韩国的 地下暗物质实验室Y2L用的就是CsI,连周遭的反康普敦(anti-Compton)设备也是 闪烁探测器,矿油的样子.中国四川景屏的暗物质实验(CDEX),高纯锗探测器 (最核心的探测器,台湾借给他们的)外面也罩了一层CsI(韩国借给他们的), 上方还有塑料闪烁体测宇宙射线.台湾中研院物理所TEXONO团队的高纯锗探测器 (比大陆那台好N倍)外面罩的则是NaI.这些都是scintillation counter. 像微中子或暗物质这类需要极力压低周遭环境能谱的实验,好的波形监别 就很重要. alpha会贡献能谱的部份count rate,也就是抬高能谱, 把这种alpha的事例藉由其波形监别抓出来,从能谱中拿掉是很重要的事. 这都是你问的scintillation counter及其监别能力在高能物理中的应用. 至於G-M counter量中子这件事,原则上你说得没错,他很少用来量中子, 因为cross section很低.如果用BF3的话可以提高cross section但这种物质 在你那张图的proportional region很活泼,甚至比G-M region还活泼.但有个 好处就是,neutron-induce的事例大多带有较高电压的讯号,很容易监别. 所以还是可以测. 通常,你不会遇到超高中子通量的环境,你不会有命 在那边量东量西,就算是专门的中子探测器大多的事例也是gamma.至少 G-M counter还可以稍稍量一下,有很好的监别度,也算不错了. 你上面引用的那段话"cannot distinguish ....."应该是指在G-M region 不行监别中子讯号,但在其他区加上BF3还是可以的. --

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