SANKO山高研究所 比例计数器原理

1. 概述

比例计数器通常制造在一个圆柱形铝制容器内，辐射通过入口窗口进入管内。容器内填充惰性气体

（例如氩气、氦气或氖气）和其他气体（例如甲烷或丁烷）的混合物，并在管内拉伸的导线上施加高电压。

当入射辐射穿过气体时，沿途的气体会被电离，产生电子和正离子。这些电子被称为初级电子，

它们在管内电场的作用下加速，进一步电离气体。这些电离的电子随后引发进一步的电离，导致电子数量爆炸式增长。这种现象称为气体放大。放大的电子流入管内的导线，并被检测为电脉冲。

之所以称这种探测器为比例计数器，是因为放大的电子数量与入射辐射的能量成正比。

电子的放大倍数取决于气体类型和施加的电压，但如果已知气体类型和电压，就可以测量入射辐射的能量。

2. 与电离室的比较

电离室的工作原理与比例计数器类似，但由于其工作电压较低，不会发生气体放大。

因此，比例计数器比电离室更灵敏。另一方面，比例计数器的缺点是无法像电离室那样精确测量初级电子的数量，导致能量分辨率较低。

3. 与盖革计数管的比较

盖革-米勒 (GM) 计数器的工作原理与比例计数器几乎相同，但其特点是需要更高的施加电压。

GM 计数器使用的电压范围称为 GM 区（1000V 及以上）。在 GM 区，除了电子雪崩引起的气体倍增效应外，

还叠加了光子倍增效应，导致波高随入射辐射能量的增加而增加。比例计数器可以测量辐射能量，而 GM 计数器则被认为无法测量辐射能量。

4. 比例计数器的特点

结合上述其他计数器的特点，可以说比例计数器具有以下特点：

高检测灵敏度

对辐射进行能量分析是可行的。

可以区分混合辐射。

它可以用于电流脉冲持续时间短、计数率相对较高的情况。

此外，比例计数器特别适用于测量β射线，因为电离室无法充分探测β射线。与盖革计数管相比，

比例计数器的分辨率时间更短（0.2–0.5微秒），因此可以实现更高的计数率。另外，

通过施加足够高的电压以获得合适的气体放大倍数，可以降低放大器的放大倍数，从而获得更高的信噪比。

比例计数器的类型

比例计数器的主要类型包括用于热中子探测的³He比例计数器和BF₃比例计数器。其他类型的比例计数器则使用氙(Xe)和氖(Ne)作为填充气体，用于低能X射线探测。

我们提供多种尺寸规格，包括直径（13毫米、19毫米、25毫米等）和总长度，以及不同的工作电压和气体压力。您可以根据您的应用选择合适的型号。