이온 챔버에서 발생하는 작은 펄스 진폭은 다른 방식으로 가스 충전 검출기를 사용하여 해결할 수 있습니다. 비례 카운터는 가스 증식 현상을 활용하여 펄스 크기를 수백 또는 수천의 요인으로 증가시킵니다. 그 결과,비례 카운터 펄스는 마이크로 볼트 범위가 아닌 밀리 볼트에 있으므로 훨씬 더 쉽게 처리 할 수 있습니다.

가스 증식은 강한 전기장에서 자유 전자의 움직임의 결과이다. 필드의 강도가 센티미터 당 약 104 볼트 이상일 때,전자는 충돌 사이에 충분한 에너지를 얻어 가스에서 2 차 이온화를 일으킬 수 있습니다. 이러한 이온화 충돌 후 두 개의 자유 전자가 원래 전자 대신 존재합니다. 이 조건 하에서 획일한 전기장에서는,전자의 수는 적용되는 전기장의 그것과 반대 방향에서 당겨지는 때 지수로 성장할 것입니다. 전자의 인구의 성장은 그들이 양극에 도달 할 때만 종료됩니다. 이러한 전자 샤워의 생산은 타운센드 눈사태라고하며 단일 자유 전자에 의해 유발됩니다. 눈사태에서 생성 된 전자의 총 수는 1,000 이상에 쉽게 도달 할 수 있으며 가스에서 생성 된 전하량에도 동일한 계수가 곱해집니다. 타운센드 눈사태는 비례 카운터에 존재하는 전형적인 조건 하에서 1 마이크로 초 미만의 시간 범위에서 일어난다. 따라서,이 추가 요금은 일반적으로 단일 입사 양자의 상호 작용으로부터 관찰되는 펄스에 기여한다.

비례 카운터에서,목적은 입자의 트랙을 따라 형성되는 각각의 원래의 자유 전자가 자신의 개별 타운센드 눈사태를 만드는 것입니다. 따라서,각 입사 하전 입자에 대해 많은 눈사태가 형성된다. 설계 목표 중 하나는 생성 된 최종 총 전하가 입자 트랙을 따라 형성된 원래 이온 쌍의 수에 비례하도록 각 눈사태를 동일한 크기로 유지하는 것입니다. 출력 펄스의 크기와 가스에서 입사 방사선에 의해 손실되는 에너지의 양 사이의 비례는 용어 비례 카운터의 기초입니다.

거의 모든 비례 카운터는 가스를 둘러싸는 역할을하는 더 크고 일반적으로 원통형 음극 내부에 배치 된 작은 직경의 와이어 애노드를 사용하여 구성됩니다. 이 조건 하에서,전기장 힘은 비균일하 철사 표면의 바로 근처에 있는 큰 가치를 도달합니다. 가스의 거의 모든 부피는이 높은 필드 영역 외부에 위치하며,입사 방사선에 의해 가스 내의 임의의 위치에 형성된 전자는 2 차 이온화를 생성하지 않고 와이어쪽으로 드리프트합니다. 그들은 와이어에 가까이 그려집니다,그들은 지속적으로 증가하는 전기장을 실시한다,결국 그 값은 타운센드 눈사태의 시작을 일으킬 수있을만큼 높은된다. 그런 다음 눈사태는 모든 전자가 와이어 표면에 도달 할 때까지 자랍니다. 거의 모든 눈사태가 자유로운 전자가 원래 형성되었던 가스에 있는 위치에 관계 없이 동일한 전기장 조건 하에서 형성되기 때문에,그들의 강렬이 동일하다 조건은 만나집니다. 또한,눈사태 형성에 필요한 높은 전기장 강도는 수천 볼트 이하의 양극과 음극 사이의인가 전압을 사용하여 얻을 수 있습니다. 와이어 표면 근처에서 전기장 강도는 와이어 센터로부터의 거리와 반비례로 변화하므로 와이어 직경이 작게 유지되면 표면 근처에 매우 높은 필드 값이 존재합니다. 전기장 강도가 증가함에 따라 각 눈사태가 더 활발하기 때문에 출력 펄스의 크기는 비례 튜브에 적용되는 전압에 따라 증가합니다.

타운센드 눈사태를 유지하기 위해,이온화에 형성된 음전하는 자유 전자로 남아 있어야합니다. 일부 가스에서는 중성 가스 분자가 여분의 전자를 집어 들고 음이온을 형성하는 경향이 있습니다. 음이온의 질량은 자유 전자의 질량보다 수천 배 크기 때문에 충돌 사이에 2 차 이온화를 일으킬 수있는 충분한 에너지를 얻을 수 없습니다. 전자는 고귀한 가스 분자에 쉽게 부착되지 않으며 아르곤은 비례 카운터에서 채우기 가스의 일반적인 선택 중 하나입니다. 다른 많은 가스 종도 적합합니다. 그러나 산소는 전자에 쉽게 부착되므로 정상적인 상황에서는 공기를 비례 충전 가스로 사용할 수 없습니다. 따라서 비례 카운터는 공기 누출에 대해 밀봉되거나 활성 볼륨을 통해 충전 가스를 지속적으로 흐르게하여 공기 오염이 감지기에서 휩쓸 리게되는 연속 가스 흐름 감지기로 작동해야합니다.

정상 크기의 비례 카운터의 경우,무거운 하전 입자 또는 기타 약하게 관통하는 방사선 만 가스에서 완전히 멈출 수 있습니다. 따라서 알파 입자의 에너지 측정에는 사용할 수 있지만 장거리 베타 입자 또는 기타 빠른 전자에는 사용할 수 없습니다. 가스에 있는 엑스레이 상호 작용에 의해 생성한 낮 에너지 전자는 또한 완전히 멈출지도 모르곱니다,비례적인 카운터는 엑스레이 분광계로 신청을 또한 찾아냅니다. 빠른 전자가 모든 에너지를 입금하지는 않지만 가스 증식 과정은 일반적으로 기록 할 수있을만큼 큰 펄스를 초래하므로 비례 카운터는 베타 입자 또는 감마선에 대한 간단한 계산 시스템에서 사용할 수 있습니다.

답글 남기기

이메일 주소는 공개되지 않습니다.