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闪烁计数器

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  一种利用荧光现象的粒子探测器。带电粒子经过荧光物质时,会引起原子的激发或电离,当它们返回基态时便产生荧光,其强度与粒子的能量成正比。利用这种现象可探测带电粒子。X射线和 γ射线能在物质中产生次级电子,所以可用闪烁计数器进行探测。早期的闪烁计数器是在玻璃面上涂一层硫化锌的观测屏。1911年,卢瑟福将这种屏用于α 粒子散射实验,通过屏上的荧光闪烁,证实原子的核结构。四十年代后,随着新闪烁材料和光电倍增管的出现,闪烁计数器才广泛应用于核物理和高能物理研究、同位素测量和放射性监测等领域。六十年代后,它又成为X射线天文学γ射线天文学中的重要观测仪器。图1是一种闪烁计数器的典型结构。射线进入闪烁体后产生的荧光,通过光导在光电倍增管光阴极上产生光电子。当管子加上高压时,电子便被加速,并在若干个倍增极上不断增殖,最后在阳极上产生一个幅度正比于粒子在闪烁体中损失的能量的电信号。图2是一架典型的卫星上的硬X射线望远镜。它是各类闪烁计数器的组合,有方向性,可在15~500千电子伏能区探测X射线点源。其中主探测器为NaI(Tl)晶体,它与一块CsI(Tl)晶体组成夹层闪烁体,使用同一光电倍增管,根据不同的发光衰减时间,用甄别脉冲形状的方法剔除后方入射的γ射线。主探测器前面是两块蜂窝状CsI(Tl)闪烁体,它们与主探测器以反符合状态工作,构成一定视场角的准直器。为了排除高能γ射线和带电粒子在卫星物质中产生的辐射,用一个1厘米厚的杯形塑料闪烁体,将主探测器的光电倍增管屏蔽起来。

 

 

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