蓋革計數器

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蓋革計數器。圖中左下角的黑色管是其探測器——蓋革管。
蓋革計數器的原理圖
自製蓋革計數器,攝於合歡山武嶺

蓋革計數器(Geiger counter)又叫蓋革-米勒計數器(Geiger-Müller counter),是一種用於探測電離輻射粒子探測器,通常用於探測α粒子β粒子,也有些型號蓋革計數器可以探測γ射線X射線

構造及原理[編輯]

蓋革計數器是根據射線對氣體電離性質設計成的。其探測器(稱「蓋革管」)的通常結構是在一根兩端用絕緣物質密閉的金屬管內充入稀薄氣體(通常是摻加了稀有氣體,如等),在沿管的軸線上安裝有一根金屬絲電極,並在金屬管壁和金屬絲電極之間加上略低於管內氣體擊穿電壓電壓。這樣在通常狀態下,管內氣體不放電;而當有高速粒子射入管內時,粒子的能量使管內氣體電離導電,在絲極與管壁之間產生迅速的氣體放電現象,從而輸出一個脈衝電流信號。

蓋革計數器也可以用於探測γ射線,但由於蓋革管中的氣體密度通常較小,高能γ射線往往在未被探測到時就已經射出了蓋革管,因此其對高能γ射線的探測靈敏度較低。在這種情況下,碘化鈉閃爍計數器則有更好的表現。

歷史[編輯]

蓋革計數器最初是在1908年由德國物理學家漢斯·蓋革和著名的英國物理學家盧瑟福α粒子散射實驗中,為了探測粒子而設計的。後來在1928年,蓋革又和他的學生米勒(Walther Müller)對其進行了改進[1],使其可以用於探測所有的電離輻射。

1947年,美國人Sidney H. Liebson在其博士學位研究中又對蓋革計數器做了進一步的改進[2],使得蓋革管使用較低的工作電壓,並且顯著延長了其使用壽命。這種改進也被稱為「鹵素計數器」。

蓋革計數器因為其造價低廉、使用方便、探測範圍廣泛,至今仍然被普遍地使用於核物理學醫學粒子物理學及工業領域。

參考資料[編輯]

  1. ^ H. Geiger and W. Müller. Elektronenzählrohr zur Messung schwächster Aktivitäten. Naturwissenschaften. 1928, 16 (31): 617. doi:10.1007/BF01494093. 
  2. ^ Sidney H. Liebson. The Discharge Mechanism of Self-Quenching Geiger-Mueller Counters. Phys. Rev. 1947, 72: 602–608. doi:10.1103/PhysRev.72.602.