脉冲型电离室

假设有一个1.75Me V的α粒子穿过电离室的收集体积。如果该收集体积内的气体是空气，那么每产生一个电子对(IP)，该α粒子平均失去33.85e V的能量。如果该α粒子的动能完全损耗在该收集体中，那么将产生(1.75×106e V)/(33.85e V/IP) =5×104离子对。被放射线释放的电子迅速迁移到中央电极(阳极)，使这个电极的正电荷减少。通常，电子在被释放后的一微秒内就可以被收集到。那些较重且带正电的离子向电离室的阴极迁移得比较慢。当正离子接近阴极时，它们引起阴极上的负向充电补偿了电极间电压的总减少量。因此，电极间的总电压不会减少直到电离室内的正离子全部呈中性为止。通常，需要几百微秒的时间来中和这些正离子。在大多数脉冲型电离室中，为了确保更加快速的响应，在形成电压脉冲时仅仅只利用了因收集电子而减少的那部分电压。

例8-1 具有10p F电容的充气电离室完全吸收了一个1.75Me V的α粒子时会产生多大的电压脉冲? (10p F=10×10-12F)

1.75Me V的α粒子产生5×104IP=5×104电子加5×104阳离子。

Q=(5×104电子)(1.6×10-19C/电子) =8×10-15C。产生的电压脉冲是:

在通过快速收集电子产生电压脉冲的脉冲型电离室中，这些电子的迁移是不允许受到干扰的。诸如氧气、水蒸气、卤素这些气体对电子都有亲和力。这些气体都不能出现在电离室的收集体积中。其他气体，例如氦气、氖气、氩气、氢气、氮气、二氧化碳和甲烷，极少会和电子结合形成阴离子。这些气体可以用作电离室的填充气体。

β粒子(正电子和负电子)的平均动能比大多数α粒子的小。另外，负电子和正电子的比电离比α粒子的少1/100～1/1000。通常，α粒子通过与电离室收集体中气体的相互作用而消耗了它们全部的动能。正电子和负电子通常在完全消耗动能之前撞击室壁。由于这些原因，β粒子穿过电离室时产生的电压脉冲比那些α粒子产生的小得多。X-线和γ-线产生的电压脉冲更小。为了检测α粒子，电离室通常在脉冲模式下工作; 其他比电离较低的辐射通常利用在电流模式下工作的电离室测量。