
【化】 Geiger-Muller counting tube
about; annex; canopy; casing; cover; lid; shell; top; build
【化】 cap; cover; lid
【医】 cap; coping; operculum; roof; tegmen; tegmentum; veil
change; hide; leather; transform
【化】 leather
metre; rice
【医】 meter; metre; rice
【经】 meter
rein in; tie sth. tight
【医】 lux; meter candle
【化】 counter tube
【医】 counting tube
盖革-米勒计数管(Geiger-Müller counter tube),简称G-M计数管,是一种用于探测电离辐射(如α粒子、β粒子、γ射线)的气体放电型探测器。其核心原理基于入射辐射使管内惰性气体(如氩、氖)电离,产生的电子在高压电场下雪崩式倍增,形成可测量的电脉冲信号。该器件由德国物理学家汉斯·盖革(Hans Geiger)与瓦尔特·米勒(Walther Müller)于1928年共同发明,是核物理与辐射防护领域的基础设备。
结构组成
计数管通常为圆柱形金属或玻璃外壳,中心轴向布置金属丝阳极(正极),管壳内壁为阴极(负极),内部充填惰性气体与少量淬灭气体(如乙醇、卤素)。当辐射粒子进入管内,与气体分子碰撞产生初级电离电子。
放电过程
电子在阳极附近强电场(工作电压通常为800–1500V)作用下加速,引发"汤森放电"(Townsend avalanche),形成自持放电。淬灭气体通过吸收光子能量抑制连续放电,使每次辐射事件仅产生单一脉冲信号。
盖革区(Geiger Plateau)
在特定高压范围内(盖革区),输出脉冲幅度与入射粒子能量无关,仅与粒子数量成正比,此特性使其适用于辐射强度测量,但无法区分辐射类型与能量。
死时间(Dead Time)
放电后约100–500μs内无法响应新入射粒子,需通过淬灭气体或外部电路恢复灵敏度。实际计数率需进行死时间校正,公式为:
$$ n = frac{m}{1 - mtau} $$
其中 ( n ) 为真实计数率,( m ) 为测量计数率,( tau ) 为死时间。
探测器类型 | 测量对象 | 能量分辨率 | 死时间 | 适用场景 |
---|---|---|---|---|
盖革-米勒计数管 | 强度(计数率) | 无 | 100–500 μs | 快速巡检、强度监测 |
闪烁体探测器 | 能谱、强度 | 中–高 | <1 μs | γ能谱分析、医学成像 |
半导体探测器 | 能谱、强度 | 极高 | 纳秒级 | 高精度能谱、粒子鉴别 |
电离室 | 剂量率 | 无 | 微秒级 | 辐射防护剂量测量 |
权威参考文献
(经典核探测技术教材,详述G-M管物理机制)
(中文权威著作,涵盖G-M管设计与应用标准)
盖革-米勒计数管(G-M管)是一种用于探测电离辐射的气体电离探测器,以下是其核心信息的综合解释:
由汉斯·盖革与卢瑟福于1908年初步设计,后由盖革与米勒在1928年改进,使其适用于多种电离辐射探测()。
广泛用于核辐射监测、实验室粒子计数及环境安全检查,可探测α、β粒子及部分γ/X射线()。
如需更完整信息,可参考搜狗百科、南京新锐华核科技等来源。
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