電流模式下微型裂變電離室參數(shù)對探測性能的影響

孟令杰 賴 偉

（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 嘉定園區(qū) 上海 201800）

電流模式下微型裂變電離室參數(shù)對探測性能的影響

孟令杰 賴 偉

（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 嘉定園區(qū) 上海 201800）

裂變電離室在工作時(shí)，其內(nèi)部氣體中持續(xù)地發(fā)生著電離和復(fù)合過程。為了進(jìn)一步了解這些過程對探測性能的影響，需要從等離子體物理的角度來研究裂變電離室。借助BOLSIG+以及電流模式下微型裂變電離室的基本理論模型，計(jì)算了電極的幾何尺寸、裂變率以及氣體電離度等參數(shù)對探測器飽和區(qū)電壓范圍的影響，并對結(jié)果進(jìn)行了討論。此外，根據(jù)不同電離度情況下的計(jì)算結(jié)果，對高溫導(dǎo)致探測器飽和區(qū)電壓范圍變小這一現(xiàn)象給出了一種可能的解釋。

裂變電離室，電流模式，電壓范圍，飽和區(qū)

裂變電離室的內(nèi)部涂有一層裂變材料并充以不同的可電離的氣體，由中子和裂變材料發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生的裂變碎片引起內(nèi)部氣體電離，正負(fù)離子在電場作用下，給出電信號(hào)，從而達(dá)到測量中子的目的。由于外加電場的電壓不同，所形成的電信號(hào)特性不同。對于電離室，其輸出的電流信號(hào)隨電壓變化的曲線有三個(gè)典型的特征區(qū)域，分別為：復(fù)合區(qū)、飽和區(qū)以及雪崩區(qū)[1]。其中，裂變電離室工作在飽和區(qū)，飽和區(qū)的電壓范圍越大，探測器的性能越好，而電離氣體的復(fù)合速率系數(shù)和電離系數(shù)的增加會(huì)使復(fù)合區(qū)和雪崩區(qū)更加明顯，相應(yīng)地，飽和區(qū)電壓范圍就會(huì)變小。

影響復(fù)合速率系數(shù)和電離系數(shù)的因素有很多，如氣體成分、溫度、外加電場以及電離度等。……