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閱讀：34發(fā)布時(shí)間：2025-12-6
今天原子發(fā)射光譜儀的小編帶大家了解一下X射線熒光光譜儀正比計(jì)數(shù)器。
正比計(jì)數(shù)器，內(nèi)充氣體與需要測(cè)定的入射X射線的能量有關(guān)。氣體的主要作用是將人射X射線的能量成抗倒地轉(zhuǎn)變線電荷。同時(shí)，還要防止醫(yī)離子移向陰極時(shí)，從陰極上逐出電荷而引起二次放電，即使之猝滅。通常選用惰性氣體(Ne.Ar,Xe)作為為探測(cè)氣體，將X射線光子的能最轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾伞＜尤艘欢康挠袡C(jī)氣體如甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳等作為猝滅氣體。所充氣體的成分和純度對(duì)測(cè)量結(jié)果有很大影響，如氣體中混入空氣、水蒸氣等容易形成負(fù)離子的氣體，在雪崩放電中，因負(fù)離子運(yùn)動(dòng)緩慢與電子引起的雪崩性質(zhì)不同而改變了氣體放大倍數(shù)，使輸出電脈沖幅度降低。在長(zhǎng)期工作過(guò)程中，猝滅氣體分解所產(chǎn)生的碳可能附著在探測(cè)器壁和陽(yáng)極絲上，尤其是陽(yáng)極上的少量附著物會(huì)影響電場(chǎng)的形狀。
X射線光子進(jìn)人探測(cè)器后，在正比計(jì)數(shù)區(qū)與所充氣體(假定氣體是氬)相互作用，其過(guò)程可分為四種類型。
(1)X射線光子進(jìn)人探測(cè)器后，通過(guò)氣體時(shí)未吸收，而被探測(cè)器壁吸收或從后窗口逸出，不會(huì)輸出脈沖信號(hào)。X射線光子波長(zhǎng)愈端，發(fā)生的可能性愈大。
(2)X射線光子可使探測(cè)氣體原子發(fā)生外層電子光電離，并將其能量交給光電子。光電子在獲得能量后，又在其路徑上電離探測(cè)氣體原子，生成Ar+和e-離子對(duì)，這些離子對(duì)引起一個(gè)復(fù)雜的氣體放大過(guò)程，有大量的雪崩放電沖擊陽(yáng)極，使高壓瞬時(shí)降落。這種電位降以脈沖形式，經(jīng)電容器輸人放大器和測(cè)量電路，而形成一個(gè)輸出脈沖，該輸出脈沖所擁有的電子數(shù)相當(dāng)于X射線光子引起的初始電子數(shù)的102～10十次方倍。這種放電過(guò)程發(fā)生在X射線光子被吸收后大約0.1～0.2us的時(shí)間內(nèi)。在陽(yáng)極電壓的恢復(fù)過(guò)程中(約1us)，正比計(jì)數(shù)器對(duì)另一個(gè)人射X射線光子不發(fā)生響應(yīng)，這個(gè)時(shí)間叫做探測(cè)器的死時(shí)間。其實(shí)，即使是單色X射線光子，所產(chǎn)生的離子對(duì)數(shù)并不相等，而是呈高斯分布。每個(gè)輸出脈沖的平均幅度都正比于人射光子的能量。
(3)若X射線光子的能量大于氬的K層電子的激發(fā)電位，氬原子的K層電子被激發(fā)，發(fā)射出ArKa.射線，由于Ar的外層電離電位為15.7ev,而其K層電子激發(fā)電位為3.2kev.ArKa.射線幾乎不為Ar吸收而逸出。這樣，K層電離產(chǎn)生的光電子的能量應(yīng)為人射X射線光子的能量Ex減去ArK.射線的能量(2.96 kev)，將使Ar產(chǎn)生離子對(duì)，其過(guò)程如(2)所述，形成一個(gè)脈沖輸出，該輸出的平均幅度正比于Ex-2.96kev.該脈沖形成的峰稱作逃逸峰。
(4)入射X射線光子在激發(fā)氬原子的K層電子過(guò)程中，可能產(chǎn)生氬的俄歇電子。
正比計(jì)數(shù)器所充氣體的種類很多，窗口材料也有所不同，但上面所述X射線與所充氣體相互作用過(guò)程也適用于其他各種探測(cè)氣體。選擇合適的正比計(jì)數(shù)器的一般原則，通常使用原子序數(shù)小的材料制成薄的窗口，使人射x射線吸收較少，提高探測(cè)效率。原子序數(shù)較低的工作氣體，如Ne或Ar等，對(duì)低能X射線的吸收系數(shù)較大，因而探測(cè)效率就高而能量較高的X射線就需要用原子序數(shù)較大的工作氣體，如Kr或Xe等。
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