기체전리를 이용한 검출기 (전리함, 비례계수함)

W치 : 1이온쌍 생성하는데 필요한 평균에너지 (기체 = 34eV)

        인가전압과 수집이온쌍수와의 관계

 

 

재결합영역 : 인가전압이 낮아 재결함이 일어나는 영역

전리함영역 : 재결합무시되며, 1차적으로 생성된 이온쌍만 전극에 수집됨. 인가전압이 상승되어도 생성전하량 변화없음

                  ->일정하게 유지되는 전류를 포화전류라고 한다.

비례영역 : 최초의 전자사태, 1차 전리에 비례한 2차전자를 수집하는영역

제한비례영역 : 양이온들의 공간전하 (spce charge)에 의해 비례성을 상실하게 되는 영역 (전자사태)

GM영역 : 수집된 전하량은 1차 전자수에 무관하고 계수관의 크기나 가스압력등으로 결정되는 

             일정량의 2차 전자가 생성됨. -> 이때 모든 종류의 방사선 구분없이 2차전자 생성되어 에너지 분해능 없음

연속방전영역 : 전극간 공간에 입사한 하전입자의 전리작용에 의하여 만들어진 전자와 이온쌍을

                    전극간에 걸친 전체로 포집하여 전기신호를 얻도록 하는것.

전리함

1) 펄스전리함 : 전기신호를 펄스형으로 취한 전리함 (cpm)

2) 전류형 전리함 : 평균전류를 취한 전리함 : mR/h

 

특성

① 출력되는 전리전류를 인가전압에 관계없이 일정하게 유지되므로 저가 또는 간이전원 장치로도

    상당히 정확하게 측정가능

② 에너지 선별력이 있다

③ 조사선량이나 조사선량률 측정

④ 에너지 의존성이 작다 (좋은거임)

⑤ 출력펄스가 낮아 감도가 좋지 않음 -> 전리함은 펄스용으로 운영하기 쉽지 않음(노이즈와 구분 쉽지 않음)

⑥ α, β, γ선에 대한 선질이 좋다. (모든 종류의 방사선 측정)

⑦ 누설전류에 의해 오차가 발생할수 있다.

⑧ 기체의 전리에 의해 1차적으로 생성된는데 전리함 영역에서는 상당한 전압 영역에 걸쳐 전류가 일정함 

     1차적으로 생성된 이온쌍만이 전극에 수집되는 포화현상 때문.

      -> 포화전류의 크기는 기체의 종류 및 압력, 검출기의 크기에 따라 달라진다.

비례계수함

특성

① 최초에 전자증폭이 일어나는 영역 : 1차전리에 비례한 2차전리 수집

    전리함영역은 1차에 생산된 이온쌍을 수집하여 측정하는데 이때 전압을 올리면, 비례영역에 도달한다

    1차 생성된 전자 이온쌍들은 에너지가 증가하여 2차전리를 일으킴 -> 전자사태

② α, β선 구별 측정 가능, 에너지 측정 가능

③ 가스증폭도 : 10^6

    -증폭도는 인가전압, 전극의 구조, 가스의 종류에 따라 달라짐

    -다른인자가 일정할 경우, 인가전압에 따라 변화한다.

    -양극 가까이에서 증폭이 최대이며 극소적으로 발생한다

    -전극구조 : 평판형, 실린더형 (가장 많이 사용), 구형

④ 일반적으로 사용하는 충전가스 : P-10가스 (Ar 90% + 메탄10%)

중성자용 BF₃계수관
계수관의 종류별 측정 방사선	2π gas flow 비례 계수관 : α선	보다 정밀한 측정이 요구될 때 사용.
	4π gas flow 비례 계수관 : β선
	BF₃계수관 : 열중성자 측정 -> 감속제 (파라핀)	중성자 측정용
	He₃계수관 : 속중성자 / 열중성자