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盖格计数器:你需要知道的原理

科学探索万象经验2023-08-25

日本将核污水排入大海之后,民众除了抢盐之外,还抢盖格计数器。盖格计数器是一种核探测器,能够通过某种间接方法检测不同类型的核辐射,例如α粒子、β粒子和伽马辐射,在某些情况下还可以检测中子。这种盖格计数器所基于的原理非常有趣,但在我们深入讲解之前,让我们先讨论这种计数器的结构。

如上图所示,这是一个盖格计数器的一般结构。该结构主要由盖格米勒管组成,它其实是一个中空的金属圆柱体,并且内部含有某种气体介质。气体介质通常由某种惰性气体(如氩气)和其他醇化物组成。

现在,这个金属圆柱体连接到一个非常高电压的电池的负极,因此它充当阴极。通过圆柱体的中心,有一个由钨制成的金属电极,它连接到负载电阻,并再次连接到同一电池的正极。负载电阻上还连接着一个电子装置,它能够检测电阻上发生的电压降,并进行计数。

那么,这个装置是如何对核辐射进行计数的呢?当核辐射进入盖格米勒管中的气体介质时,它会导致电离。什么是电离呢?当一些外部核粒子如α粒子进入材料介质时,它与材料的分子碰撞并将能量传递给它。这些分子或原子最外层的电子吸收了一些能量,如果能量足够大,这些电子将会逃逸出去,从而产生一个正离子和一个自由电子。