Re: [討論] 自製蓋格計數器的可能性
※ 引述《flied (libertines)》之銘言：
: ※ 引述《FlyBrother (妳曾經是我的女孩...)》之銘言：
: : Geiger-Mueller detector在探測器的分類裡歸類於正比計數器(properional
: : counter),它不一定要是圓筒狀,也有針狀的.長得像電容的原則上差不多都行.
: 感謝 Fly大專業文章
: 但是有幾點好像寫的不太正確
: （或是我的錯誤請糾正）
: Geiger detector探測器跟 proportional counter不一樣
: Geiger detector加的高壓更大
: 會產生二次游離 avalanche 所以不可得知入射粒子特性
: 而proportional counter可以
為什麼這類型的探測器要加高壓?要加多高才行? 加高壓除了把游離
的電子抓往正極外,還肩負起避免氣體才剛被離子化就又立刻重新結合的任務.
一般的proportional counter也可以加很大的高壓,超過Geiger-Mueller detector
都行,有沒有必要罷了.高壓加大加小不是用來判斷"這是那一種探測器"的依據.
普通的proportional counter加越大的高壓,訊號大小會隨著加大,但有極限,
比如電壓加了兩倍,但訊號最後可能只加了1.4倍之類的,加大不會有啥效果,
只要訊噪比合理就行.(訊號沒有跟著加大的其中一個原因是因為雪崩效應產生
的正離子數量太多扭曲了原先的電場分佈).
另外,proportional counter的氣體放大效應都是基於二次離子化,不是只有
Geiger-Mueller detector獨有的.
我沒有說proportional counter不可得知入射粒子特性.通常alpha作用
區域較小,容易一口氣放出所有能量,所以出來的訊號較集中. beta會撞來撞去,
不斷因為發生康普敦效應慢慢放出能量,所以出來的訊號時間上比較寬.
: : 外層多為金屬是因為中心為正極,外層為負極,塑膠總不能當負極吧~~~但金屬
: : 可能會屏蔽掉低能量的粒子,所以Geiger-Mueller detector會開一個小口只用
: : 薄一點的材質讓低能量粒子跑進去.Geiger-Mueller detector的雜訊來源,我猜啦,
: : 與其擔心外面的電磁波跑進去倒不如擔心加這麼大的高壓自己產生的訊號.你說的
: : 那個網路上自己做的電路恐怕本身雜訊就很多.阻抗是否匹配等都很麻煩.
: : 還有你提到因為自己做的很陽春所以沒有螢幕啥的,其實這個東西本身不太需要
: : 螢幕,你看電影裡出現這玩意兒大多只伴隨著一連串的"嘎嘎"聲而已,因為Geiger-
: : Mueller detector沒有能量解析度可言,所有能量的粒子打過來它都會給出一樣
: : 大小的訊號,"嘎嘎"聲就夠了,加個buzzer就行.
: : Geiger-Mueller detector 裡加鹵素(BF3)主要是探測熱中子.若是一般用途
: : 的話大多注入Ar(90%)和甲烷(10%).要測快中子就要填入氫,He,甲烷等.
: : 要探測gamma就加入一些重一點的惰性氣體,如Kr或Xe. 但要自己DIY很困難,
: : 因為管中的氣體純度要很高,尤其不可以有空氣,否則不容易被離子化而產生訊號.
: : 內部氣體甚至會自己產生訊號(光電效應)而需要所謂"quench gas"來壓制
: : 自體產生的訊號,大多是用多原子氣體.
: Geiger detector內主要只會加惰性氣體
: 如果要探測某一類型的粒子
: 會使用其他種的detector
: 如proportional counter
: scintillation counter
: (例如下面提的的HPGE)
Geiger detector所含的氣體大部分是惰性氣體沒錯,但並不是100%滿滿都裝著
惰性氣體.
通常一個探測器擺著,什麼鬼都會來撞它,你所謂"如果要探測某一類型的粒子"
這句話不甚精確.因為探測器不能阻止特定粒子不要來撞它,而只接收其他粒子.
這些都是要在外部完成,比如要阻擋中子,要在探測器外罩上石蠟或是聚乙烯.
scintillation counter對於alpha有明顯的鑑別,但對於beta和gamma鑑別度非常
差(尤其能量低的時候),整體能量解析度也差.還有HPGE不是閃爍探測器,它屬於
半導體探測器. 典型的閃爍探測器如:CsI,NaI,氣體閃爍(proportional counter的
一種),塑料閃爍體,礦油,我聽過最炫的是液態氙.
: : 既然是為了你的小孩子,我建議買一台portable high-purity germanium detector,
: : 可以測出整條魚的完整gamma能譜,能量解析度到keV等級,要測之前請用數十塊銅磚
: : 把魚和探測器包起來以免不小心測到你家廚房的環境輻射能譜. 今天晚餐如果沒有
: : 要吃魚,還可以把它搬到地下室測量微中子和原子核的散射截面,手頭寬裕一點
: : 還可以多買幾個作成陣列找尋暗物質,沒找到也可以在exclusion plot上畫掉一塊,
: : 順便對科學做出一點貢獻. 一機多用,屬於居家必備物品,有興趣請洽HOLA...啊不...
: : 有興趣請洽Canberra公司,一台大概百來萬. 但為了孩子,一切都值得你說是吧!!
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※ 編輯: FlyBrother 來自: 140.109.103.226 (04/06 15:29)
推
04/07 10:03, , 1F
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