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華普科普欄目丨波長色散型X射線熒光光譜儀檢測器

發表日期:2024/06/13 瀏覽次數:
波長色散型X射線熒光光譜儀中使用的探測器的種類有用于重元素分析的閃爍計數器(以下簡寫作 SC),用于輕元素分析的流氣式正比計數器 (F-PC)以及封閉式正比計數器(S-PC)等多種。



SC是利用X射線的熒光作用做成的計數器,F-PC和S-PC是利用X射線的電離作用做成的計數器。封閉式正比計數器也叫氣體封閉式正比計數器。


圖1為F-PC結構示意圖,其原理是入射的X射線光子使Ar原子產生常規電離,形成若干正負離子對,在探測器電場作用下產生雪崩式放電,在CH4氣體淬滅下停止放電,產生一個電壓脈沖。入射光子與脈沖數成正比關系,正比因子與氣體濃度等因素有關。

圖片 1.png
圖1.F-PC結構示意圖



在長期使用過程中,PR氣體中甲烷氣體被電離污染陽極芯線,導致正比計數器的能量分辨率下降,這時就必須對芯線進行清洗。新型的光譜儀都設有芯線自動清洗機構,可以在真空光路下很快地除去芯線上的雜質,使之恢復原有性能,得以穩定地進行輕元素的分析。而舊式的光譜儀沒有芯線自動清洗機構,這時就要將流氣正比計數器拆卸,用溶劑進行清洗,或者直接更換芯線。


S-PC(封閉正比計數器)在出廠前將惰性氣體密封至探測器內,無需為探測器提供氣體,可以應用于難獲得PR氣體的場所。

圖2為SC閃爍計數器結構示意圖,其由閃爍體和光電倍增管組成。原理是入射X射線光子與閃爍體相互作用,轉變成閃爍光子而射到光電倍增管上,再轉變成電脈沖信號。


圖片 2.png
圖2.閃爍計數器



入射的X射線光子經由探測器轉變成脈沖信號,經過放大器放大后,由脈沖高度分析器對其收集分析。通常,F-PC的計數率可達到3000Kcps,SC的計數率達到1500Kcps。


計數器的能量分辨率如圖3所示,對于SC計數器,其能量分辨率要求小于60%,對于F-PC計數器,其能量分辨率要求小于40%。


圖片 3.png
圖3.探測器能量分辨率


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