ガス探知機 – ウィキペディア、無料​​百科事典

ガス検出器 – 作業材料がガスである荷電粒子検出器。ガスを通る荷電粒子はそれをイオン化します – 彼は原子から電子を壊します。その後、電子はアノードに到達し、電子検出システムに記録された電気信号を作成します。ほとんどのガス検出器は、ガス強化メカニズムを使用しています – 強力な電界での元の電子の複製。

粒子の多くの粒子を測定するためのガス検出器には、総流れ、飛行トラック、ガスのエネルギー損失など、多くの種類があります。磁場に配置された飛行トラックを測定する検出器は、シュートを測定できます。

ガス検出器は、粒子飛行トラックがわずかに乱れているおかげで、比較的低い密度によって特徴付けられます。

• 最も単純なガス検出器は、イオン化チャンバーです。一次粒子によって生成される総負荷はアノードに到達し、電気信号として記録されます。この負荷は通常非常に小さいため、イオン化チャンバーは個々の粒子の登録には適しておらず、大きな粒子を検出するために使用されます。

• 次の検出器は比例メーターです。その中のアノードは、薄い（通常は直径数µmまたは数十μm）ワイヤです。ワイヤーの周りの電界は非常に強いです。ワイヤに近づく電子は、後続の原子のイオン化を可能にするエネルギーを獲得します。このプロセスは雪崩であり、係数10で信号を強化します ² -十 ⁴ 、印加電圧に応じて。このプロセスはガス補強と呼ばれます。カソードに誘導されるアノードワイヤまたはインパルスから直接信号が読み取られます。記録されたパルスのサイズは、元の負荷のサイズに比例します – したがって、名前。ガス補強のおかげで、メーターを使用すると、個々の粒子を登録できます。

• ガイガーカウンターは、比例メーターと同様に構築されています。ただし、アノードワイヤの張力はその中で高くなるため、各粒子がアノードとカソードの間に電気放電を引き起こします。一次負荷の量に関する情報は失われ、デッドタイムも長くなりますが、粒子カウントの容量は高くなります。

• ドリフトチャンバーは、比例メーターと同様に構築されています。ただし、検出器のサイズは大きい（通常は2方向に伸び、ワイヤに垂直）。粒子がワイヤから離れたところにガスをイオン化すると、イオン化電子がアノードに到達するまでにしばらく経過します。特定のガス混合物と特定の電界で電子の速度が漂うことを知ると、アノードから粒子の飛行経路の距離を計算できます。ドリフトチャンバーは、粒子飛行の正確な時間を決定する追加の検出器（たとえば、シンチレーションメーター）を必要とします。

• マルチストリーム比例チャンバー（MWPC）は、Georges Charpakによって作成された検出器です。多くのアノードとカソードワイヤは、広い領域（または体積）に伸びています。適切な検出器ジオメトリにより、2つ（または3つの）の次元で粒子の動きを追跡できます。

• 一時的な投影チャンバー（TPC）は、ほとんどのボリュームが均一な電界にある領域で占有されている検出器です。イオン化電子は、2次元MWPCの方向にこのフィールドで漂流します。ガス補強は、MWPCワイヤの近くに配置されたパッドに衝動を誘発します。電子ドリフトメカニズムを使用することにより、TPCを使用すると、粒子飛行経路を3次元で測定できます。 TPCチャンバーは、最大数十立方メートルのサイズに到達します。

• gemは、アノダとカソードが非導電性スラブによって分離された導電性ディスクであるガス検出器です。これらのプレートには小さな穴があり、非常に強力なガス補強が発生します。いくつかの宝石検出器を次々に配置して、補強を増やすことができます。 GEMは独立した検出器として使用できます。たとえば、TPCのMWPCを置き換えることもできます。

ガス検出器の動作は、一次イオン化、電子、ガス補強の2つまたは3つのメカニズムに依存します。これには、適切な労働条件の選択が必要です：ドリフトフィールド、読み取りワイヤの直径、それらの電圧、ガス混合物。ほとんどの場合、作業ガスベースは高貴なガス（通常はネオン、アルゴン、キセノン）であり、読み取りワイヤと反応しないため、検出器が迅速に摩耗する可能性があります。通常、マルチアトミックガス（たとえば、メタン、二酸化炭素）の混合物も使用されます。これは、ガス補強プロセスで生成される光子を簡単に吸収し、このプロセスを安定させることができます。酸素など、電気陰性ガスの存在は望ましくありません。これは、読み取りワイヤに到達する前に漂流する電子を吸収することができます。

ドリフト速度は、ドリフトの張力とガス混合物の組成、ならびに温度と圧力に依存します。ただし、単純な関係はありません。いずれの場合も、これには、文献または測定における特定の混合物の所有権をチェックする必要があります。