電流模式下微型裂變電離室參數對探測性能的影響

孟令杰 賴 偉

（中國科學院上海應用物理研究所 嘉定園區 上海 201800）

電流模式下微型裂變電離室參數對探測性能的影響

孟令杰 賴 偉

（中國科學院上海應用物理研究所 嘉定園區 上海 201800）

裂變電離室在工作時，其內部氣體中持續地發生著電離和復合過程。為了進一步了解這些過程對探測性能的影響，需要從等離子體物理的角度來研究裂變電離室。借助BOLSIG+以及電流模式下微型裂變電離室的基本理論模型，計算了電極的幾何尺寸、裂變率以及氣體電離度等參數對探測器飽和區電壓范圍的影響，并對結果進行了討論。此外，根據不同電離度情況下的計算結果，對高溫導致探測器飽和區電壓范圍變小這一現象給出了一種可能的解釋。

裂變電離室，電流模式，電壓范圍，飽和區

裂變電離室的內部涂有一層裂變材料并充以不同的可電離的氣體，由中子和裂變材料發生核反應產生的裂變碎片引起內部氣體電離，正負離子在電場作用下，給出電信號，從而達到測量中子的目的。由于外加電場的電壓不同，所形成的電信號特性不同。對于電離室，其輸出的電流信號隨電壓變化的曲線有三個典型的特征區域，分別為：復合區、飽和區以及雪崩區[1]。其中，裂變電離室工作在飽和區，飽和區的電壓范圍越大，探測器的性能越好，而電離氣體的復合速率系數和電離系數的增加會使復合區和雪崩區更加明顯，相應地，飽和區電壓范圍就會變小。

影響復合速率系數和電離系數的因素有很多，如氣體成分、溫度、外加電場以及電離度等。……