刘 斌,吴雪梅,季 捷,夏良斌,芮 杰

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GM 计数管结构简单,且输出信号幅度大,广泛应用于辐射探测器中[1]。由于受死时间与恢复时间的影响,GM 计数管的线性范围与探测上限均有限[1-2]。为达到宽量程探测,通常采用高低两支计数管分量程测量的方法[3]。实际上,改变GM 计数管的工作时序可实现宽量程探测。2006年,刘志强等[1]从数学上严格证明了单GM 计数管改变工作时序后,可用于宽量程探测,并提出了计数率的最优估计式。近年来,国内不少单位在单GM 计数管宽量程探测方面进行了较深入研究,取得了较好的成果,但研究往往停留在方法层面或研制了试验样机[3-10],还未真正将宽量程探测技术推向实用化。本文研究了模块化的宽量程γ监测仪设计方案,并在此基础上研制了工程样机。实验结果证明,所研制的宽量程γ监测测量范围超过0.1μGy·h-1～10 Gy·h-1,能满足大多γ监测场合使用要求。

1 单GM 计数管宽量程探测技术简介

GM 计数管探测通常采用常规脉冲计数法。由于GM 计数管放电后,会有一定的死时间,在死时间内,即使有粒子入射也不会产生新的放电脉冲。死时间过后,GM 计数管进入恢复阶段。在恢复阶段,新的粒子入射会产生新的放电脉冲,但放电脉冲的幅度受脉冲入射时刻的影响,即进入恢复阶段越久,入射粒子产生的放电脉冲幅度越大。一旦GM计数管放电(即使在恢复阶段)会立即进入死时间。因此,当剂量率较低时,脉冲密度也较低,GM 计数管可较准确地根据粒子入射情况产生放电脉冲,从而后续电路能正确处理,因此,可较准确地测量剂量率。……