波谱仪中探测器结构探讨

　　一、引言:X射线探测器简单地说是一个信号转换器，它将入射的X射线按其能量大小不同转换成幅度不同的电脉冲。探测器的种类分:正比计数管，盖革计数管和闪烁计数管。在波谱仪中均采用正比计数管。由于不同波长的特征X射线的能量各不相同，要求探测器即计数管的灵敏度也应有所不同。对于波长在67A-18.307A的X射线采用的是超轻元素计数管，对于波长在11.909A~0.128A的X射线采用的是重元素计数管。超轻元素与重元素计数管的区别主要在入射窗口薄膜上，超轻元素计数管窗口膜厚在0.2~0.3左右，而重元素计数管窗口膜厚约为6若用重元素计数管测超轻元素的X射线，则几乎测不出X射线，而用超轻元素计数管测重元素X射线时，则本底增大。本厂生产的DXS-x2波谱仪中就采用了两个分离的计数管，分别探测超轻元素和重元素但在使用过程中要不时放氧更换计数管，这样机芯经常暴露于大气中，且给用户的使用带来很大不便。日本“x一650”垂直波谱仪上采用的是串联式计数管，把重元素计数管放在超轻元素计数管后面，如果将这种形式计数管用在本厂的倾斜谱仪上，也会带来结构复杂，尺寸变大，随动机构重量增加等弊端。我们实验，改进了一种四窗口计数管，可使这问题得到较好的解决。

　　二、改进:原来用的计数管结构如图1所示，都有两个窗口即入射口和出射口。如果把计数管开成四个窗口，且沿计数管轴线加上个旋转把手，在两个相垂直的窗口上分别装上超轻膜与重元素膜，这样两个计数管就可合成一个计数管，在使用过程中，只要在谱仪外通过手动旋转90。就可达到分别测量超轻元素和重元素X射线的目的。

　　三、实验:计数管性能参数主要有两个，一是计数管的坪特性曲线，另一个是它的能量分辨率，这两个性能指标与计数管内部的电场分布直接有关。原来是两个窗口，现在是四个窗口，是否会破坏电场分布，吏指标，性能下降。我们在同等条件下对两种计数管进行了实验比较，结果表于图2，3，4，5，上。

　　四、结论:从以上实验结果看，四窗口计数管并没有由于多开了两个窗口而降低性能指标，两窗口与四窗口的能量分辨率均为26%，且坪宽均超过一般要求的0.3W以上。因此用四窗口计数管代替两窗口计数管，便于超轻元素与重元素探测时的转换，应是可行的。

　　作者：卢宁(南京市.江南光学仪器厂)