GM 계수관

여기된 원자로부터 발출되는 자외선등에 의한 전자사태^[각주:1]도 허용.
기체 증폭도를 최대로 허용
방사선의 종류,에너지 상관없이 동일한 크기의 펄스 출력.
높은 펄스파고로 계측회로가 단순해도 잘 동작.
가격저렴하고 안정성 높음.
단순 계수만 가능. (선량이나 선량률 측정 못함.)


충전기체
Q가스 : He (99.5%) + 이소부탄(0.2%)
Ar+에탄올
Ar+에틸포메이트

소멸기체
양이온에 의한 후속방전(연속방전 혹은 2차방전)을 방지하기 위해 첨가.
음극으로 끌려가는 양이온과 충돌하여 양이온을 중화.
2차적으로 전자 발생시키지 않는 소멸 기능가짐.
Br2(plateau 경사율이 큰편),메탄,다분자알콜

<종류>
할로겐기체 : 수명제한이 없고, 사용전압이 200~300V로 낮으며, 프래토우 경사가 높은편 (5~10%)임.
유기기체 : 수명제한이 108~109 cnt정도이며, 사용전압이 1000V로 높다. 단 프래토우 경사는 2~3%이다.

내부소멸법
GM계수관 내에 소멸기체를 넣어 연속방전을 방지하는 방법

외부소멸법
외부에 저항을 연결하여 후속방전을 방지하는 방법.
양극전압 회복에 필요한 시간이 수 ms로 길어, 고선량률의
방사선 검출에는 부적합함.

질식현상

양이온은 전자보다 크고, 속도가 느려서
방사선이 입사하여 전리되어 발생된 순간 양극주변에 공간전하를 형성하게되는데,
이 공간전하는 순간적으로 전기장의 강도를 약하시키며
이 순간에는 방사선이 입사해도 방전이 일어나지 못한다.
이같이 하나의 방사선을 처리하고 나서 일정 시간 검출능력을 상실하는 현상을 질식 현상이라 함.

Dead time (불감시간)

질식 현상에서 검출능력을 상실하는 일정시간을 dead time(불감시간)이라 부른다.

resolving time (분해시간)^[각주:2]

dead time과 함께 질식시간 이후 양이온이 어느정도 양극에서 멀어지고 나서
방사선 입사시 작은 펄스가 생성되고, 차츰 출력 펄스가 증가하는데
출력펄스가 계수관의 선별레벨에 달할 때까지의 시간을 더한 것을
분해시간이라고 함.
출력펄스가 계수관의 선별레벨에 달할 때까지의 시간은 수백 ㎲정도로 매우 짧기때문에
보통 resolving time은 dead time과 같다고 놓는다.

recover time

출력 펄스가 최초의 방전펄스만큼의 크기로 회복되는 데 걸리는 시간.
약 1ms정도임.
만약 GM계수관으로 고선량률의 방사선 측정하는 경우,
불감시간 (혹은 분해시간) 내에 다른 여러 방사선이 입사하게 된다면
GM계수관의 계수율이 오히려 감소하면서 극단적으로 0이 될 수 도 있다.
이같은 현상을 saturation이라고 한다.

좋은 GM 계수관

1. 플래토우(plateau)의 영역이 300v이상으로 길것
2. 플래토우 경사가 낮을 것(5%/100v 이하)
3. 계수 개시 전압이 일정할 것.

GM 계수관을 오래 사용시 플래토우 경사가 높아짐.
1. 소멸기체의 성능 저하 및 미시적 누설.
2. 방사선과의 상호작용 과정 생성된 불순물로 인해 계수관내 전기장 변화.
3. 인가전압 상승으로 인한 감응용적의 실질적 증가

GM계수관의 plateau곡선

V1 : 계수개시전압, 동작개시전압, 문턱전압 : 계수관에 생성된 모든 펄스가 계수되어 계수가 인가전압에일정해지기 시작.
V2 : 연속방전전압

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단창형 GM계수기 : β선을 주로 측정 (β선은 직접 기체와 전리작용함),
                           참고로 γ선은 전극재료나 계수관벽과 상호작용하여 발생된 전자에 의해 검출되기 때문에,
                           β선 검출때보다 검출효율이 떨어짐.

 

 

 

1. 이동속도가 느린 양이온에 의해 전장의 세기가 감소하여 전자사태가 종료된다. [본문으로]
2. Osilloscope method, Two source method, decaying source method, [본문으로]