带电粒子探测器

《电子学名词》第一版。

1993年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

简称PIXE,它应用的带电粒子可以是质子、α粒子或重离子，目前使用最多的是质子。它是用加速器（常用静电加速器产生的几兆电子伏能量的质子束轰击样品，质子使样品中各元素原子的内层电子电离，接着较外层的电子向内层跃迁,同时发射X射线。由于各种元素发射具有特定波长（或能量）的标识X射线,可利用锂漂移硅探测器及能谱分析仪来确定元素的种类。而标识谱线强度可用来确定元素含量。

在PIXE技术中，可以将原始的样品（如金属、粉末、生物组织）直接作为靶进行分析。这样的靶往往是厚靶，它制备方便，但数据处理比较复杂，灵敏度也差。另一种是将样品进行灰化、溶解等处理，然后把它置于一定的衬底膜上，作为靶进行分析。这类靶称为薄靶，可以不考虑质子在靶中的能量损失和X 射线的自吸收，获得及处理数据都比较容易，灵敏度也好。但制靶工艺比较复杂，容易受到环境的污染。

用PIXE方法作元素测定时，通常有绝对测定法和相对测定法之分。对于薄靶，绝对法的计算含量公式为 ，

式中Wj、Nj、Aj、σXj分别为第 j个元素的含量、特征峰计数、原子量、标识X射线的产生截面,Ω为探头的立体角，εj为探测器对第j个元素的X射线的探测效率，N0为阿伏伽德罗常数，n0为射到靶上的单位面积中的质子数，t为X射线从靶中穿出的透射率。这方法在实际使用时较困难，因实验条件的变化、参量的不稳定都影响测量结果。工作中往往用相对测定法，其中以内标法用得最多。它是将已知量的元素放入靶中作为标准，通过同已知内标相比较来确定待测元素含量。测量数据的处理是质子X荧光分析工作中的一个重要环节。现都采用计算机在线分析。

PIXE方法绝对灵敏度高，绝对探测极限可达10克(指束点面积为几平方毫米),相对灵敏度可达10～10，因此取样量少；这种方法的元素分辨本领好，可进行多元素同时分析，甚至可不破坏样品，适合于对珍贵稀缺的考古样品、生物样品和环境样品等的分析。由于采用计算机在线数据处理，分析速度快。一般一个样品的整个分析过程仅需几分钟。如果将质子束聚焦成直径为几微米的细束，并对样品进行逐点测量，可以得到有空间分辨的元素含量分布图，这时探测极限可改善到10～10克。但是,PIXE方法对于原子序数小于11的元素,因探测器窗吸收等原因，灵敏度很差。

PIXE方法已成为一种有力的分析手段，被广泛地应用于生命科学、环境科学、考古学、法学以及材料科学等方面。

增减

泰罗斯业务垂直探测器由高分辨率红外分光计、微波探测计、平流层探测计3种气象遥感仪器组成 ，它们的星下点分辨率分别为17、109和147千米。对这些仪器获得的数据进行地面处理可得到从地表到1000帕（10毫巴）高度的温度廓线、大气中各层次的水汽含量和大气中的臭氧总含量等气象资料。卫星还携带空间环境监测器（SEM） ，用以测量太阳高能带电粒子（质子、a粒子和电子）的通量密度、能谱和出现在卫星所在高度上的粒子总能量。卫星上的资料收集和定位系统（ARGOS）每天可收集4000个地面气象站、海洋自动浮标和无人值守地区的自动气象站所获得的温度、压力、湿度等环境资料，而且能对这些台站定位。卫星能提供实时和延时两种形式的气象资料。

以气体作为探测介质的辐射探测器。其基本工作原理是当带电粒子穿过气体时使气体分子电离，所产生离子对数目与粒子所损耗的能量有关。如在气体电离空间设置两个电极,并保持一定电位差,离子对中的电子（或负离子）和正离子就会被电场拉开而分别沿电场方向漂移。其电荷分别被两个电极所收集并给出一定的电信号。由于收集到的电荷量与两个电极间电场强度有关，从而形成不同工作方式的气体电离探测器。

气体探测器是一个圆柱形的内部充满气体的密闭容器，容器内有两个相互绝缘的电极，金属圆筒是阴极，圆筒中问的金属丝是阳极，两极之间加有直流高压。当没有射线入射到气体电离室内时，气体没有被电离，电路里没有电流。开关闭合后，在可调高电压的作用下，在阳极形成一个高电压，圆筒内形成一个电场。当射线进入电离室，气体被电离后，在电场力的作用下，正离子向阴极运动，负离子或电子向阳极运动。这些电荷的收集使得电容器C两端的电压降低，从而在电阻上得到一个可被外部电路测量到的电脉冲信号。当可调电压增大时，电场变强，足够强的电场可以使运动中的电子或离子获得足够的能量发生进一步的电离(称为次级电离)，从而增加离子对的数量。 2100433B