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用于低能X射线的无窗外推电离室的设计、制作与特性研究：实验与蒙特卡罗模拟结果

DOI：10.1016/j.vacuum.2018.10.081 期刊：Vacuum 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 外推电离室是一种特殊的平行板电离室，尤其适用于低穿透性辐射测量。其灵敏体积可通过改变极板间距进行调节，理论上符合布拉格-格雷空腔理论。我们为70-100 kV管电压产生的低能X射线设计并制造了无窗外推电离室，该装置包含以下创新结构：采用整体石墨块而非涂层石墨层制作电极以降低漏电流；取消入射窗以减少束流扰动。据我们所知，此类电离室此前尚未应用于低能X射线领域。通过饱和曲线、极性效应、漏电流、响应线性和短期稳定性等指标评估了电离室性能。蒙特卡罗模拟显示，在最不利情况下实验获得的相对电离电流与模拟结果偏差约4.5%。此外还研究了电离室各组件对响应特性的影响。所有结果表明该装置适用于70-100 kV X射线的检测。
作者： Seyed Milad Vahabi，Mojtaba Shamsaie Zafarghandi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

本研究的目的是设计并制作一个无窗外推电离室，通过测试其性能来评估其在70至100 keV X射线能量范围内的使用能力。

研究成果

这款无窗外推电离室经设计验证适用于低能X射线探测，其性能指标符合国际推荐标准。采用石墨块作为电极并取消入射窗的设计有效降低了漏电流与束流扰动。蒙特卡罗模拟验证了实验结果，两者差异处于可接受范围内。该电离室的电极材料具有可替换性设计，为后续研究提供了适用基础。

研究不足

该研究聚焦于70至100千电子伏特的X射线能量范围，未对其他能量区间的电离室性能进行测试。模拟与实验结果存在最高达4.5%的差异，表明电离室设计或模拟参数存在潜在优化空间。

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