17，pet成像基础_气体探测器

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气体探测器由一个充满一定体积气体的腔室组成，通常气体压力为一个大气压或更低，以增强辐射穿过介质时的相互作用。穿过介质的辐射导致气体分子电离，然后通过在两个电极之间施加电压来收集电子-离子对。产生的电子-离子对被收集为电流并被放大以记录所得信号。电子-离子对的收集数量与所施加的电压、辐射能量、辐射强度以及气体类型有关。

在非常低的电压（<10 V）下，并非所有电子-离子对都能漂移到电极并被收集；一些电子-离子对重新复合形成原始分子（加速不足），该区域称为复合区域。

随着电压增加（>10 V），复合变得可以忽略不计，整个电子-离子对可以被电极有效地收集。施加的电压变化不会影响产生的电流，电流会保持不变，这称为饱和电流，并且与入射辐射（α、β、γ）的沉积电离能成正比。因此，该区域称为电离区（50-300 V）。

将施加的电压提高到更高的值可为电子-离子对（一次电离）提供更高的能量和速度（主要是电子速度提高），并使它们能够与介质碰撞形成二次电离，所产生的电子-离子对与初始电子-离子对数量成正比，该区域称为正比放大区域（线性倍增）。

超出该电压范围，随着电荷倍增迅速增加，导致倍增过程非线性，该区域成为有限正比区域（非线性倍增）。

进一步增加电压，对于所有类型的辐射，产生的电流均具有相同的行为（即随着电压增加，电流不再增大，形成一个平缓的平台），该区域被称为盖革-米勒区域。

在非常高的电压下，进入连续放电区域，此时腔室内的气体发生自发电离，在如此高的电压下使用探测器可能会损坏它。

下图1显示了气体探测器的各种工作区域：

图1：两种不同能量的入射光子导致的气体探测器工作区域类型

由于带电粒子/光子与气体分子的相互作用方式不同，不同类型的辐射导致数量不同的电子-离子对产生。我们可以使用电离室、正比计数器或盖革-穆勒计数器等不同的气体探测器来检测α、β、γ辐射。