气体探测器以气体为工作介质，由入射粒子在其中产生的电离效应或核反应得到输出信号。气体探测器的典型圆柱形结构如下图所示：

图1气体探测器的典型圆柱形结构

随着电极间所加电压的不同，就造成气体探测器的不同工作状态：

图2气体探测器的工作电压

1复合区:当外加工作电压过低时，电子离子对由于互相碰撞而发生复合，复合的程度与外加电压和离子对数的密度有关，一般不作为气体探测器的工作区域。

2饱和区:当外加工作电压过高时，电子与正离子的复合可以忽略，在这个区，改变外加电压，收集的离子对数几乎不变，故称这个区为饱和区。这时产生的离子对数正比于入射粒子在灵敏体积损失的能量，工作于这种状态的探测器就是电离室，分为脉冲电离室和电流电离室。前者可记录单个辐射粒子的电离辐射，主要用于重带电粒子的能量和注量或注量率的测量，后者则用来记录大量辐射产生的平均效应，用于测量X射线,γ光子束，β射线和中子束的注量、注量率和剂量。

3正比区:随着工作电压的升高，在中央阳极附近很小的区域内电场强度足够强，以至电子在外电场的加速作用下能发生新的碰撞电离，最后收集到的离子对数N比原始电离产生的离子对数N0大很多,这种现象称为“气体放大”，称之为气体放大或雪崩过程。N与NO之比叫做气体放大倍数，常数M表示，即M=N/NO。由于此时阳极附近的场强不是太强，雪崩过程仅生在沿阳极很小的域内，在一定的工作电压下气体放大倍数是一定的。此时形成的总离子对数仍正比于入射粒子的能量。正比计数器就工作于这一区域（常用于测量低能β射线，对电源稳定性要求较高）。

4有限正比区:工作电压进一步提高就进入有限正比区，在探测器的灵敏体积内，积累了相当的正离子组成的“空间电荷”。在一定工作电压下A不再保持常数，初始电离小的入射粒子的A可能会大一点，称之为有限正比区。一般没有探测器工作于这一区域。

5G-M计数区:随着工作电压的进一步提高，雪崩过程很快传播到整个阳极，而且雪崩过程形成的正离子紧紧地包围了阳极丝，称为正离子鞘。由于正离子鞘的电荷极性与阳极电荷相同而起到电场减弱作用，当正离子鞘的总电荷量达到一定时，使雪崩过程终止，因此最后的总离子数与初始电离无关。这时入射粒子仅仅起到一个触发作用，输出脉冲信号的大小与入射粒子的类型和能量均无关，这就是GM区，仅作一个计数器用。气体放大倍数M随外加电压增加而增大，在一定外加电压下，任何能量、任何种类射线最后倍增的离子对数都是相同的。因此不能用于鉴别射线种类和测量能量大小。

6连续放电区：继续增加外加电压，由于探测器内电场强度极高而使所充气体击穿，这时不管有无核辐射进入探测器，其放电连续发生，故此区域称为连续放电区。此区域不能用于测量。

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