位置灵敏探测器

位置灵敏探测器是一种能够提供入射辐射位置信息的核辐射探测器。这种探测器在核物理和粒子物理实验中有广泛应用，用于测量单射粒子或核反应产物的空间位置或角度。随着新技术的发展，位置灵敏探测器的应用已逐渐扩展至固体物理、生物、医学等领域。

历史背景

早期的实验通常使用云室、核乳胶或由多个计数管组成的探测器系统，通过符合的方法来确定射线或粒子的入射方位。然而，这些方法的数据采集工具效率和精度相对较低。

核乳胶

核乳胶片曾被广泛用作磁谱仪焦面的位置灵敏探测器。尽管核乳胶片具有良好的位置分辨率（微米级别），并能长时间保存实验记录，但它无法进行符合实验，且难以实现数据获取和处理的自动化。

半导体位置灵敏探测器

半导体位置灵敏探测器能够同时测定粒子的位置和能量。

火花室

火花室利用电离径迹上的火花放电现象来探测单射粒子的方向。最初，位置信息存储在感光底片上，后来改为通过火花放电的声音传播时间和火花室的电信号来进行定位，其位置分辨能力约为1毫米。但由于每次火花放电后需要较长时间（约1毫秒）来清理电离碎片，因此其计数率容量较低，大约每秒10个事件。

多丝正比室

多丝正比室利用射线在阳极丝上产生的电离电子的雪崩信号来实现定位。其位置分辨能力取决于丝之间的距离，可以达到小于1毫米的水平，而计数率则比火花室高出三个数量级。除了在核物理和粒子物理实验中成为重要工具外，多丝正比室也在其他学科领域得到应用。例如，如果室内填充的是BF3或He气体，则可以作为一个中子位置灵敏探测器，适用于中子衍射研究。

漂移室

漂移室通过测量电离电子从产生地点移动到检测位置的漂移时间来实现定位。漂移室的位置分辨能力可达数十微米级别。其读取方式相对于多丝正比室更为简单。

电阻丝正比室

电阻丝正比室在结构和放电机理上类似于普通正比计数器，但中心阳极为电阻丝。在其任意一端观测到的雪崩脉冲的幅度和上升时间都与射线进入的位置相关。因此，可以通过两种方法进行定位：电荷除法——通过电脉冲幅度与位置的关系来确定射线位置；上升时间法——通过探测器两端信号的上升时间差来定位。其位置分辨能力约为1毫米。

螺旋线阴极正比室

螺旋线阴极正比室的阴极为螺旋线，相当于连续的延迟线。雪崩信号传播到阴极两端的延迟时间差与射线的位置相关。其位置分辨能力约为0.5毫米。

位置灵敏气体闪烁正比计数器

位置灵敏气体闪烁正比计数器通过测量原始电离引发的第一次闪光和电离电子漂移到光导区的第二次闪光之间的时间间隔来确定射线的位置。该装置具有良好的能量分辨能力、较高的计数率、较大的探测器面积，并且能够探测能量低至25eV的射线。

参考资料

位置灵敏探测器.光电查.2024-11-05

位置灵敏探测器.《中国大百科全书》第三版网络版.2024-11-05

位置灵敏,position sensitivity.X技术.2024-11-05