盖革-米勒计数器(Geiger-Müller counter),简称盖革计数器(Geiger counter),一种专门探测
电离辐射(
α粒子、
β粒子、
γ射线和
X射线)强度的记数仪器。由充气的管或小室作探头,当向探头施加的电压达到一定范围时,射线在管内每电离产生一对离子,就能放大产生一个相同大小的
电脉冲并被相连的电子装置所记录,由此测量得单位时间内的射线数。
气体电离探测器。是H.
盖革和P.米勒在1928年发明的。与
正比计数器类似,但所加的电压更高。
带电粒子射入气体,在离子增殖过程中,
受激原子退激,发射紫外光子,这些光子射到阴极上产生
光电子,光电子向阳极漂移,又引起离子增殖,于是在管中形成自激放电。为了使之能够计数,
计数器中充有
有机气体或
卤素蒸气,能吸收光子,起到猝熄作用。盖革-米勒计数器优点是灵敏度高,
脉冲幅度大,缺点是不能快速计数。
盖革计数器是根据射线对气体的电离性质设计成的。其探测器(称“盖革管”)的通常结构是在一根两端用绝缘物质密闭的金属管内充入稀薄气体(通常是掺加了
卤素的
稀有气体,如氦、氖、氩等),在沿管的轴线上安装有一根
金属丝电极,并在金属管壁和金属丝电极之间加上略低于管内气体
击穿电压的电压。这样在通常状态下,管内气体不放电;而当有高速粒子射入管内时,粒子的能量使管内
气体电离导电,在
丝极与管壁之间产生迅速的
气体放电现象,从而输出一个
脉冲电流信号。通过适当地选择加在丝极与管壁之间的电压,就可以对被探测粒子的最低能量,从而对其种类加以甄选。
盖革计数器也可以用于探测
γ射线,但由于盖革管中的气体密度通常较小,高能γ射线往往在未被探测到时就已经射出了盖革管,因此其对高能γ射线的
探测灵敏度较低。在这种情况下,
碘化钠闪烁计数器则有更好的表现。
1908年,德国物理学家盖革(Hans Wilhelm Geiger,1882-1945)按照卢瑟福(E. Ernest Rutherford,1871~1937)的要求,设计制成了一台
α粒子计数器。卢瑟福和盖革利用这一计数器对α粒子进行了探测。
1909年盖革和
马斯登(Ernest Marsden,1889-1970)在实验中发现α粒子碰在
金箔上偶尔会发生极大角度的偏折。卢瑟福对这个实验的各种参数作了详细分析,于1911年提出了原子的有核模型。
从1920年起,盖革和德国物理学家米勒(E. Walther Muller,1905-1979)对计数器作了许多改进,灵敏度得到很大提高,被称为盖革-米勒计数器,应用十分广泛。
1937年盖革和物理学家
利奥·西拉德(Leo Szilard,1898-1964)用九个盖革-米勒计数器排成一个环形,测定了
宇宙射线的
角分布。
1947年,美国人Sidney H. Liebson在其博士学位研究中又对盖革计数器做了进一步的改进,使得盖革管使用较低的
工作电压,并且显著延长了其使用寿命。这种改进也被称为“
卤素计数器”。
1964年,在美国和德国都有了成熟技术,并且有专业的生产厂家开始量产。盖革计数器因为其造价低廉、使用方便、探测范围广泛,被普遍地使用于
核物理学、医学、
粒子物理学及工业领域。