利用气体连续放电这一特性,常用于高能核物理的粒子探测,在宇宙射线探测中也被使用。
当探测器工作在气体连续放电区,入射带电粒子电离工作气体的原子,产生电子和正离子,在强电场作用下,产生漂移和次级电离,称为雪崩。电子数目按指数函数增加,电子云与正离子云之间形成偶极场。偶极场与外加电场方向相反,导致总电场强度降低,当总电场强度为零时,电子与正离子的复合概率大大增加,复合后放出光子,由光电离产生电子,并产生新的一串雪崩,再次复合后放出光子,这种光称为流光,与该过程对应的气体电离探测器称为流光室。流光阶段继续发展,在阳极和阴极之间形成等离子体通道,发生火花放电,与该过程对应的气体电离探测器称为火花室。火花放电继续发展,导致沿整个管子都发生火花放电,形成闪光。这就是雪崩—流光—火花—闪光的形成发展过程。
根据产生光的特性,探测器分为流光室、火花室、闪光室等。另外电晕计数管、自猝灭流光探测器等也是工作在气体连续放电区的探测器。①流光室是工作在气体放电的雪崩形成或者流光形成阶段的气体探测器,可用于入射粒子计数和径迹测量。②火花室是工作在气体放电的火花形成阶段的气体探测器,根据电极形状可分为多丝火花室和多板火花室。③闪光室是工作在气体火花放电阶段的气体探测器。④电晕计数管是一种维持电晕放电的气体探测器,工作在连续放电区,当电压达到起晕电压时,即使没有辐射粒子进入时,也会导致电晕放电,并产生电晕噪声电流。当带电粒子进入,则会产生雪崩,电流脉冲幅度与粒子所产生的初总电离成正比,其电流脉冲幅度远大于电晕噪声,可以进行粒子计数。⑤自猝灭流光探测器是一种基于自猝灭流光放电原理的气体探测器,工作在连续放电区,内部充有可吸收光子的猝灭气体,可以限制离子复合产生光子的自由程,雪崩区域不会蔓延扩展,实现流光自猝灭。