多絲正比室

工作在氣體特性曲線的正比區(見氣體電離探測器)，且具有多絲結構的一種新型粒子探測器。1968年G.夏帕克等在深入研究正比計數器原理的基礎上在歐洲核子中心(CERN)製成第一個可供使用的多絲正比室。正比計數器是由一根陽極絲和一個構成陰極的管子所組成。絲置於管子中心，工作在正比區。原理是：通過加較高電壓而獲得較大電場強度，粒子在管內電離產生的電子將在二次碰撞間受電場加速獲得足夠能量，從而再電離其他氣體分子，最後收集到的電離數（輸出脈衝）將比初始電離大許多，但又正比於初始電離。早在20世紀30年代，正比計數管就已獲得廣泛應用。但由於管子外殼限制，難以製成空間定位精度高的大面積探測器。1949～1956年有不少人想試製具有多根陽極絲，公用同一陰極，裝在同一室殼內的“多絲正比計數器”。但都沒有成功。夏帕克指出多絲構造的機制是：在電場和一定氣體條件下，入射粒子在陽極絲附近由電離而引起氣體放大，產生“雪崩”式的電離增殖，在該絲上建立一個負脈衝，而相鄰之陽極絲及陰極絲平面感應出相反極性的正脈衝，至於電容耦合的同極性脈衝通常小於1/10，且可改變電容使之更小。因此，使用只對負極性脈衝靈敏的放大器，就可使每根陽極絲像一個正比計數器一樣獨立地對入射粒子計數和定位，其定位區域以二根陽極絲距離之半為界，即某絲上有脈衝輸出，就表明有一粒子入射在該絲的1/2絲距區域內。

多絲正比室有方形、長方形、圓筒形等。常見的方形室見結構示意圖，小的面積僅幾十平方毫米，大的達十幾平方米。陽極絲常用20μm、40μm直徑的鍍金鎢絲，陰極絲通常用 100μm左右的鈹銅絲、鍍金鎢絲或不鏽鋼絲。最常見的室框架為玻璃纖維板，窗為滌綸薄膜。氣體常用流通式，最有名的是體積之比為75.0％氬＋24.5％異丁烷 ＋0.5％氟里昂13B1構成的“魔異氣體”。各絲均接有放大器，並連接計算機進行精確的定位測量和在線分析。

目前多絲室已廣泛應用於粒子物理實驗，成為高能物理實驗的主要探測器之一，許多實驗已達到使用幾千甚至幾萬根陽極絲的規模。此外，它還廣泛應用於核物理、天文學及宇宙線物理中，並正在逐步應用於醫學、生物學等領域，如X 射線、正電子、質子或中子的照相診斷。

多絲正比室獲得廣泛應用的原因是：定位精度高(幾百微米)、時間分辨好 (約20納秒)、允許高計數率（每秒絲）、直流高壓下自觸發工作、連續靈敏、能同時計數和定位、易加工成各種形狀和尺寸、能在高磁場中工作、有較好的能量分辨本領，並可從一個室單元中同時讀出x、y兩維坐標。