Как возникает разряд в счетчике с чистым газом

Как мы уже видели, энергии γ-квантов достигают очень больших величин — от сотен тысяч до миллионов электрон-вольт. При такой энергии электрон, выбитый из атома газа внутри рабочего объема счетчика или из стенок, будет обладать также очень большой энергией. Этот электрон, ионизируя газ, создает в рабочем объеме счетчика ряд электронов с тепловыми энергиями.

Предположим, что такой тепловой электрон появился в счетчике, наполненном чистым аргоном (электрон, обозначенный цифрой 1 на рисунке 15. На этом рисунке показана

image

Рис. 15. Нарастание электронных лавин и распространение разряда в счетчике с инертным газом.

часть счетчика, разрезанного вдоль оси). Этот электрон под действием электрического поля (направление поля на рисунке показано вертикальными стрелками) будет двигаться к положительно заряженной нити. На своем пути он беспрестанно будет сталкиваться с нейтральными атомами газа. При каждом упругом столкновении он почти не будет отдавать своей энергии, отлетая от атомов, как упругий шарик. При неупругих же столкновениях электрон отдает полностью или часть своей энергии атому (точнее одному из оптических электронов оболочки атома). При этом атом возбуждается (рис. 15,В). А электрон, отдав свою энергию, вновь начинает двигаться к аноду, все время набирая энергию из электрического поля.

Возбужденный же атом высвечивает квант света (на рисунке кванты показаны зигзагообразными стрелками). Пока первичный электрон находился недалеко от катода, он не успевал приобрести большую энергию на пути свободного пробега. Поэтому отдаваемая им атому энергия невелика и, следовательно, кванты света от возбужденного атома обладают небольшой энергией. По мере продвижения первичного электрона вперед, где в силу цилиндрической конфигурации электродов поле нарастает, на пути свободного пробега он приобретает большую энергию. При очередном неупругом столкновении теперь он передает атому большую энергию. В силу этого и квант света, высвеченный этим атомом, будет обладать большей энергией.

Наконец, первичный электрон войдет в такую область поля, что приобретенная им из поля энергия и переданная при очередном столкновении нейтральному атому возбудит последний до высокого энергетического уровня. При переходе с этого уровня в нормальное состояние атом может высветить квант большой энергии. Кванты света от возбужденных атомов могут распространяться в любые стороны. Если такой квант света обладает энергией, большей, чем работа выхода металла, то при попадании на катод он выбьет из него электрон (на рисунке 15 такие электроны

Страница 1 of 212