От ионизационной камеры до счетчика Гейгера — Мюллера

Рассмотрим устройство, представленное на рисунке 10, состоящее из металлического цилиндра, по оси которого

image

Рис. 10. Схема включения и работы ионизационного счетчика.

на изоляторах натянута проволока — нить. Такое устройство мы будем называть газоразрядным счетчиком. На рисунке показан поперечный разрез счетчика. Цилиндр соединим с отрицательным полюсом батареи и поэтому назовем его катодом; нить через сопротивление нагрузки — с положительным полюсом и будем называть ее анодом.

Если через рабочий объем счетчика пройдет ионизирующая частица, то на пути ее движения возникнут положительные ионы и электроны*), которые под действием электрического поля перейдут на электроды: электроны на нить, ионы на цилиндр. Во внешней цепи пройдет импульс тока, который образует импульс падения напряжения на нагрузочном сопротивлении. Этот импульс напряжения можно зафиксировать с помощью регистрирующего устройства.

Рассмотрим, как будет изменяться количество электричества в импульсе тока в зависимости от величины приложенного к счетчику напряжения. Вначале, при очень малых напряжениях, так же как и в ионизационной камере, количество электричества в импульсе будет соответствовать неполному числу электронов, дошедших до нити, так как часть из них вследствие слабости электрического поля по пути успеет рекомбинировать. Поэтому с ростом напряжения на счетчике растет и количество электричества в импульсе. При некотором напряжении все электроны, образовавшиеся в процессе ионизации радиоактивной частицей, будут попадать на нить, и количество электричества в импульсе не возрастает. Наступает ток насыщения. Этому соответствует горизонтальный участок кривой I на рис. 11.

Количество электричества в импульсе на этом участке определяется только ионизационной способностью первичного ионизатора. Чем больше эта способность, тем больше количества электричества в импульсе. Так, α-частице, обладающей наибольшей ионизационной способностью, соответствует верхняя кривая. Область напряжения от 0 до U1 , участок I, называют областью ионизационной камеры, так как на этом участке счетчик работает как ионизационная камера, т. е. величина собранного на электродах заряда равна суммарному заряду электронов, образованных в процессе ионизации.

Когда напряжение на счетчике превышает некоторую величину U1  , при которой напряженность (сила) электрического поля возрастает настолько, что электроны приобретают скорость, достаточную для производства ударной ионизации, количество электричества в импульсе возрастает за счет

Страница 1 of 412...Last »