Газорозрядні лічильники Гейгера-Мюллєра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

на тему: Газорозрядні лічильники Гейгера-Мюллєра

Підготувала:

Колеснік Ксенія

Розрізняють лічильники пропорційні і лічильники Гейгера-Мюллера. У перших, як показує сама назва, виникає імпульс струму, пропорційний первинної іонізації. У цьому випадку обидві криві, отримані для первинної іонізації, в області пропорційного рахунку йдуть паралельно один одному. Тому за величиною імпульсу, що виник у пропорційному лічильнику, можна судити про вид частки або її енергії Коефіцієнт газового посилення пропорційного лічильника невеликий (досягає кількох тисчяч).

При першому зіткненні кількість первинних негативних іонів подвоюється, при другому - учетверяется, і т.д. У результаті ціла лавина негативних іонів приходить на позитивний електрод лічильника, створюючи круто наростаючий імпульс струму. Подальший розвиток струму в імпульсі буде визначатися рухом позитивних іонів і параметрами розрядної ланцюга.

При подальшому збільшенні напруги в інтервалі Uо.п.-Uг пропорційність між величиною імпульсу та первинної іонізацією порушується. Коефіцієнти газового підсилення для кривих a і b різні для одного і того ж напруги, і тому в області обмеженою пропорційності ці криві не йдуть паралельно. Нарешті, в області Гейгера при ще більш високих напругах на електродах, що перевищують Uг, механізм роботи лічильників значно ускладнюється. Тут величина імпульсу абсолютно не залежить від первинної іонізації. Імпульси однакової величини виникають від b-частинок і g-кванта, що створює іноді всього одну пару іонів в робочому обсязі лічильника, і від a-частинки, що створює десятки тисяч пар іонів

Безперервний розряд

До області Гейгера примикає область безперервного розряду, для виникнення якого спеціальний іонізатор не потрібен. Досить приєднати відповідну високу напругу, що перевищує Uнепр, до електродів, як газ між ними "запалюється" і починає непереривно пропускати струм. Це явище добре знайоме за світлом неонових та інших газосвітних трубок, широко застосовуються для реклами. Слід зазначити, що як безперервний розряд, так і розряд в області Гейгера відносяться до самостійного розряду, який на відміну від несамостійного не вимагає для своєї підтримки безперервного впливу зовнішніх іонізаторів.

Безперервний розряд відбувається внаслідок двох нових процесів, що супроводжують ударну іонізацію при дуже високих напругах:

1. Молекули, порушені зіткненнями, звільняються від надлишкової енергії, випускаючи фотони ультрафіолетового випромінювання, і переходять в нормальний стан. Ці фотони поглинаються практично по всій поверхні катода і завдяки фотоефекту виривають з нього електрони. Останні, у свою чергу, створюють за рахунок ударної іонізації нові лавини іонів вже в усьому междуелектордном просторі лічильника.

2. Позитивні іони при таких високих напругах набувають настільки велику кінетичну енергію, що вибивають з катода вільні електрони.

Ці процеси відбуваються і в лічильнику Гейгера. Однак у цьому випадку різниця потенціалів на електродах не така велика, щоб "запалювання" лічильника Гейгера відбувалося самостійно. Для "запалювання" лічильника Гейгера необхідний зовнішній іонізатор, що віддає первинну іонізацію - хоча б одну пару іонів. З них розвивається перша лавина, що служить, у свою чергу, початком безперервного розряду. Останній підтримується в лічильнику Гейгера згаданими вище двома процесами: висвічування збуджених молекул газу (випусканням фотонів) і ударами важких позитивних іонів про катод.

Класифікація лічильників

Систематизувати велику кількість різноманітних типів лічильників можна за різними ознаками. За механізмом дії розрізняють лічильники з несамостійним і самостійним розрядом. До перших відносяться пропорційні лічильники, до других - лічильники Гейгера (острійние) і Гейгера-Мюллера (нітіевие). Лічильники з самостійним розрядом бувають, у свою чергу, самогаситься і несамогасящіміся.

Практично найбільш важливо систематизувати лічильники за їх призначенням і за конструктивними ознаками, причому особливості конструкції часто обумовлюються призначенням лічильника. Слід розрізняти лічильники a-, b-частинок, g-квантів, рентгенівських променів, нейтронів і лічильники спеціального призначення. Призначення лічильника пред'являє певні вимоги до вибору режиму роботи лічильника і матеріалів, з яких він виготовляється. Якщо, наприклад, потрібно визначити енергію частинки, а не тільки реєструвати її наявність, то застосовують пропорційні лічильники. Для рахунку g-квантів лічильники роблять з катодом з важких елементів, а для рахунку b-частинок, навпаки, вважають за краще виготовляти катоди з легких металів, щоб зменшити фотоефект.

Параметри лічильників

Параметри газорозрядних лічильників визначаються не тільки конструкцією, матеріалом, з якого виготовлені електроди, складом і тиском наповнюють лічильник газів, але і технологією виготовлення: для отримання стабільних результатів потрібна висока чистота і культура виробництва.

Основними характеристиками лічильника є: максимальна швидкість рахунку або роздільна здатність, ефективність, рахункова характеристика.

Роздільна здатність. Мертвий час

Максимальна швидкість рахунку, тобто найбільше число імпульсів, які можуть виникнути в лічильнику за 1 сек, очевидно, залежить від тривалості так званого "мертвого часу", протягом якого лічильник не здатний відповісти імпульсом на влетіла в нього частинку.

Позначаючи роздільну здатність лічильника через Nмакс [імпсек], можемо її зв'язок з мертвим часом виразити формулою:

Nмакс = 1/tм

Для визначення повного числа частинок, які потрапили в лічильник, потрібно внести поправки на прорахунок, тобто на ті незареєстровані частинки, які потрапили всередину лічильника протягом мертвого часу:

N = Nізм/1-Nізмtм

Ефективність лічильника

Еффектівенсть лічильника характеризує здатність лічильника реагувати на те чи інше випромінювання. Чисельно вона дорівнює відношенню числа частинок, що викликали імпульси, до загального числа частинок, які потрапили в лічильник за одиницю часу. Зазвичай ефективність позначають у відсотках. лічильник гейгер розряд газорозрядний

Размещено на Allbest.ru