0. Нет титульного листа Литературный обзор проведен на основании материала, взятого из :
3. В.К. Ляпидевский, Методы детектирования излучений: Учеб. Пособие для вузов. – М . 1987 г.
Cчётчик Гейгера – Мюллера 1. Только этот счетчик?(МС-6) - газонаполненный счётчик заряженных элементарных частиц, электрический сигнал с которого усилен за счёт вторичной ионизации газового объёма счётчика и не зависит от энергии, оставленной частицей в этом объёме. Изобретён2. Именно МС-6?( в 1908 г. Х. Гейгером и Э. Резерфордом, позднее усовершенствован Гейгером и В. Мюллером.
Конструктивно счётчик Гейгера устроен также как пропорциональный счётчик, т.е. представляет собой цилиндрический конденсатор, заполненный инертным газом. К внутреннему электроду (тонкой металлической нити) приложен положительный потенциал, к внешнему – отрицательный. Функционально счётчик Гейгера также в основном повторяет пропорциональный счётчик, но отличается от последнего тем, что за счёт более высокой разности потенциалов на электродах работает в таком режиме, когда достаточно появления в объёме детектора одного электрона, чтобы развился мощный лавинообразный процесс, обусловленный вторичной ионизацией (газовое усиление), который способен ионизовать всю область вблизи нити-анода. При этом импульс тока достигает предельного значения (насыщается) и не зависит от первичной ионизации. По существу, при попадании в счетчик Гейгера частицы в нём вспыхивает (зажигается) самостоятельный газовый разряд. При этом коэффициент газового усиления может достигать 1010, а величина импульса десятков вольт.
В счетчике рабочий объём — газоразрядный промежуток с сильно неоднородным электрическим полем. Чаще всего применяют счётчики с коаксиально расположенными цилиндрическими электродами: внешний цилиндр — катод, тонкая нить, натянутая вдоль его оси, — анод. Электроды заключены в герметически замкнутый резервуар, наполненный каким-либо газом до давления 13—26 кН/м2 (100—200 3. Единицы измерений должны быть написаны по-русски мм pm. ст.). К электродам счётчика прикладывается напряжение в несколько сот в. На нить подаётся напряжение положительного знака через сопротивление R. Если в рабочем объёме счётчика нет свободных электронов, электрический разряд в нём не возникает. При попадании в счётчик ионизирующей частицы в газе образуются свободные электроны, которые движутся к положительно заряженной нити. Вблизи нити напряжённость электрического поля велика и электроны ускоряются настолько, что начинают, в свою очередь, ионизовать газ. В результате по мере приближения к нити число электронов лавинообразно нарастает. Возникает вспышка коронного разряда и через счётчик течёт ток. При достаточно большом R (108-1010Ом) на нити скапливается отрицательный заряд и разность потенциалов между нитью и катодом быстро падает, в результате чего разряд обрывается. После этого чувствительность счётчика восстанавливается через 10-1-10-3 сек. Такое большое время нечувствительности неудобно для многих применений. Ввиду этого несамогасящиеся счётчики, в которых гашение разрядов обеспечивается сопротивлением R, были вытеснены самогасящимися счётчиками (предложены Тростом), которые к тому же более стабильны. В них благодаря специальному газовому наполнению (инертный газ с примесью сложных молекул, например паров спирта, и небольшой примесью галогенов — хлора, брома, иода) разряд сам собой обрывается даже при малых сопротивлениях R. Время нечувствительности самогасящегося счётчика ~10-4сек.
В данном исследовании использается самогасящийся счетчик, в котором вторичные эффекты подавляются благодаря специальным добавкам к основному газу.Данная смесь состоит из основного (аргон, -90%) и примесного (гасящего) газа ( - 10%), представляющее сложное органическое соединение( пары спирта, эфира и т.п.)
Основная характеристика счетчика – зависимость числа регистрируемых частиц в единицу времени от напряжения между электродами(счетная характеристика). При увеличении разности потенциалов между катодом и нитью счетчика число регистрируемых импульсов быстро растет и достигает примерно постоянного значения( плато счетчика).В 4. коце плато число импульсов быстро растет, так как при этом существенно растет вероятность 5втроричных процессов, приводящих к появлению ложных импульсов.
Самогасящиеся счетчики широко применяются для регистрации различного рода частиц. При этом эффективность регистрации сильно зависит от природы излучения.Например любая заряженная частица, попавшая в рабочий объем счетчика и создавшая в нем хотя бы одну пару ионов, будет зарегистрирована с вероятностью, близкой к единице. Эта вероятность вычисляется по формуле :
n = 1 – exp( -vLp / P0 ) (1)
6. Упорядочить по строкам – описание каждого
параметра на отдельной строке, указать единицы измерений, где v – первичная удельная ионизация, производимая частицей на пути в
один сантиметрпри нормальном давлении P0; L – путь частицы 7.всчетчике; p – давление газа в рабочем объеме счетчика.
Вспышка газового разряда в счетчике
заканчивается возникновением вблизи нити-анода положительного объемного заряда.
Регистрация следующей частицы возможно только после того как положительные ионы
отойдут от анода на некоторое критическое расстояние, при котором напряженность
электрического поля в области ударной ионизации 8 востановится
до значения, соответствующего потенциалу зажигания газа, наполняющего счетчик.
Время, в течение которого счетчик не регистрирует частицы, попадающие в него,
называется мертвым временем. Время в
течении которого положительные ионы проходят путь от
анода, где они образовались, до катода, называется временем восстановления, а минимальный промежуток времени между
двумя следующими друг за другом частицами, когда они регистрируются счетчиком
раздельно, 9. назвается временем разрешения.
Преимуществом счётчика Гейгера - Мюллера является то, что он обладает практически стопроцентной вероятностью регистрации заряженной частицы, так как для возникновения разряда достаточно одной электрон-ионной пары. Однако длительность сигнала со счётчика Гейгера сравнительно велика (10-4с). Именно такое время требуется, чтобы медленные положительные ионы, заполнившие пространство вблизи нити-анода после пролёта частицы и прохождения электронной лавины, ушли к катоду и восстановилась чувствительность детектора.