Газовые счётчики

Как работает ионизационная камера.

Если электрическое поле таково, что электрон до следующего столкновения успеет набрать энергию, равную потенциалу ионизации газа, произойдет столкновение, акт ионизации, т. е. электронная оболочка атома, выпускает электрон. Этот "вторичный" электрон вместе с "первичным" полем повторно рассеивается в следующих столкновениях, каждый из которых ионизирует атомы, создавая новые "вторичные" электроны.
Их число быстро увеличивается, подобно грозным снежным лавинам, скатывающимся по крутым склонам гор. Поэтому этот процесс называется процессом формирования электронных лавин. В этом процессе с увеличением напряжения количество электричества на импульс быстро увеличивается (фаза II на рис. 4).
При движении к нити электрона, образованный внешним ионизатором, создает на пути большое количество новых ионов и электронов. Очевидно, что количество электричества на импульс в области напряжения // будет во много раз больше количества электричества на импульс в области, во сколько раз "умножится" первичный электрон. Электрический ток в счетчике как бы умножается, усиливается, так и для фотоэлектронного умножителя.
Усиление достигает десятков тысяч раз. Число, которое увеличивает количество, протекающее через счетчик электроэнергии по сравнению с графиком напряжения /, называется коэффициентом усиления газа. Значение коэффициента усиления газа может варьироваться между единицами, в случае, когда счетчик работает в режиме ионизации камеры (часть кривой), и приблизительно до нескольких тысяч в конце сегмента //. На этой части значение коэффициента газового усиления не зависит от числа первичных электронов. Независимо от того, является ли начальный импульс γ - кванта, α - частицы или β - частиц, он увеличивается в постоянном количестве раз.
Таким образом, здесь, как и в камере, величина импульса пропорциональна ионизирующему излучению, причем эта область называется областью пропорционального усиления. Счетчик, работающий в этом регионе, называется пропорциональным счетчиком. Пропорциональные счетчики характеризуются не только тем, что значение коэффициента усиления газа в них не зависит от исходного числа пар, создаваемых внешним ионизатором, а также тем, что разряд в них прекращается сразу после прекращения внешней ионизации. Этот тип разряда называется не самостоятельным разряд. По мере увеличения напряжения коэффициент усиления газа увеличивается.
При дальнейшем увеличении напряжения U2 выше коэффициент усиления начинает зависеть от величины начальной ионизации. Для импульсов, возникающих при прохождении ионизирующих частиц с большой емкостью, коэффициент усиления, меньший, чем у импульсов от частиц с низкой ионизирующей способностью, является причиной, по которой область напряжений от U2 до U3 называется областью ограниченной пропорциональности.
Если вы продолжите увеличивать напряжение на счетчике, количество электричества на импульс не зависит от величины начальной ионизации. В этом случае измеритель переходит в режим саморазряда, то есть разряда, который, если не принимать специальных мер, в результате разряда не прекращается после удаления внешнего ионизатора, т.е. сама категория поддерживает. Область напряжения от U3 до U4 называется областью Гейгера, счетчиком, работающим в этом режиме, счетчиками Гейгера-Мюллера или газоразрядными.
Из этих счетчиков значение импульсного напряжения на сопротивлении нагрузки не зависит от начальной ионизации. Следовательно, такие счетчики не могут служить непосредственно для измерения ионизирующего действия излучения. Но эти счетчики обладают огромной чувствительностью: их достаточно в измерителе, чтобы принять хотя бы один электрон, поскольку при рождении электронная лавина и во внешней цепи будет пропускать импульс тока.
Если напряжение на счетчике поднимать выше точки U4, счетчик попадает в поле непрерывного разряда и становится непригодным для регистрации ионизирующих частиц.
Таким образом, в зависимости от приложенного напряжения, счетчик может работать как ионизационная камера, пропорциональный счетчик и газоразрядный Гейгера - Мюллера. Однако на практике они представляют собой три типа различных устройств с различными конструкциями и в зависимости от назначения применяют тот или иной прибор.

4.