Радиационная безопасность: Практическое пособие по выполнению лабораторных работ, страница 4

3. Счетчики Гейгера-Мюллера

СГ аналогичен пропорциональному счетчику, однако не способен различать как типы частиц, так и определять их энергию. Однако, эти недостатки окупаются высокой чувствительностью к ионизирующим излучениям.

Если попадающие в газовый объем частицы, образуют хотя бы одну пару ионов, то они обязательно будут зарегистрированы. За счет чего же получается такая высокая эффективность регистрации?

Область напряжения (участок 5) такова, что в рабочем объеме СГ очень сильное электрическое поле, особенно возле анодной нити. Попадающая в объем частица, ионизирует газ и освободившиеся электроны начинают сильно ускоряться, в свою очередь сильно ионизируя следующие молекулы газа, что в конечном счете вызывает электронную лавину, переходящую в самостоятельный газовый разряд. Причем величина тока возникающего в СГ уже не зависит от начального числа ионов, т.е. от энергии регистрируемой частицы.

Как остановить самостоятельный разряд?

Гашение разряда может осуществляться двумя способами:

1. Применение больших нагрузочных сопротивлений, или специальных электронных схем, снижающих анодное напряжение на время, в течение которого все процессы, вызывающие вторичную ионизацию, прекращаются. Такие СГ называют медленными.

2. В газовое наполнение может быть введено небольшое количество многоатомных органических соединений (например, пары спирта или эфира). Такие молекулы интенсивно поглощают возникшие в процессе вторичной ионизации ультрафиолетовые фотоны и нейтрализуют положительные ионы и электроны. Возбужденные в результате этих процессов многоатомные молекулы диссоциируют, не образуя вторичных фотонов и электронов.

Такие СГ называют быстрыми самогасящимися СГ.

4. Основными характеристиками СГ являются

1. счетная характеристика, т.е. зависимость скорости счета импульсов счетчиком от величины поданного напряжения. Смотри рисунок 3.

2. мертвое время

3. эффективность регистрации (для заряженных частиц 97-99 процентов, для -квантов 1-2 процента).

Рисунок 3 Счетная характеристика СГ

Экспериментальная установка

Экспериментальная установка состоит из

1) самогасящегося СГ в свинцовом домике, куда так же помещается радиоактивный образец.

2) блока питания (внимание высокое напряжение)

3) пересчетного устройства (для подсчета импульсов, возникающих в СГ)

Порядок выполнения работы

1. Для этого, начиная с напряжения, при котором установка начинает регистрировать импульсы, с шагом, задаваемым преподавателем, снимите зависимость скорости счета  (- число зарегистрированных импульсов, - время регистрации) от напряжения . При каждом значении  проводить не менее 5 измерений за время не менее 100 сек.

Обработка результатов измерения

1. Для каждого  рассчитайте  и .

2. Постройте график . На графике обязательно отмечайте  (коридор ошибок (доверительный интервал)).

3. По графику  найдем участок, где  практически не зависит от напряжения . Этот участок называют плато СГ.

4. Определите начало и конец плато, а также его длину.

5. Найдите рабочее напряжение (обычно рекомендуется его выбирать в области 1/3-1/2 плато).

6. Определите наклон плато по формуле

                                (1)

где индексы 2 и 3 обозначают параметры начала и конца плато соответственно.

Контрольные вопросы

1. Объяснить принцип работы газонаполненного детектора.

2. Чем отличается СГ от пропорционального счетчика.

3. Чем вызвана необходимость в самогасящихся СГ.

4. Что такое счетная характеристика СГ и какие параметры СГ можно определить с ее помощью?

5. Как используется счетчик Гейгера-Мюллера в дозиметрических приборах?

Литература

1. Широков Ю.М.,Юдин Н.П. Ядерная физика. - М: Наука, 1972. - 672 с.

2. Практикум по ядерной физике. /Н. Г. Ивайлов и др. - М: Изд-во МГУ, 1988. -199 с.

3. Практикум по ядерной физике. /Под ред. В.Г.Барышевского –Мн.: Изд-во БГУ, 1983. -141 с.

4. Практикум по ядерной физике/ Под ред. В.О.Сергеева. - М:Наука, 1975. -120 с.