Выбор типа детектора

Газоразрядный счетчик используется для измерения радиоактивных излучений малой интенсивности. Высокая чувствительность счетчика позволяет измерять интенсивность излучения в десятки тысяч раз меньше той, которую удается измерить ионизационной камерой. Принципиальное отличие газоразрядного счётчика от ионизационной камеры состоит в том, что в счётчике происходит усиление ионизационного тока за счёт ударной ионизации, которая имеет место в сильных электрических полях.

Наибольшее распространение получили две конструкции газоразрядных счётчиков: цилиндрические и торцевые. Газоразрядный счетчик представляет собой полый герметичный металлический или стеклянный цилиндр, заполненный разряженной смесью инертных газов (аргон, неон) с некоторыми добавками, улучшающими работу счетчика (пары спирта).

Внутри цилиндра, вдоль его оси, натянута тонкая металлическая нить (анод) диаметром 0,1−0,5 мм., изолированная от цилиндра. Катодом служит металлический корпус или тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного корпуса счетчика.

К металлической нити и токопроводящему слою (катоду) подают напряжение электрического тока. У торцевых счётчиков один конец нити впаян в баллон, а на другом на расстоянии 1−3 мм от поверхности укреплена бусинка из изолирующего материала, предотвращающая возникновение ложных разрядов с острия нити.

Применение цилиндрических счётчиков позволяет получить высокую напряженность электрического поля в небольшом объёме вокруг анода, достаточную для лавинообразной вторичной ионизации. Использование для наполнения благородных газов обусловлено наличием у них малого коэффициента прилипания электронов, благодаря чему перенос отрицательных зарядов в счётчике осуществляется электронами. Это способствует ускорению процесса развития газового разряда и сокращению длительности импульса. Использование воздуха нецелесообразно, так как входящий в состав воздуха кислород легко захватывает электроны, образуя малоподвижные отрицательные ионы.

Давление газа в счётчике составляет 1300−4000 Па (10−30 мм.рт.ст.). При пониженном давлении возрастает длина свободного пробега электрона между соударениями с атомами газа, что способствует приобретению им кинетической энергии, достаточной для ударной ионизации.

Рассмотрим принцип работы газоразрядного счётчика при попадании в его объём заряженной частицы. В газоразрядных счетчиках используют принцип усиления газового разряда. В отсутствие радиоактивного излучения свободных ионов в объеме счетчика нет.

Следовательно, в цепи счетчика электрического тока также нет. При воздействии радиоактивных излучений в рабочем объеме счетчика образуются заряженные частицы. Электроны, двигаясь в электрическом поле к аноду счетчика, площадь которого значительно меньше площади катода, приобретают кинетическую энергию, достаточную для дополнительной ионизации атомов газовой среды. Выбитые при этом электроны также производят ионизацию.

Таким образом, одна частица радиоактивного излучения, попавшая в объем смеси газового счетчика, вызывает образование лавины свободных электронов. На нити счетчика собирается большое количество электронов. В результате этого положительный потенциал резко уменьшается и возникает электрический импульс. Регистрируя количество импульсов тока, возникающих в единицу времени, можно судить об интенсивности радиоактивных излучений.