1.4 Робоча лічильна характеристика лічильника Гейгера –Мюллера.

Робоча лічильна характеристика являє собою залежність швидкості лічби n_л від прикладеної до лічильника напруги U_л. На рис. 3 схематично показано робочу лічильну характеристику самогаснучого лічильника Гейгера–Мюллера.

Рис. 3.

Робоча (лічильна ) характеристика. Протяжність робочої характеристики U2-U1(звичайно називають плато. Нахил робочої характеристики da=(a(U2)-a(U1))/a(U1)

Робоча напруга, протяжність та нахил прямолінійної частини кривої робочої характеристики (яку називають плато) залежать від природи газу, що наповнює лічильник, його тиску, конструкції. Робоча напруга вибирається в першій третині плато і складає для галогенних лічильників як правило 400-500 В, а для „спиртових” лічильників 1000 В і вище. Допустимий нахил плато – декілька процентів на 100 В, а його протяжність – декілька сот вольт.

5. Ефективність реєстрації випромінювань лічильником.

Ефективність реєстрації  – це відношення числа зареєстрованих лічильником заряджених частинок або квантів n_л ( тобто кількості зареєстрованих імпульсів), до повного числа частинок або квантів N, що попали у робочий об’єм лічильника.

. (3)

Для реєстрації зарядженої частинки чи гамма –кванта необхідно, щоб у робочому об’єму лічильника утворилась хоча б одна пара іон електрон. Отже ефективність реєстрації β– частинок та інших заряджених близька до одиниці (99,9%), при умові, що товщина стінки катода лічильника не перевищує 0,1 мм. Сучасні лічильники для реєстрації бета–частинок виготовляють з тонкостінними сталевими катодами. Ефективність реєстрації γ–квантів мала і не перевищує 1 %. Це пов’язано з тим що вони реєструються завдяки вторинним електронам, які утворюються в стінках лічильника (катоді) за рахунок фото – поглинання та ефекту Комтона. Катоди лічильників для реєстрації γ–квантів виготовляють з міді, вольфраму чи іншого металу з Z>40, товщиною 0,5–1 мм. Якщо тонкостінні лічильники для реєстрації β– частинок обгорнути фольгою з міді то їх теж можна використати для ефективної реєстрації γ–квантів.

Для експериментального визначення ефективності реєстрації необхідно мати взірцеве джерело, для якого у паспорті вказано: його активність A; з якого ізотопу воно виготовлено; енергію E та тип випромінювання; вихід на один розпад випромінювання певного типу G. Крім цього треба врахувати геометричні умови проведення вимірів, а саме тілесний кут , під яким джерело “бачить” детектор, та врахувати поправки на фон.

Між активністю джерела А та швидкістю лічби імпульсів лічильником а є такий зв’язок

(4)

де ε – ефективність реєстрації, Ω – тілесний кут(у стерадіанах), А– активність джерела, G–число β– частинок чи γ – квантiв на один розпад ядра. З формули (4) можна легко одержати вираз для визначення ефективності реєстрації.

Для експериментального визначення ефективностi ε необхiдно визначити число β– частинок чи γ–квантiв n_л , якi зареєстрованi лічильником за певний промiжок часу. Також необхiдно розрахувати число β– частинок чи γ–квантiв n(Ω), що попали у чутливий об’єм лічильника вiд джерела вiдомої активностi А.

При вимiрюваннях з джерелами β– частинок використовують торцеві або циліндричні лічильники, а для реєстрації γ – квантiв, тільки товстостінні циліндричні лічильники.

У випадку використання циліндричного лічильника діаметром d та довжиною L та при розміщені джерела на відстані h від центра лічильника, тілесний кут Ω, пiд яким джерело „бачить” поверхню лічильника, можна розрахувати по формулі (5)

. (5)

Формула (5) справедлива, якщо відстань h >>L, діаметр активної плями джерела набагато менший ніж L і h На рис. 4 показана схема геометричних умов вимірів з циліндричним лічильником.

Рис. 4

Отже число β– частинок чи γ–квантiв n_л, що попали в чутливий об’єм лічильника за 1 секунду від джерела вiдомої активностi А знаходимо з формули (6) .

. (6)

У такому випадку вираз для експериментального визначення ефективності лічильника буде:

, (8)

де n_л– число відліків (імпульсів) зареєстрованих лічильником і віднесених до одиниці часу, A– активність джерела β– частинок чи γ–квантiв, G –число β – частинок чи γ –квантів на один розпад ядра (безрозмірна одиниця яка може бути рівна 1, більше або менше 1 і звичайно вказана у паспорті джерела) .