Газоразрядные счетчики.

Если увеличить напряжение на ионизационной камере выше порогового, то электроны ускоряют на столько, что сталкиваясь с нейтральными молекулами они выбивают вторичные электроны создается газовое усиление первичных ионизационных процессов характерное для газоразрядных счетчиков. Коэффициент газового усиления(отношение полного числа ионов пришедших к аноду счетчика к числу первичных ионов созданных ионизирующей частицей) зависит от приложенного напряжения и может превосходить 10⁷. Различают счетчики пропорциональные и Гейгера-Мюйлера. С помощью пропорционального счетчика можно определить вид частицы или ее энергию по величине электрического импульса на его электродах. Пропорциональный счетчик работает в режиме не самостоятельного разряда, когда коэффициент газового усиления постоянен и равен нескольким тысячам. С дальнейшим повышением напряжения счетчик переходит в режим самостоятельного разряда и коэффициент газоразрядного счетчика возрастает до 10¹⁰-10¹¹. Здесь величина импульса не зависит от первичной ионизации, импульсы одинаковой величины возникают и от рентгеновского излучения, и от гамма излучения создающего иногда всего пару ионов в рабочем режиме, и альфа частицы создающие десятки тысяч ионов. В пропорциональных счетчиках газовое усиление достигается только за счет ударной ионизации первичными электронами. Самостоятельный разряд в счетчиках Гейгера-Мюйлера поддерживается двумя процессами сопровождающими ударную ионизацию это фотоэлектроны эмиссии и образованием свободных электронов при взаимодействии положительных ионов с катодом. При фотоэлектронной эмиссии часть атомов газа носителя в соударениях с ионами возбуждаются и переходя в основное состояние испускают фотоны ультрафиолетового излучения. Эти фотоны выбивают из материала катода счетчика фотоэлектроны, которые ускоряясь дают начало новому импульсу и т.д. Прилагаемые к счетчику напряжения настолько велики, что большая часть положительных ионов успевают достичь катода и выбить из него электроны способствующие развитию новой лавины ионов. Из-за относительно большой длительности процесса вторичной ионизации и дионизации газа в этих счетчиках применяют гашения разряда двух видов: внешние не самогасящиеся счетчики и внутренние самогасящиеся счетчики. В первом случае используют специальную гасящуюся радиотехническую схему понижающую напряжение приложенное к электродам счетчика до такой величины при которой продолжение самостоятельного разряда в счетчике уже невозможна. В самогасящихся счетчиках разряд прекращается в силу того, что в газ добавляют гасящиеся добавки газообразные органические и галогенные добавки с кислородом которые поглощают часть ультрафиолетовых фотонов. Длительность импульсов фотонов не превышает 10^-4-10^-5сек, а мертвое время(т.е. время в течении которого счетчик не способен ответить импульсам на вновь влетевшуюся частицу 10^-4с) недостатком счетчиков с много атомными наполнителями является ограниченный срок их работы обычно 10⁸-10⁹ импульсов, в течении которого многоатомные молекулы распадаются и счетчик выходит из строя. Широкое распространение получили галогенные счетчики, эти счетчики заполняют обычно неоном с небольшой добавкой аргона и одного из галогена хлора или брома 5%. Механизм гашения разряда в галогенных счетчиках обусловлен тем, что избыточная энергия возбужденных атомов основного газа переходит к молекулам галогенов которые при этом дислоцируют, низкое напряжение на электродах галогенных счетчиков уменьшает вероятность выбивания электронов из катода положительными ионами, таким образом устраняется и причина вызывающая развитие лавинного разряда у этих счетчиков большой срок службы относительно низкое рабочее напряжение и высокая скорость счета 10⁵импульс/мин. Основной рабочей характеристикой счетчиков является счетная характеристика выражающая зависимость числа импульсов N на выходе счетчика от приложенного напряжения U.

Счетная характеристика газоразрядного счетчика.

Ограниченный пунктиром участок получивший название плато называется рабочий участок характеристики. Отношение приращения числа импульсов к числу приращения напряжения в области плато называется наклоном счетной характеристики по длине и наклону плато судят о качестве счетчиков длина плато не менее 200В, а его наклон не более 5% на 100В. Окончание срока службы является момент, когда длина плато сокращается до 150В, а наклон возрастает до 15% на 100В. У галогенных счетчиков протяженность порядка 60-100В и довольно значительный наклон около 12,5% на 100В. Газоразрядные счетчики можно использовать для регистрации нейтронов, поглощение нейтронов стенками счетчиков незначительно и им пренебрегают, применяют 3 вида счетчиков: 1 счетчики наполненные водородом или счетчики стенки которых покрыты водорода содержащими соединениями 2 счетчики стенки которых покрыты делящимися веществами 3 счетчики в которых реакции происходят в газовом наполнители.