§7.8 Гейгер – Мюллердің газ разрядты санауышы

Сцинтилляциялық және кристалдық санауышқа қарағанда анағұрлым ертерек газ разрядты санауышы жасалған болатын. Олар автордың есімімен Гейгер санағышы деп аталады.

Гейгер санағышы–бөлшектерді автоматты түрде санайтын құралдардың ең бастыларының бірі.

7.6-суретте Гейгер немесе Гейгер Мюллер санауышының сұлбасы көрсетілген.

7.6-сурет

Санауыш іші жұқа металлмен (алюминий) түтік (1) ол катод қызметін атқарады, қапталған оның диамтері 20мм, екі ұшы (2,3) қалыңдатылған шыны түтіктен, түтіктің өзегін бойлай тартылған жіңішке металл қылдан (анод 6) тұрады. Металл қыл вакуумдық желім көмегімен изолятор арқылы (4,5) бекітілген. Түтік ішінің ауасы сорып алынып, ішіне аргон толтырылады (ішіндегі қысым 100 мм. сын. бағ.). Санауыштың жұмыс істеу принціпі бөлшектердің соқтығысуы арқылы, иондалуға негізделген. Цилиндрдің (1 және 6) ұшы кернеуі жоғары тог көзіне қосылады. Түскен кернеу жәрдемінен пайда болған иондар (электронды, альфа бөлшегі) өте жоғары жылдамдыққа үдетіледі. Нәтижесінде екінші ретте иондалып санауышта жоғары импульсті тог жүреді. Ол R – кедергіде кернеу импульсін туғызады да құрылғының үдеткішіне (Ғ) және тіркегішіне (Z) беріледі. Негізінен цилиндрге теріс потенциал, ал ішіндегі ортасынан бойлай тартылған сымға (анодқа)–оң потенциал түсіріледі. Анод пен катодтың арасындағы электр өрісі электрондар соқтығысқан кезде иондалу туғыза алатындай энергияға дейін үдетіледі, бірақ бұл кезде өздік тасқын разряд пайда болмауы керек.

Санауыш өзіне түскен келесі бөлшекті тіркей алатын болуы үшін, тасқын разрядты өшіру қажет. Бұл автоматты түрде орындалады. Тог импульсі пайда болған мезетте жүктеме R резистордағы кернеу көп төмендейтіндіктен, анод пен катод арасындағы кернеу кенет азайып, соның салдарынан разряд тогталады.

Пайда болған импульс тогы ұзақ уақытқа сақталмас үшін оны сөндіру үшін санауышқа арнайы өшіретін қоспа, мысалы этил спирті, ацeтон және басқа молекула булары ендіріледі, олар зарядталған бөлшектер әсерінен диссоциацияланады, яғни сол ортадағы соңғы разрядқа дейін алып оны өшіреді. Бұдан басқа да конструкциялар болады.

Газ разрядты санауыш техникада жылдам бөлшектерді тіркеуде үлкен рөл атқарғанымен, соңғы кездерде сцинтилляциялық санауыштардың ажырату күші төмендеу болады.

Нейтрондарды тіркеу үшін бор (В¹⁰)санауыштары қолданылады да, бор (В¹⁰) иондау камерасы пайдаланылады. Бор санауышының конструкциясы, қарапайым санауыш кострукциясынан айырмашылығы болмайды, тек санауыштың ішкі кеңістігі бор қоспасымен толтырылады (ВF₃).

Нейтрон бор ядросына соқтығысып түрленеді:

В¹⁰ + n→₃Li⁷ + ₂He⁴ (7.8.1)

Реакция нәтижесінде алынған альфа-бөлшегінің тіркеуіде алғашқы Гейгер санағышының тіркеуі сияқты түрде орындалады. Мұндай санауыштар баяу нейтрондарды ғана тіркейді. Ал жылдам нейтрондарды тіркеу үшін санауышты айнала бәсеңдеткішпен қаптайды (оған парафинді алуға болады).

Гейгер санауышы негізінен электрондар мен гамма – кванттарды (энергиясы көп фотондары) тіркеу үшін қолданылады. Бірақ иондаушы қабілеті аз болғандықтан, гамма – кванттар тікелей тіркелмейді. Оларды аңғару үшін түтіктің ішкі қабырғасынан гамма – кванттарды және электрондарды ұшырып шығара алатындай материалмен қапталады.

Санауыш оған түсетін электрондарды түгелдей дерлік тіркеп отырады, ал гамма – кванттарды алатын болсақ, онда ол оның шамамен алғанда бөлшектің жүзден бірін ғана тіркеп отырады. Ауыр бөлшектерді (мысалы альфа бөлшектерді) тіркеу қиын, өйткені бұл санауыштар бөлшектер үшін мөлдір болып есептеледі, оған айтарлықтай жұқа “көз” жасау өте қиын.

Қазіргі кезде Гейгер санағышынан басқа да принциптерде жұмыс істейтін санауыштар жасалды.