8.1.1.1 Газоразрядные счетчики
Разновидностью ионизационной камеры являются газоразрядный счетчик. Принципиальное отличие газоразрядного счетчика от ионизационной камеры состоит в том, что в газоразрядном счетчике используется усиление тока ионизации за счет явления ударной ионизации. Газоразрядный счётчик (рисунок 34.) - прибор для обнаружения и исследования различного рода радиоактивных и др. ионизирующих излучений: α- и β-частиц, γ- kвантов, световых и рентгеновских квантов, частиц высокой энергии в космических лучах и на ускорителях.
Для получения эффекта ударной ионизации к электродам камеры приложена разность потенциалов, благодаря которой на электрон, возникший в результате ионизации, действует сила (F), которая пропорциональна напряженности электрического поля (Е) и действуя на электрон, сообщает ему дополнительную кинетическую энергию.
F = еЕ.
В процессе под действием этой дополнительной силы, скорость электрона увеличивается, вместе с ней растет и кинетическая энергия. На пути своего движения электрон сталкивается с нейтральными атомами или молекулами и передает им полученную кинетическую энергию. При больших значениях напряженности электростатического поля получаемая электроном на длине свободного пробега кинетическая энергия может превышать потенциал ионизации молекул газа, которым заполнен счетчик.
В этом случае при столкновении электрона с нейтральной молекулой газа произойдет его ионизация, и в рабочем объеме счетчика появится еще одна пара ионов. Электроны, образованные в результате ударной ионизации, в больших электрических полях, в свою очередь, могут приобретать энергию достаточную для ионизации за счет столкновения. Таким образом возникает лавина ионизированных частиц, своего рода цепная реакция, и даже небольшие первоначальные воздействия ионизирующего излучения усиливаются в значительной степени.
8.1.2 Химические детекторы
Химические детекторы основаны на измерении выхода радиационно-химических реакций, протекающих под действием ионизирующих излучений. Количественно результат оценивается по радиационно-химическому выходу, то есть по числу характерных превращений. Если выход не зависит от скорости поглощения энергии, то такая система может быть использована для определения поглощенной дозы излучения.
Достоинство химических детекторов в том, что существует возможность выбора таких веществ, которые по воздействию на них ионизирующих излучений мало отличаются от биологических тканей. Следовательно, химические изменения, происходящие в этих веществах, под действием излучения, могут служить мерой энергии излучения, поглощенной тканью. Также химические детекторы могут быть использованы для измерений больших доз γ- излучения.
В химических детекторах преимущественно используется способность ионизирующего излучения к радиолизу воды (раздел 6.2.1.), с дальнейшим протеканием окислительно-восстановительных реакция и превращения хлорзамещенных углеводородов с получением легко регистрируемых продуктов.