Изучение газового разряда и принципа работы газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера

Лабораторная работа № 66-1

Цель работы: изучение газового разряда и принципа работы газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера.

Задача: получение счетной характеристики счетчика Гейгера-Мюллера.

Приборы и принадлежности: пересчетный прибор ПС 02-4, счетчик Гейгера Мюллера с предварительным усилением, высоковольтный выпрямитель, радиоактивный образец.

Основные метрологические характеристики приборов

Таблица 1

Основные понятия и законы

Если в газе появится некоторое число свободных заряженных частиц, то он сможет проводить электрический ток. При этом возможны 2 ситуации: либо эти частицы создаются действием внешнего фактора (температура, УФ или рентгеновское излучение и т.д.), либо они создаются действием электрического поля (дуговой разряд, коронный разряд и т.д.). В первом случае проводимость газа называется несамостоятельной, во втором – самостоятельной.

Ионизацией называется процесс образования электрон-ионных пар из нейтральных атомов или молекул. Рекомбинация – это обратный процесс, когда из электрона и иона образуется нейтральный атом.

Счетчик Гейгера-Мюллера (рис.1) состоит из тонкостенного металлического цилиндра 1, по оси которого натянута тонкая проволока 2, изолированная от цилиндра пробками 3. Цилиндр заполняется смесью газов, к счетчику подается напряжение.

Если электрическое поле, созданное в счетчике, мало, электронная пара из-за кулоновского притяжения рекомбинирует в нейтральный атом (рис.2 обл.1). Если напряжение, поданное на счетчик, превышает некоторую минимальную величину , зависящую от энергии регистрируемой частицы, то электрическое поле счетчика разорвет образовавшуюся электронную пару, и она разлетится к противоположно заряженным электродам. При этом возникает импульс тока. [pic 1]

[pic 2][pic 3]

Рис.1                                        Рис.2

При повышении напряжения на участке 2 электроны успевают разогнаться до скоростей, достаточных для вторичной ионизации атомов, возникает ионная лавина – быстрое нарастание числа заряженных частиц, что приводит к увеличению импульса тока. Однако возникший заряд быстро гасится, поскольку электроны, достигшие нити, резко уменьшают ее потенциал, и напряженность поля в счетчике падает. Источник питания быстро восстанавливает прежний потенциал нити, и счетчик через 100-200 мкс оказывается снова готовым к регистрации частиц. Участок 2 называется областью пропорциональности.