2. Счётчик Гейгера

В \(1908\) году немецкий физик Ганс Гейгер изобрёл счётчик радиоактивных частиц, названный его именем. В \(1928\) году Вальтер Мюллер, работая под руководством Гейгера, усовершенствовал и реализовал на практике несколько модификаций прибора, которые отличались друг от друга конструктивно в зависимости от вида регистрируемого излучения.

 

  

Назначение прибора
Газоразрядный счётчик Гейгера используют в основном для регистрации β-частиц, но существуют модели для регистрации и гамма-излучений.

 

Устройство прибора
Счётчик Гейгера состоит из металлического цилиндра, являющегося отрицательно заряженным электродом (катодом), и натянутой вдоль его оси тонкой проволоки — положительно заряженного электрода (анода). Катод и анод через сопротивление \(R\) присоединены к источнику высокого напряжения (\(200\)–\(1000\) В). Благодаря этому в пространстве между ними возникает сильное электрическое поле. Оба электрода помещены в стеклянную трубку, заполненную разреженным газом (обычно аргоном).

 

                                                                                

Принцип работы
Пока газ не ионизирован, ток в цепи источника напряжения отсутствует. Как только частица радиоактивного изотопа проникает через стенки прибора, сталкиваясь с атомами газа, выбивает из них электроны и создаёт положительные ионы. Под действием электрического поля электроны и положительные ионы двигаются по направлению к аноду и катоду соответственно, приобретая при этом довольно большую энергию, и ионизируют другие атомы. Образуется новое поколение электронов и ионов, способных участвовать в ионизации газа. В трубке образуется так называемая электронно-ионная лавина, в результате чего происходит кратковременное возрастание силы тока в цепи и напряжения на сопротивлении \(R\). Этот импульс напряжения, который свидетельствует о попадании частицы в прибор, регистрируется специальным устройством.

 

Чтобы счётчик снова мог регистрировать частицу, лавинный разряд нужно погасить. Это происходит автоматически. Поскольку сопротивление \(R\) очень велико (порядка ${10}^9$ Ом), то в момент протекания тока в цепи на нём происходит основное падение напряжения, а напряжение между анодом и катодом резко уменьшается, разряд прекращается, так как это напряжение становится недостаточным для образования новых электронно-ионных пар. Прибор готов к регистрации следующей частицы.

 

Преимущества
Сравнительно лёгкий способ определить наличие (отсутствие) радиации.