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).

 

Источник напряжения подаёт \(200\)-\(1000\) В. Поэтому между катодом и анодом возникает электрическое поле высокой напряжённости. Вся система электродов помещена в стеклянную колбу, заполненную 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.

 

Когда заряженная частица с высокой энергией сталкивается с корпусом или катодом, она выбивает электроны. Под действием ускоряющего напряжения эти электроны устремляются к аноду, ионизируя молекулы газа и выбивая вторичные электроны. Лавинообразное увеличение носителей зарядов становится условием электрического разряда между анодом и катодом. Сопротивление разряда мало. Происходит скачок напряжения. Счётчик фиксирует импульс напряжения, по которому наблюдатель судит о попадании частицы в прибор.

 

Чтобы счётчик снова мог регистрировать частицу, лавинный разряд нужно погасить. Это происходит автоматически. Сопротивление большого значения (около \(10^9\) Ом) обеспечивает падение напряжения между анодом и катодом, поэтому разряд прекращается по причине недостаточной разности потенциалов для образования электронно-ионных пар. Можно начинать новый цикл регистрации частиц.

 

Преимущества
Сравнительно лёгкий способ определить наличие (отсутствие) радиации.