Счетчик Гейгера

Geiger counter.jpg

Счетчик Гейгера или счетчик Гейгера-Мюллера - детектор радиоактивного излучения на основе ионизационной камеры. Счетчик Гейгера предназначен для регистрации отдельной быстрой заряженной частицы. Факт регистрации может отображаться отклонением стрелки, вспышкой лампочки или акустическим сигналом.

Счетчик предназначен для регистрации бета- и гамма-лучей, может быть приспособлен для регистрации альфа-частиц и нейтронов.


1. Строение

Схематическое изображение строения и принципа действия счетчика Гейгера

Основной элемент счетчика Гейгера - ионизационная камера. Она имеет вид трубки, металлические или покрытые углеродом стенки которой служат катодом, а проволока посередине - анодом. Камера заполнена инертными газами с добавками галогенов. Один из торцов трубки делают стеклянным. Из-за этого конец проникают высокоэнергетические частицы. Другой предназначен для контакта с источником питания и электронной схемой регистрации.

При включенном счетчике между катодом и анодом подается напряжение, при которой ток в счетчике отсутствует, т.е. самостоятельный разряд невозможен, однако достаточна для несамостоятельного разряда. Когда в ионизационную камеру влетает высокоэнергетическая заряженная частица, например, электрон, она ионизирует атомы инертного газа, образуя свободные электроны и ионы, которые начинают двигаться к аноду и катоду, соответственно. Разгоняясь в электрическом поле, они в свою очередь ионизируют нейтральные атомы благодаря ударной ионизации. Образуется лавина приводит к короткого импульса тока через камеру.

Стеклянные окошко трубки позволяет регистрировать бета-и гамма-частицы. Для регистрации альфа-частиц окно делают из слюды.


2. Регистрация нейтронов

Существуют модификации счетчика Гейгера, предназначенные для регистрации нейтронов. Нейтроны - нейтральные частицы, поэтому не ионизируют газ. Однако, если стенки счетчика укрыть бором, а к рабочего газа камеры добавить определенное количество трифлюориду бора BF 3, то возможна регистрация ядерной реакции, при которой высвобождаются заряженные альфа-частицы, которые могут ионизировать газ, а значит регистрироваться.

3. История изобретения

Счетчик, первоначально только для регистрации альфа-частиц разработал в 1908 году Ганс Гейгер, работая вместе с Эрнестом Резерфордом. К 1928 года Гейгер со своим аспирантом Вальтером Мюллером усовершенствовали его таким образом, что стало возможным регистрация различных частиц.

Современный счетчик с использованием галогенов изобрел в 1947 году Сидни Г. Либсон. Предложенная им модификация позволить снизить напряжение с 1000-1500 В до 400 - 600 В, повысив при этом долговечность прибора.