Устройство и принцип действия

Калининград, 2014

Учитель: Юрепина Елена Валерьевна

Счетчик Гейгера – Мюллера

Экспериментальные методы исследования частиц

Сообщение на тему

Вилория Бусловского

Средняя Общеобразовательная Школа им.

Лицей №49

Подготовила Гордеева Дарья, ученица 9 «А» класса

Для дальнейшего исследования строения атомных ядер необходимы были специальные устройства, с помощью которых можно было бы регистрировать ядра и различные частицы, а также изучать их взаимодействия.

Более совершенным прибором для регистрации частиц является так называемый счетчик Гейгера, изобретенный Гансом Вильгельмом Гейгером в 1908 году.

Счётчик Гейгера—Мюллера — газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа.

В своей основе счетчик Гейгера очень прост. Он состоит из металлического цилиндра, являющегося катодом(отрицательно заряженным электродом), и натянутой вдоль его оси тонкой проволочки – анода (положительного электрода). Оба электрода пропускают через сопротивление R и помещают в герметичную стеклянную трубку. Трубка имеет специальное «окошко» для пропуска частиц, способных ионизировать атомы газа.

В герметичный баллон с двумя электродами введена газовая смесь, состоящая в основном из неона и аргона. Это также может быть резервуар, наполненный каким-либо газом до давления 100-200 мм рт. ст. Баллон может быть стеклянным или металлическим.

К электродам прикладывают высокое напряжение (200-1000В), которое само по себе не способно вызвать каких-либо разрядных явлений, но благодаря чему в пространстве между электродами возникает сильное электрическое поле.

В этом состоянии счетчик будет пребывать до тех пор, пока в газе не возникнет центр ионизации – след из ионов и электронов, возникший пришедшей извне ионизирующей частицей. Если в баллон сквозь его стенки влетает какая-нибудь частица, способная ионизировать атомы газа, то в трубке образуется некоторое количество электрон-ионных пар. Электроны и ионы начинают двигаться к соответствующим электродам.

Электроны, ускоряясь в электрическом поле, ионизируют другие молекулы газа, создавая всё новые и новые электроны и ионы. В трубке образуется так называемая электронно-ионная лавина, в результате чего происходит кратковременное и резкое возрастание силы тока в цепи и напряжения на сопротивлении R. В газовой среде счетчика возникает разряд, видимый даже невооруженным глазом. Эти электрические импульсы регистрируются электромагнитным счетчиком.

Поскольку сопротивление R очень велико, то в момент протекания тока основная доля напряжения источника падает именно на нем, в результате чего напряжение между катодом и анодом резко уменьшается, что препятствует образованию новых поколений электронно-ионных пар.

Обратный процесс – возвращение газовой среды в ее исходное состояние происходит сам собой. В действие вступают галогены, содержащиеся в газе, которые способствуют интенсивному перераспределению зарядов. Но этот процесс идет значительно медленнее. Отрезок времени необходимый для восстановления радиационной чувствительности счетчика Гейгера – является важной его паспортной характеристикой, так как влияет на его быстродействие. Счетчик готов к регистрации следующей частицы.

Дата добавления: 2015-05-09