Галогенные счетчики

Время жизни самогасящихся счетчиков

Время жизни самогасящихся счетчиков определяется числом молекул спирта, наполняющих объем счетчика. Обычно счетчик содержит около 10²⁰ молекул спирта. При каждом импульсе диссоциируют 10¹⁰ молекул. Следовательно, продолжительность жизни счетчика составляет около 10¹⁰ отсчетов. Опытным путем установлено, что устойчивое гашение происходит приблизительно после 10⁸ разрядов т.к. для эффекта гашения необходима определенная концентрация гасителя. В результате регистрации импульсов концентрация гасителей уменьшается, но с другой стороны часть радикалов, на которые распадается исходный гаситель, обладают гасящим действием. Экспериментально показано, что в результате распада исходного гасителя этанола в счетчике образуются более легкие молекулы и радикалы типа:

‒CH₂OH; ‒НCО; C₂H₄; C₂H₂; OH^‒ и т.д.

Большинство из них, содержащих три и более атомов, сами являются гасителями.

Однако в результате регистрации ионизирующих частиц концентрация гасителей постепенно уменьшается.

Рабочая характеристика счетчика изменяется: повышается начальный потенциал счета, плато сокращается, увеличивается наклон плато и наступает момент, когда гасящий эффект исчезает, счетчик выходит из строя. Итак, срок службы самогасящегося счетчика измеряется не временем работы, а количеством зарегистрированных импульсов.

Для измерения b- и g- излучений широкое распространение получили гейгеровские счетчики с наполнением гасящей смесью из инертных газов ‒ неона с примесью аргона и одного из галогенов ‒ хлора или брома (до 0,5 %), потенциалы ионизации которых (13,2 и 12,8 В) ниже потенциалов ионизации неона (21,5 В) и аргона (15 В).

Объяснить гасящее действие галогенов, очевидно, можно следующим образом. Под действием ионизирующих частиц, поступающих в счетчик, атомы неона находятся в возбужденном состоянии. При переходе атомов неона в основное состояние энергия, излучаемая ими, затрачивается больше на ионизацию галогена и меньше на ионизацию аргона. Положительные ионы аргона нейтрализуются, приобретая электроны, при столкновении с ионами и молекулами галогена. Небольшое рабочее напряжение (300-400 В) на электродах счетчика приводит к уменьшению вероятности вырывания электронов (являющихся источниками новых лавин ионов) из катода при подходе к нему положительных ионов. При рекомбинации на катоде молекулы галогенов диссоциируют на атомы, которые через некоторое время вновь образуют молекулы.

В результате всех процессов состав смеси не изменяется и галогенные счетчики обладают неограниченным сроком службы. Кроме того, такие счетчики имеют небольшое рабочее напряжение – 300-400 В (для обычных счетчиков необходимое напряжение составляет 700-1600 В), не боятся перегрузок, имеют сравнительно высокую скорость счета (до 2×10³ имп/с).К недостаткам галогенных счетчиков следует отнести значительный наклон плато (более 5 % на 100 В ) и длительное время развития разряда (примерно на два порядка выше, чем у высоковольтных счетчиков). Из-за химического действия галогенов для изготовления счетчиков применяются определенные материалы. Катод изготовляется из нержавеющей стали, тантала или углерода, а анод – из вольфрама.

Конструктивное оформление счетчика зависит от рода и энергии регистрируемых частиц. Счетчики, предназначенные для счета b- и длинноволнового g-излучения, имеют стенку из легкого материала, чтобы не происходило полное поглощение излучения в самой стенке счетчика. Для высокоэнергетического излучения применяются более толстые стенки.

Дата добавления: 2014-01-14