|
|
ncinic В ядерной энергетике (регулирующие стержни ядерных реакторов), т. к. имеет высокое сечение захвата тепловых.нейтронов (1,15-10~26 м2). Металл о-подобныс очень тв╦рдые соединения Г. с бором, углеродом, ааотом, кремнием и т. п. обладают иысокимгт 'пл (св. 3000 °С; для тв╦рдого раствора карбида Г. л тантала ГЛ1>4000 ЬС). с, с, Иердмюсов. ГЕЙГЕРА СЧЕТЧИК (Гейгера ≈ Мюллера счетчик) ≈ детектор частиц, действие к-рого основано на возникновении самостоят, электрич. разряда в газе при попадании частицы в его объ╦м. Изобрет╦н X. Гейгером и 0. Рсяорфордом fl] в 1908, позднее был усонер-люпствован Гейгером и В. Мюллером |2]. Г. с. предназначен для регистрации заряж. частиц. Он пригоден также для детектирования нейтронов, релтг.- и у-кналтов по вторичным яарггж. частицам, генерируемым ими (см., напр., Нейтронные детекторы].
Л/; с1
Дискриминатор
Регистрирующее
устройство
Рис. 1. Схема включения сч╦тчика.
Г. с. обычно состоит ив моталлич. цилиндра ≈ катода≈ и топкой проволочки, натянутой вдоль ого оси,≈ анода, ≈ заключ╦нных в герметичный объ╦м, к-рын заполнен газовой смесью под давлением, как правило, 100≈200 гПа (100 ≈2GO мм рт. ст., рис, 1). Между катодом и анодом прикладывается напряжение U порядка 200≈100U Л. Зарягк. частица, попав в объ╦м сч╦тчика, образует нск-роо кол-во электрон-ионных пар; электроны и ионы начинают двигаться к соответствующим электродам. Если напряж╦нность электрич. ноля достаточно велика, электроны на длине свободного пробега (между соударениями с молекулами газа) приобретают энергию, превосходящую их энергию ионизации, и ионизуют молекулы. 13 результате в газе развиваются э л е к т р о и н о - и о п-н ы с лавины, к-рыс являются основой т. н. г а-з о в ft г о усиления, обеспечивающего достаточно высокий уровень электрич, сигнала на аноде, к-рый регистрируется.
Ток в цепи Г. с. нарастает экспоненциально до тех пор, пока пространств, заряд положит, попов не понизит электрич. поле и не прекратит развитие лавин [3, 4]. Амплитуда импульса на выходе Г. с. не зависит от энергии детектируемой частицы. Это отличает его от др. газовых детекторов пропорциональных сч╦тчикоа И ионизационных камер.
Различают н е с а м о г а с я щ и е с я и с. я м о-гасящиеся Г. с. (предложены Тростом в 1937). Они отличаются составом газовой смеси и быстродействием, Несамогасящиеся Г. с, требуют понижения напряжения между катодом и анодом для того, чтобы над╦жно погасить разряд и подготовить детектор к регистрации след, частицы. Ото достигается спец. схемой или введенном высокоомного сопротивления Н ъ цепь питания счетчика (R ~ юи Ом). Па нити скапливается отрицат. заряд, разность потенциалов между катодом и анодом уменьшается, и разряд обрывается. После этого чувствительность Г. с. восстанавливается через 10~2 с (время разрядки ╦мкости С счетчика через сопротивление R). Самогасящиеся сч╦тчики заполняются чистыми гаяамк, naiip. Аг, с добавкой (10%) многоатомного газа, в частности спирта. Многоатомные молекулы аффективно поглощают фотоны и блокируют механизм фотоэффекта ≈ генерации электронов с поверхности катода, что обеспечивает само-
А В
D
Рис. 2. Сч╦тная характеристика
произвольное гашение разряда. Премя нечувствительности самогасящегося Г. с.~ 10~4 с. Оба типа Г. с. способны выдерживать кагруяки до 10*≈10б импульс/с. Самогасящиеся Г. с. из-за диссоциации многоатомных молекул выдерживают лишь 10s*≈10а срабатывании. Если вместо многоатомной добавки использовать С1Т 13г или I (0,1%), а в качестве осп. газа Ne или Не с примесью Аг, то срок службы Г. с. становится практически неограниченным. Рабочее напряжение для этих сч╦тчиков в пределах 200≈400 В, по быстродействие существенно ниже и определяется временем дрейфа ионизованных молекул галогенов к катоду. Зависимость числа N регистрируемых импульсов на выходе амплитудного дискриминатора от приложенного к Г. с. напряжения U при фиксиров. нагрузке наз. сч╦тной характеристикой и имеет вид, показанный па рис. 2. В области АВ напряжение недостаточно для распития лавин. В интервале ВС только часть сигналов на выходе сч╦тчика превышает порог регистрации. В рабочей области CD регистрируются нее частицы, к-рые дали хотя бы одну оликтрон-иоллую пару в объеме Г. с. При напряжении больше UD начинаются самопроизвольные пробои. Эффективность Г. с. при регистрации частиц малых
энергий обычно несколько меньше 100%. Это связано с тем, что такие частицы могут с заметной вероятностью не создать ни одной электрон-ионной пары м рабочем объ╦ме сч╦тчика. Г. с.≈ сравнительно медленно действующие приборы, поэтому они были частично вытеснены сщишпилляциоппыми детекторами. и иропорц. сч╦тчиками. Однако простота конструкции и дешевизна обеспечили им применение в дозиметрии, а также в таких областях, где регистрируются редкие события и надо перекрыть детекторами десятки и даже сотни м2. В последнем случае Г. с. работают, как правило, в ограниченном стримсрном режиме при давлении газовой смеси, близком к атмосферному. Если нужно работать в условиях поньгш. нагрузок (~ ╧ импульсов в 1 с), то в объ╦м Г. с. вводятся изолирующие перегородки, к-рые ограничивают развитие разряда вдоль трубки. Г, с. продолжают использоваться. В эксперименте по исследованию свойств нейтрино применялось 19 908 Г. с. в виде алюминиевых трубок длиной 4 м, изолированных друг от друга. Установка для поиска распада протона, к-рал размещается в тулнсле под Монбланом, содержит 43 000 Г. с.
Лит.: 1) G р i # е г Н,, Rutherford F.( Photographic registration of a jf;irLiclt>s, «L. Edin. a. JJuhlm Phil. Mag.», 1912, v. 2/j, p. 1ИВ; 2) G « i fi е г H., Mull v. г W., Elcktnmenxahl-rohr, «Phys. Z.», 192ft, Jff. 20, S, 83У; П> Ф ю н ф f р Э., Не й-ерт Г., Сч╦тчики излучений, ncip, с ггем., М., 1961; 4) В с к-с л е р В., Г р о ш о в Л., И с а е Б Б., Ионизационные методы иселодовакил' и;шуч<мшй, 2 изд., М., 1951}, Ю. А. Сем╦нов.
ГЕЙГЕРА ≈ Н╗ТТОЛЛА ЗАКОН ≈ устанавливает связь между периодом полураспада «-радиоактивных ядер и энергией вылетающих сь-частиц:
< о
О.
ш
ш
Здесь <?а ≈ энергия а-частиц в Мэв, Т1Г ≈ период
полураспада, Л и П ≈ постоянные. Г.≈ П. з. установлен экспериментально X, Гейгером и Дж. М. ТТет-толлои (J. М. Nutlall) л 1911 ≈ 12. Позднее (1928) ф^ла (*) была получена теоретически Г. А. Гямовым (G. A. Ga-mow), а также Р. Г╦рми (R. Giirney) и Э. Копдоном (Е. Condon). С помогцьзо Г. ≈ Н. я, могут быть определены периоды полураспада таких ядер, для к-рых непосредственные измерения Т1,, затруднены.
Лит. ом. при ст. Алъфа-рисиш). 4*1
")
}
