32
4. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
4.1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.
СЧЕТЧИК ГЕЙГЕРА–МЮЛЛЕРА
Одним из первых детекторов ядерного излучения является счетчик Гей-
гера – Мюллера. В 1908 г. Резерфорд и Гейгер для счета α-частиц применил
устройство в виде металлического цилиндра с натянутой по оси цилиндра
проволочкой, между цилиндром и проволочкой была приложена большая
разность потенциалов. В 1928 г. Гейгером и Мюллером были сконструирова-
ны счетчики с большим чувствительным объемом.
Счетчик очень прост по конструкции. В стеклянной закрытой колбе на-
ходится газовая смесь при низком давлении. В нее же помещен металличе-
ский цилиндр (иногда его создают путем напыления металла на внутреннюю
поверхность колбы), по оси цилиндра натянута металлическая нить (рис. 20). К
выводам
а
и
б
приложено высокое напряжение, на нить подается напряжение
положительной полярности, на стенки цилиндра – отрицательной. Прило-
женное напряжение велико и близко к тому, которое требуется для начала
электрического разряда. Ядерная частица, попавшая в рабочий объем счетчи-
ка, столкновением может вызвать ионизацию какой–либо молекулы газового
наполнителя. Появляются положительно заряженные ион и электрон. Легкий
электрон под действием электрического поля (его напряженность резко воз-
растает по направлению от корпуса к нити) устремляется, ускоряясь, к поло-
жительному электроду. Энергия электрона растет; встретив другую молеку-
лу, он ионизирует ее, теперь уже два электрона «мчатся» к нити, производя
при столкновении новые ионы и электроны. Таким образом, каждый элек-
трон создает лавину электронов, которые в свою очередь создают свои лави-
ны и т.д.
Электроны собираются на нити
очень быстро. Положительные же ионы
в силу своей большой массы добира-
ются до стенок счетчика значительно
позже; вырывая из стенок катода элек-
троны и рекомбинируя с ними, они
нейтрализуются. При этом излучаются
фотоны, которые попадают на стенки
счетчика, и из стенок вырывают элек-
троны (явление фотоэффекта). Лавинные процессы повторяются. В счетчике
идет разряд – идет электрический ток: ядерная частица «отметилась» в счет-
чике.
Рис. 20
