Эффективность счетчика

Эффективностью счетчика называется отношение числа регистрируемых счетчиком частиц или квантов к полному числу проходящих через него частиц.

Счетчики Гейгера – Мюллера не обладают 100%-й эффективностью. Это обусловлено тем, что частица, прошедшая через счетчик, может не создать даже одной пары ионов (либо ионы продиффундируют в нерабочую область). Тем не менее эффективность счетчика к электронам может достигать высоких значений (99 % и даже 99,9 %).

Эффективность счетчика для γ-лучей зависит от материала стенок (катода) и энергии γ-квантов. Эффективность счетчиков для γ-лучей обычно составляет около 1...3 %.

На рис. 2 представлена зависимость величины заряда Q, появляющегося на обкладках конденсатора (или амплитуды импульса) от величины напряжения U при возникновении ложного разряда в камере, когда проходит одна частица, причем постоянная времени собирания заряда на электродах камеры.

Общую зависимость можно разбить на несколько областей, в которых процессы протекают несколько различно.

Область 1 – малые значения U. Происходят два конкурирующих процесса: собирание зарядов на электродах и рекомбинация ионов в газовом объеме. При увеличении напряжения скорость ионов увеличивается, что уменьшает вероятность рекомбинации.

Область 2. Практически все заряды, образованные в детекторе, собираются на электродах. Этот участок кривой называют областью насыщения или «плато» счетной характеристики, число зарегистрированных импульсов практически не зависит от напряжения, т. к. каждая ионизирующая частица, попадающая в объем счетчика, вызывает электронно-ионную лавину и самостоятельный разряд в газе. В действительности «плато» имеет некоторый наклон, вызванный ложными импульсами за счет неполного гашения, краевых эффектов, образования тяжелых отрицательных ионов и т. д. Наличие «плато» обеспечивает устойчивую работу счетчика Гейгера – Мюллера. Рабочее напряжение выбирается на середине «плато». Хорошие счетчики имеют «плато» протяженностью 100–300 В с наклоном 5–7 % на 100 В.

Область 3. Электроны, созданные в первичном акте ионизации, ускоряются полем настолько, что становятся способными при столкновении с нейтральными атомами газа ионизировать их, т.е. создается некоторое число вторичных ионов. Происходит газовое усиление. При этом количество заряда растет пропорционально первичной ионизации. В этой области работают пропорциональные счетчики. Коэффициент усиления достигает 10⁷. В этой области можно измерить энергию частицы.

Область 4. В этой области коэффициент газового усиления не постоянен, поэтому она носит название области ограниченной пропорциональности.

Область 5. В этой области заряд почти не зависит от первоначальной ионизации. За счет газового усиления заряд возрастает до величины ограниченной только характеристиками камеры и параметрами внешней цепи. Этот участок называют областью Гейгера –Мюллера, а приборы, работающие в этой области, – счетчиками Гейгера – Мюллера.

Область 6. Область непрерывного разряда.

Поиск по сайту: