Фундаментальная радиохимия

Вот так предупреждается образование новой "паразитной" лавины, о которой шла речь выше, и разряд будет завершен после одной электронно-фотонной лавины, возникшей после одного акта первичной ионизации.

Самогасящиеся счетчики имеют ограниченный срок жизни из-за необратимого распада молекул гасящего газа: после фиксации около 10⁹ импульсов счетчик приходит в негодность. В этом отношении большими преимуществами обладают так называемые галогенные счетчики. Они обычно заполняются неоном (с очень небольшой примесью аргона), а роль гасящей добавки в этих счетчиках выполняют галоиды при содержании около 0,1%. Уже при небольших напряжениях вторичные электроны будут возбуждать атомы неона, которые, в свою очередь, будут ионизировать атомы аргона (метастабильный уровень неона 16,57 эВ, а ионизационный потенциал аргона 15,7 эВ). Образовавшиеся ионы аргона при соударениях с молекулами галоида станут нейтрализоваться за счет ионизации галоидов. В итоге к аноду будут в основном подходить возбужденные ионы галоида, которые с малой вероятностью способны "вырвать" при разряжении из катода дополнительные электроны (потенциал ионизации галоидов сравнительно невелик). Возбуждение разряженных ионов снимается обратимой диссоциацией молекул галоида. Это обстоятельство и обрывает "паразитную" лавину. Вследствие того, что в газовой смеси с добавкой галогенов протекают только обратимые процессы, срок службы таких счетчиков никак не связывается с общим числом зарегистрированных импульсов: теоретически он бесконечен (хотя "ничто не вечно под луной").

Счетчик Гейгера-Мюллера прост, дешев и надежен; столь же простой является и регистрирующая аппаратура. Но разрешающая способность этих счетчиков относительно невысока: так называемое "мертвое время" (время после регистрации импульса, в течение которого счетчик не реагирует на новые акты ионизации, происходящие внутри него) имеет порядок 10–⁴ с. Поэтому рекомендуется ограничивать скорость счета при измерении активности препарата, не поднимая ее выше значений (3–6) 10³ имп/мин, – при этих условиях не требуется введения специальных поправок на "мертвое время" данным измерениям. Эта рекомендация, разумеется, имеет смысл только тогда, когда экспериментатор сам изготовляет препарат или влияет на его изготовление.

2.3. Счетная характеристика счетчиков

Итак, амплитуда импульса, возникающего в счетчике под действием ионизирующей частицы, зависит от напряжения на электродах, а для пропорциональных счетчиков – и от энергии частицы. Подаваемое на счетчик напряжение всегда колеблется в некоторых пределах, а энергии отдельных частиц могут сильно различаться между собой (например, у -радиоактивных нуклидов). Поэтому для того чтобы работа счетчика была удовлетворительна, необходимо среди других условий соблюдать следующие два. Во-первых, любая ионизирующая частица должна возбуждать в счетчиках только один импульс и, во-вторых, регистрирующее устройство должно срабатывать на каждый возникающий в детекторе импульс. Если эти условия выполнены, то число импульсов, регистрируемых в единицу времени от одного и того же радиоактивного препарата (так называемая скорость счета), остается постоянным в некоторой области напряжений, подаваемых на счетчик. Эта область напряжений и является рабочей областью счетчика.

Для нахождения рабочей области напряжений снимают, используя препарат с постоянной радиоактивностью, счетную характеристику счетчика – зависимость скорости счета импульсов от приложенного напряжения. Типичная счетная характеристика газового счетчика приведена на рис. 1.17.

В точке U_а, соответствующей началу счета, начинается регистрация импульсов. Область, отвечающую напряжениям U_bU_c, называют плато счетной характеристики. У некоторых типов газовых счетчиков плато начинается практически сразу же (через 10–15 В) после напряжения начала счета. Регистрируемая скорость счета в области плато может несколько увеличиваться с ростом напряжения на счетчике, что объясняется появлением ложных импульсов, образующихся, например, за счет эмиссии вторичных электронов с катода. Поэтому в области плато счетная характеристика часто имеет небольшой наклон.

Количественно наклон плато счетной характеристики (%) оценивают по формуле ,

где I – увеличение скорости счета при изменении напряжения на счетчике на U В.

Рис. 1.17.Типичная счетная характеристика газового счетчика.