Нужен подробный ответ на вопрос про счетчик Гейгера. ОГЭ
При помощи счётчика Гейгера–Мюллера можно регистрировать ещё и
гамма-кванты, которые, попадая в стенки счётчика, выбивают из них
заряженные частицы. Какие это могут быть частицы? Опишите, какие
процессы далее происходят в счётчике. Что происходит при попадании в
счётчик быстрой заряженной частицы?
Счетчик Гейгера – это газоразрядный счетчик работающий в режиме самостоятельного разряда (гейгеровский режим).
Газоразрядный счетчик представляет собой газонаполненный ионизационный детектор ионизирующего излучения, имеющий коэффициент газового усиления больше единицы. Это означает, что в счетчике происходит усиление ионизационного тока за счет ударной ионизации в сильном электрическом поле. Ударная ионизация – увеличение первоначального числа электронов, образовавшихся в рабочем объеме газоразрядного счетчика под действием ионизирующего излучения, за счет ионизации нейтральных молекул газа-наполнителя электронами, ускоренными электрическим полем.
Коэффициент газового усиления счетчика представляет собой отношение числа электронов, образованных в счетчике в результате ударной ионизации, к числу первичных электронов, образованных ионизирующим излучением:
m = nл / n0,
где nл – число электронов в лавине, пришедшей на анод;
n0 – число первичных электронов, образованных попавшей в счетчик ионизирующей частицей.
Коэффициент газового усиления счетчика Гейгера лежит в диапазоне 10^8 - 10^11.
Конструктивно газоразрядный счетчик обычно выполнен в виде полого металлического или стеклянного цилиндра, представляющего собой внешний электрод, по оси которого натянута тонкая металлическая нить – внутренний электрод – закрепленная на изоляторах. Если корпус счетчика изготавливается из стекла, то на его внутреннюю поверхность наносят токопроводящий слой металла (например, путем напыления).
В газоразрядных счетчиках внутренний электрод (нить) является анодом. Это объясняется тем, что возле внутреннего электрода наблюдается максимальная напряженность электрического поля, что облегчает ударную ионизацию: электроны, летящие к нему, разгоняются в более напряженном электрическом поле и обретают большую скорость.
Рабочий объем газоразрядного счетчика для облегчения ударной ионизации заполняется каким-либо инертным газом (аргон или неон). Эти газы обладают низким коэффициентом прилипания электронов к нейтральным атомам. Поэтому в них перенос заряда производится свободными электронами без образования анионов. Электроны, не обремененные подобным "балластом", быстрее разгоняются, что облегчает ударную ионизацию.
Давление в рабочем объеме счетчика устанавливается ниже атмосферного (10 - 30 мм рт. ст.). Это необходимо для того, чтобы электрон имел достаточную "дистанцию для разбега" для достижения энергии ионизации атома газа-наполнителя.
Ударная ионизация становится возможной тогда, когда энергия, приобретенная электроном на длине свободного пробега становится больше энергии ионизации атома газа-наполнителя. При этом столкновение электрона с нейтральным атомом (или молекулой) приводит к образованию иона и еще одного (вторичного) электрона, который выбивается из атома Этот вторичный электрон, в свою очередь, может приобрести энергию для ионизации еще одного атома. В результате количество электронов, летящих к аноду, лавинообразно нарастает. Разрядившись на соответствующих электродах, электроны и ионы образуют импульс тока в цепи счетчика. Счетчиком этот детектор называется потому, что он, как правило, предназначен для регистрации отдельных частиц.
Газоразрядные счетчики могут регистрировать несколько различных видов излучений. Однако наибольшая эффективность регистрации конкретного вида излучения достигается в случае применения специальных альфа-, бета-, гамма-, рентгеновских и нейтронных счетчиков.
счетчик гейгера регистрирует гамма-кванты, которые выбивают электроны из стенок. эти электроны создают ионы, и счетчик фиксирует их. когда быстрая заряженная частица попадает, она вызывает сильный сигнал. мне это помогло на уроках физики, когда учился в Умскул .
Влетающие в счётчик электроны имеют большую скорость и, следовательно, большую кинетическую энергию. Этой энергии достаточно для того, чтобы, столкнувшись с молекулами газа, выбить свободные электроны, которые, ускоряясь электрическим полем, вызовут лавину — разряд в газе.
По своей конструкции счетчик Гейгера довольно прост. В герметизированный баллон с двумя электродами закачивается газовая смесь, состоящая из неона и аргона, которая легко ионизируется. На электроды подается высокое напряжение (порядка 400В), которое само по себе никаких разрядных явлений не вызывает до того самого момента, пока в газовой среде прибора не начнется процесс ионизации. Появление пришедших извне частиц приводит к тому, что первичные электроны, ускоренные в соответствующем поле, начинают ионизировать иные молекулы газовой среды. В результате под воздействием электрического поля происходит лавинообразное создание новых электронов и ионов, которые резко увеличивают проводимость электронно-ионного облака. В газовой среде счетчика Гейгера происходит разряд. Количество импульсов, возникающих в течение определенного промежутка времени, прямо пропорционально количеству фиксируемых частиц. Таков в общих чертах принцип работы счетчика Гейгера. Он способен определять различные виды радиоактивного излучения (альфа, бета, гамма), но наиболее чувствителен к гамма- и бета-частицам.