Газорозрядний лічильник (лічильник Гейгера-Мюллера)

(Johannes (Hans) Wilhelm Geiger) – 1908 рік (працював разом з Резерфордом)
Гейгер разом зі своїм аспірантом Вальтером Мюллером (Walther Müller) – 1928 рік
Трост – 1937 рік, спиртовий лічильник
Sidney H. Liebson – 1947 рік, галогенний лічильник із самостійним гасінням

поверхневої іонізації – імовірність появи фотоелектрона на один вторинний електрон

Коефіцієнт газового підсилення за рахунок ударної іонізації

– 10-7 с
Утворення об’ємного заряду біля аноду
Дрейф іонів від зони аноду до катоду та виривання з катоду вторинних електронів при нейтралізації іонів – 10-4.
Повторення пунктів 1-3 в новому кроці розряду

Умова розвитку коронного розряду – V>Vзапалення розряду

Стадії розвитку розряду

гасіння розряду

Знімання напруги з електродів лічильника після розвитку розряду
Заряд еквівалентного конденсатору (напруга на якому діє в протилежному напрямку в порівнянні з джерелом живлення) до величини, коли напруга на ньому зменшує загальну прикладену напругу менше за V запалення розряду
Зміна полярності напруги, прикладеної до лічильника, на протилежну

лічильники

90% - інертні гази (аргон)
10% - пари етилового спирту (C2H5OH), метилового спирту (CH3OH), метилаля (CH2(OCH3)2), домішки етилену (C2 H4)

Молекули аргону: потенціал іонізації – 15.7 В, потенціал збудження (перший рівень) – 11.57 В
Молекули спирту: потенціал іонізації – 11.3 В, збуджена молекула дисоціює на радикали (час життя – 10-13 с порівняно з часом життя по відношенню до висвічування фотона 10-8 с)

лічильники

Майже 100% - неон
0.1% - двоатомні молекули галогенів (Cl2, Br2, J2)

Молекули неону: потенціал іонізації – 21.5 В, потенціал збудження метастабільного стану – 16.6 В (час життя 10-4 – 10-2 с)
Молекули брому: потенціал іонізації – 12.8 В

лічильники

Стадії розвитку розряду

Генерування ланцюга електрон-іонних лавин:
Збудження атомів неону (іонізація практично відсутня – низькі робочі напруги), вони висвічують фотони дуже повільно, в основному іонізують молекули брому при зіткненні з ними - звільнені електрони дають початок новим лавинам.
Фотони не поглинаються бромом (низька концентрація) і вибивають фотоелектрони з катоду, звільнені електрони дають початок новим лавинам
Утворення об’ємного заряду біля аноду
Дрейф іонів брому від зони аноду до катоду та їх нейтралізація – енергія іонізації мала – додатковий електрон не виривається.

Робоча напруга порядку 200 - 400 В

лічильника

5% / 100 В – характерні величини для нахилу плато лічильної характеристики

які пройдуть через стінку товщиною d
Кількість гамма-квантів, які провзаємодіють в стінці лічильника
Ефективність лічильника для гамма-квантів

Якщо

Експоненту можна розкласти в ряд Тейлора

В результаті отримуємо

Приклад: латунні стінки, d=0.5 мм (0.43 г/см2), µ=0.06 см2/г ? µd=0.025
Ee=1 МеВ Eγ=1 МеВ

стінками

Торцеві