Гайгеров брояч

Гайгеров брояч създаден на основата на Гайгер-Мюлерова тръба е уред за откриване на ядрена радиация. Поради принципа си на работа той е по-известен също като ГМ-брояч или дозиметър за откриване на алфа-частици, бета-частици и гама-лъчи.

История:

Гайгеров брояч (познат още като Гайгер-Мюлеров брояч или ГМ-брояч) е уред за откриване и измерване на радиация. Ханс Гайгер и ученика му Уолтър Мюлер изобретяват брояча наречен "броячът на Гайгер-Мюлер" през 1928г. Гайгер е по известен като изобретателят на брояча на Гайгер за измерване на радиацията. През 1908 г. Гайгер представя първия успешен детектор на отделни алфа частици. По-късните версии на този брояч били в състояние да броят бета частици и други йонизиращи лъчения. Въвеждането през юли 1928 г. на брояча на Гайгер-Мюлер бележи въвеждането на съвременни електрически устройства в изследванията на радиацията.

Принцип на работа на Гайгер-Мюлерова тръба:

Уредът открива алфа-частици, бета-частици и гама-лъчи (но не и неутрони) като използва йонизиращият ефект, произведен в тръбата. Гайгер-Мюлерова тръба представлява тънък метален цилиндър (газоразрядна лампа), който се явява катод и обгражда централен анод. В предния край има прозорец, направен от тънък листа слюда, през който в тръбата могат да попаднат заредени частици. Тръбата е пълна с комбинация от неон, аргон и халогенни газове с ниско налягане (значително по-ниско от атмосферното). В нормално състояние тръбата има много високо съпротивление. Когато една частица премине през тръбата, тя йонизира газовите молекули по пътя си. В тръбата електроните, които са освободени от газовите атоми се движат бързо към електродите. При това те йонизират други газови атоми. Това създава линеен разряд на електрически ток през тръбата. Електроните се привличат от анода, а положителните йони от катода, благодарение на което през съпротивлението минава заряд Q -протича краткотраен ток (или токов импулс). При прилагане на напрежение  електроните в близост до анода придобиват такава енергия, че да могат да йонизират ударно- възниква електронна и йонна лавина. Чрез електронен усилвател сигналът се усилва и се изобразява като измерима величина или като звук – едно щракване за всяка частица. Всеки изходен импулс от тръбата е броене. Броя в секунда дават приблизително силата на радиационното поле.

GM тръбата се калибрира с помощта на цезий-137. Съществува добре установена връзка между броя на излъчените частици в секунда и дозата на радиация измерена в милиради на час.

Халогенния газ потушава йонизацията и връща ГМ-тръбата в нейното състояние с високо съпротивление, което я прави готова да открие друга частица.

Недостатъци на метода за откриване: На Гайгер-Мюлеровата тръба ѝ е необходимо някакво време след отчитане на частица, за да премине пак в непроводимо състояние. Затова Гайгеровият брояч не може да работи при силна радиация – защото датчикът провежда ток непрекъснато. Може да открие алфа, бета и гама лъчение, но не може да ги различи. Поради това той се използва най-добре за демонстрации или за радиационни среди, където е необходима само груба оценка на количеството радиоактивност.