ІІІ-тарау. Газ разрядты санауыштар және олардың көмегімен радиациялық сәулелерді тіркеу

Газдық күшею механизмін қарастыру кезінде көрсетілгендей санауышта потенциалдар айырымының артумен газдық күшею коэффициенті М тез өседі, ал оының артуымен нөсердің дамуында фотоионизация маңызды орынға ие бола бастайды. Сол себептен күшеюдің толық коэффициенті М_γ күшею коэффициенті М-нен едәуір артық болады. Өйткені М_γ-ның көбейтіндісі өседі. Сонымен, потенциалдар айырымының белгілі бір U_заж мәнінде М_γ шамасы 1-ге тең болып қалуы мүмкін. Сол кезде газдық күшеюдің толық к\оэффициенті М_γ шексіз үлкен болады. Бұл дегеніміз, санауышта өздігінен тұтанатын үздіксіз разряд пайда болатындығын білдіреді. Мұндай разрядтың тоғы шексіз үлкен бола алмайды, өйткені санауышта көлемдік заряд пайда болып, ол жіп айналасындағы өрісті өзгертіп оны төмендетеді және соның салдарынан газды қкүшеюдің толық коэффициенті де кемиді. Егер өздігінен тұтанатын разрядты сөндіру мүмкін болса, ол санауышты иондаушы бөлшектерді тіркеу үшін қолдануға болады.

3.1-сурет.

Сонымен өте аз уақыт ішінде санауыш разряд туындайды. Осыдан бірнеше электрон-фотондық нөсер кезінде туындаған оң иондар қозғалыссыз өз орындарында қалып қояды, өйткені олардың қозғалғыштығы электрондардың қозғалғыштығынан едәуір есе аз. Негізінен екінші реттік ионизация жіп айналасында туындайды және осының салдарынан жіп айналасында оң зарядтардың жиынтығы түзіледі. Ол жіп айналасындағы өріс кернеулігін кемітіп, жаңа электрон-фотондық нөсердің туындауына кедергі жасайды. Туындаған иондар катодқа қарай қозғалады. Олардың есебінен конденсатор зарядталады және санауыштың потенциялдар айырмасын төмендетеді, алайда сонымен қатар көлемдік газдың әсері катодқа иондар жақындаған сайын кеми түседі. Катодқа шамамен 10^-7 см арақашықтыққа жақындаған кезде иондар бейтараптанып, қозған күйдегі молекулалар түзіледі [6].

Қозған күйлердің энергиялары электрондардың катодтан шығу жұмысынан немесе өзге молекулалардың ионизация энергиясынан артық болсын. Сонда иондар катодқа жақындаған кезде электрондар туындауы мүмкін. Егерде бұл кезде санауыштағы кернеу, сыйымдылық зарядын есепке алғанда, U_заж жоғары болса, санауышта қайтадан разряд басталады. Бұл процесс, сыйымдылықтағы заряд мөлшері қорытқы потенциал айырымы U_заж -дан төмен болғанша өз жалғасын таба береді. Газ разрядтың әрбір кезекті сатысында иондар саны кеми береді. 3.1-суретте конденсатордағы зарядтың жинақталу процесі келтірілген.

Жекелеген сатылар ретінде разрядты бұлай түсіндіру онша дұрыс емес, өйткені, процестің жеке-дара сатылары бір-бірімен беттесіп кетуі де мүмкін. Оның себебі электрондар, иондар катодқа жеткенге дейін электрон-фотондық нөсерлердің әсерінен жеке атом немесе молекулалық сәулеленуі кезінде туындайды. Демек, разрядты токтату үшін С конденсатор Q~(U₀-U_заж) С зарядқа ие болуы керек. Бұл жағдай иондар анодтан катодқа жету уақыты аралығында конденсатор разрядталыпүлгермейтіндей кедергі болған кезде ғана мүмкін болады. Сыйымдылықты мүмкін болғанша кішірек етіп жасаған жөн. Егер сыйымдылық 10 пф және иондардың қозғалу уақыты шамамен 10^-4с болса, кедергі 10⁸ Ом және одан көп болуы керек. Сонда сыйымдылықтың разрядталу уақыты 10^-3 с-тан жоғары болады. Санауыштың уақыттық сипаттамасы көптеген тәжірибелердің талабын қанағаттандыра алмайды. Өздігінен сөнбейтін санауыштардың уақыттық сипаттамаларын едәуір жақсарту үшін арнайы разрядты өшіретін құрылғылар қолданылады. Алайда қазіргі таңда Гейгер-Мюллер санауыштарын өздігінен сөнетін санауыштар ығыстырып келеді.