ГЕЙГЕРА

ГЕЙГЕРА - МЮЛЛЕРА СЧЁТЧИК, газоразрядный прибор для обнаружения и исследования различного рода радиоактивных и др. ионизирующих излучений: а- и бета-частиц, гамма-квантов, световых и рентгеновских квантов, частиц высокой энергии в космических лучах и на ускорителях. Гамма-кванты регистрируются Г.- М. с. по вторичным ионизирующим частицам - фотоэлектронам, комптоновским электронам (см. Комптон-эффект), электронно-позитронным парам (см. Аннигиляция и рождение пар); нейтроны регистрируются по ядрам отдачи и продуктам ядерных реакций, возникающим в газе счётчика.

В Г.- М. с. рабочий объём - газоразрядный промежуток с сильно неоднородным электрич. полем. Чаще всего применяют счётчики с коаксиально расположенными цилиндрич. электродами: внеш. цилиндр - катод, тонкая нить, натянутая вдоль его оси,- анод (рис. 1).

Рис. 1. Схема стеклянного счётчика Гейгера - Мюллера: 1- герметически запаянная стеклянная трубка; 2- катод (тонкий слой меди на трубке из нержавеющей стали); 3 - вывод катода; 4- анод (тонкая натянутая нить).

Электроды заключены в герметически замкнутый резервуар, наполненный к.-л. газом до давления 13-26 кн/м²(100- 200 мм рт. ст.). К электродам счётчика прикладывается напряжение в неск. сот в. На нить подаётся знак + через сопротивление R (рис. 2). Если в рабочем объёме счётчика нет свободных электронов, электрич. разряд в нём не возникает. При попадании в счётчик ионизирующей частицы в газе образуются свободные электроны, к-рые движутся к положительно заряженной нити. Вблизи нити напряжённость электрич. поля велика и электроны ускоряются настолько, что начинают, в свою очередь, ионизовать газ. В результате по мере приближения к нити число электронов лавинообразно нарастает. Возникает вспышка коронного разряда и через счётчик течёт ток. При достаточно большом R (10⁸-10¹⁰) на нити скапливается отрицательный заряд и разность потенциалов между нитью и катодом быстро падает, в результате чего разряд обрывается. После этого чувствительность счётчика восстанавливается через 10^-1 -

10^-3сек (время разрядки ёмкости С через сопротивление R). Такое большое время нечувствительности неудобно для многих применений. Ввиду этого несамогасящиеся счётчики, в к-рых гашение разрядов обеспечивается сопротивлением R, были вытеснены самогасящимися счётчиками (предложены Трос-том), к-рые к тому же более стабильны. В них благодаря спец. газовому наполнению (инертный газ с примесью сложных молекул, напр, паров спирта, и небольшой примесью галогенов - хлора, брома, иода) разряд сам собой обрывается даже при малых сопротивлениях R. Время нечувствительности самогасящегося счётчика ~10^-4 сек.

Рис. 2. Схема включения счётчика Гейгера - Мюллера.

Электрич. импульсы во внеш. цепи, возникающие при вспышках разряда в Г.-М. с., усиливаются и регистрируются электромагнитным счётчиком или пересчётной схемой. На рис. 3 приведена счётная характеристика Г.-М. с. - зависимость числа N регистрируемых в единицу времени импульсов от приложенного к счётчику напряжения V. Рабочий участок характеристики (плато) имеет протяжённость от неск. десятков в до неск. сот в. На плато число отсчётов практически равно числу ионизующих частиц, попадающих в счётчик. Г.-М. с. используют во многих областях физики, в биологии и медицине, в археологии, геологии и технике.

Рис. 3. Счётная характеристика счётчика Гейгера- Мюллера.

Лит.: Принципы и методы регистрации элементарных частиц, пер. с англ., М., 1963; Калашникова В. И., Козодаев М. С., Детекторы элементарных частиц, М._ц, 1966 (Экспериментальные методы ядерной физики, ч. 1).

ГЕЙГЕРА - НЕТТОЛЛА ЗАКОН, закон, устанавливающий связь между вероятностью альфа-распада ядра и энергией а-частиц; выражается формулой:

где Е - энергия

а-частиц в Мэв, - период полураспада в сек, С и D - константы. Г.- Н. з. установлен в 1911 -12 X. Гейгером и Дж. М. Неттоллом экспериментально, а позднее (1928) объяснён теоретически. Г.- Н. з. наиболее точно описывает а-распад четно-чётных ядер изотопов одного элемента. Для ядер с различными Z (Z - атомный номер элемента) константы С и D слегка различаются, напр. для Z = = 84, С = -50,15, D= 128,8, для Z = = 86, С = -50,94, D = 132,7.