Основные разделы


Восстановление работоспособности после регистрации частицы

Время ухода ионов из промежутка после регистрации частицы оказывается сравнительно большим - единицы миллисекунд, что ограничивает верхний предел измерения мощности дозы излучения. При высокой интенсивности излучения частицы поступают с интервалом, меньшим времени ухода ионов, и некоторые частицы датчик не регистрирует. Процесс иллюстрируется осциллограммой напряжения на аноде датчика в ходе восстановления его работоспособности (рис. 3).

Рис. 3. Осциллограммы напряжения на аноде счетчика Гейгера. Uo - амплитуда сигнала в нормальном режиме (сотни вольт). 1 - 5 - номера частиц

Поступление первой частицы (1 на рис. 3) в объем датчика инициирует импульсный газовый разряд, что ведет к снижению напряжения на величину Uo (нормальная амплитуда сигнала). Далее напряжение возрастает в результате медленного уменьшения тока через промежуток по мере ухода ионов на катод и за счет заряда межэлектродной емкости от источника напряжения через ограничительный резистор. Если в датчик через небольшой интервал времени после поступления первой попадает другая частица (2 на рис. 3), то разрядные процессы развиваются слабо из-за пониженного напряжения и малой напряженности поля у анода в условиях действия пространственного заряда ионов. Сигнал датчика в этом случае оказывается недопустимо малым. Поступление второй частицы через более длительный интервал времени после первой (частицы 3 - 5 на рис. 3) дает сигнал большей амплитуды, так как напряжение увеличивается, а пространственный заряд уменьшается.

Если вторая частица поступает в датчик после первой через интервал, меньший, чем отрезок времени между частицами 1 и 2 на рис. 3, то по изложенным выше причинам датчик вообще сигнал не вырабатывает (“не считает” частицу). В связи с этим временной интервал между частицами 1 и 2 называется “мертвым временем счетчика” (амплитуда сигнала частицы 2 составляет 10 % от нормальной). Отрезок времени между частицами 2 и 5 на рис. 3 называется «временем восстановления датчика» (сигнал частицы 5 составляет 90 % нормального). В течение этого времени амплитуда сигналов датчика понижена, и они могут не регистрироваться счетчиком электрических импульсов.

Мертвое время (0,01 - 1 мс) и время восстановления (0,1 - 1 мс) являются важными параметрами счетчика Гейгера. Наибольшая регистрируемая мощность дозы тем выше, чем меньше значения этих параметров. Основными факторами, определяющими параметры, являются давление газа и величина ограничительного резистора. С уменьшением давления и величины резистора мертвое время и время восстановления уменьшаются, так как увеличивается скорость ухода ионов из промежутка и уменьшается постоянная времени процесса заряда межэлектродной емкости.

Однако при уменьшении давления снижается способность датчика улавливать частицы, поскольку увеличивается количество частиц, пересекающих межэлектродный промежуток без столкновений с молекулами газа. Уменьшение величины резистора снижает амплитуду сигнала датчика и его срок службы. Последнее связано с увеличением тока разряда, вызывающего разложение примеси брома (или спирта) в газовом наполнении датчика. Чрезмерное уменьшение сопротивления повышает также вероятность появления ложных сигналов, связанных с эмиссией электронов из катода под действием ионов. Снижение постоянной времени заряда межэлектродной емкости обеспечивают предельно возможным уменьшением паразитной емкости (Са на рис. 1). Мертвое время и время восстановления зависят также от анодного напряжения: они максимальны при некоторой величине напряжения. Ниже нее концентрация ионов быстрее снижается до пренебрежимо малой величины в результате её малого начального значения, а выше - за счет повышения скорости движения ионов.

Прочитайте еще и эти статьи:

Разработка и исследование аналого-цифровой управляемой системы
Развитие современного мира невозможно без ЭВМ и автоматизированных систем управления. Технический прогресс прочно связан с развитием систем анализа и обработки данных об объектах. АСУТП находят своё применение практически во всех сферах произво ...

Исследование и разработка системы радиоакустического зондирования для измерения параметров ветровых потоков в атмосферном пограничном слое
Жизнь и деятельность человека протекают в атмосфере Земли и зависят в значительной степени от ее состояния. Атмосфера - чрезвычайно сложный и динамичный объект, требующий для исследования соответствующих теоретических и экспериментальных ме ...

© Copyright 2019 | www.techattribute.ru