Ионная лавина

Для фиксации радиоактивного излучения и измерения его интенсивности пользуются счетчиками Гейгера—Мюллера различной конструкции. Обычно это алюминиевая трубка, внутри которой находится специальная газовая смесь и по центру натянута вольфрамовая нить. К вольфрамовой нити и алюминиевой оболочке счетчика приложена разность потенциалов порядка 2000 В. Когда радиоактивная частица попадает (через тонкую алюминиевую оболочку) внутрь счетчика, она, обладая высокой энергией, ионизирует газ, заполняющий счетчик, как говорят, вызывает ионную лавину . [c.216]

Нейтрализация положительных ионов на катоде сопровождается появлением в счетчике новых свободных электронов. Эти вторичные электроны могут возникать различными путями. Они либо непосредственно выбиваются ионами из материала катода, либо возникают при фотоэффекте под действием электромагнитного излучения, образующегося при рекомбинации ионов в нейтральные атомы и при переходе возбужденных молекул в основное состояние. Вторичные электроны могут породить новые ионные лавины и обусловить, таким образом, появление ложных импульсов. [c.84]

Ускоренные таким образом ионы будут сталкиваться с молекулами газа и ионизировать их. При этом возникает как бы цепная реакция, или ионная лавина, которая приводит к электрическому разряду внутри счетчика. За очень короткое время через него пройдет электрический ток сравнительно большой величины. Он будет зарегистрирован как единичный импульс. В результате такого разряда разность потенциалов между нитью и трубкой резко падает и становится недостаточной для того, чтобы продолжалась ионизация газа. Газ в трубке вновь становится изолятором, восстанавливается первоначальная разность потенциалов и счетчик вновь готов зарегистрировать следующую частицу. Подобные счетчики соединяют с усилителями и так называемыми счетными реле и автоматическими устройствами, которые передают сигналы на цифровую шкалу. [c.273]

В линейных ускорителях используется левая крутая ветвь кривой Пашена, так как с уменьшением давления достигается резкое увеличение электрической прочности. После возникновения пробоя устанавливается самостоятельный разряд, характеризующийся развитием само-поддерживающихся электронно-ионных лавин. Интересно отметить, что в линейных ускорителях используют также правую ветвь кривой Пашена. Для исключения пробоев при мощностях СВЧ в десятки мегаватт в прямоугольных волноводах их заполняют азотом под давлением несколько атмосфер. [c.157]

Счетчик Гейгера — Мюллера состоит из цилиндрического отрицательного электрода и положительного электрода, представляющего собой тонкую проволоку, натянутую по оси цилиндра (рис. 24-8). Трубка заполняется газом, который может ионизироваться налагается такая разность потенциалов (около 1000 е), чтобы одна пара ионов между электродами создала лавину ионов. Лавина возникает вследствие того, что ионы в мощном электрическом поле получают ускорение до такой скорости, что могут вызывать ионизацию молекул газа в трубке. Вновь образовавшиеся ионы и электроны ускоряются, что увеличивает число ионов в геометрической прогрессии. Импульсы токов приводят в действие электронное реле, что дает возможность ре- [c.721]

Механизм образования положительной короны явно отличается от механизма образования отрицательной короны, к свойствам положительной короны следует отнести более низкое напряжение перекрытия и малое образование озона. Электроны в газе движутся к зоне короны рядом с коронирующим электродом, где образуются лавины электронов для поддержания зоны короны. Положительные ионы газа, образованные этими электронными лавинами, движутся от электрода с гораздо меньшей скоростью, чем электроны в зоне отрицательной короны, следовательно во время их движения к осадительному электроду происходит меньше ионизирующих столкновений. При низкой напряженности поля, существующего рядом с этим электродом, они получают небольшое ускорение, поэтому в результате катодной бомбардировки происходит эмиссия малого числа электронов, и большая часть тока передается положительно заряженными ионами газа. Так как в зоне короны с высокой напряженностью поля происходит меньшее число ионизирующих столкновений, то наблюдается меньшее образование озона и оксидов азота, чем в зоне отрицательной короны. [c.439]

Ион, находящийся в поле, приобретает определенную скорость в зависимости от напряжения поля. При превышении некоторого критического значения напряжения кр ионы уже имеют настолько большую скорость (а следовательно, и кинетическую энергию), что могут путем соударения ионизировать нейтральные частицы. Вновь образовавшиеся ионы приобретают такую же высокую скорость и становятся способными вызывать дальнейшую ионизацию. Происходит лавинная ионизация газа, которой сопутствует стремительный рост электропроводности (проявляется в виде искр.) [c.121]

Как было сказано выше, в счетчиках Гейгера — Мюллера происходит лавинообразный разряд, вызываемый одной ионизирующей частицей, проникшей в счетчик. Кроме того, быстрые электроны при ударе возбуждают молекулы, стабилизация которых происходит высвечиванием в ультрафиолетовой области. Ультрафиолетовое излучение вызывает образование фотоэлектронов, которые порождают в электрическом поле новые лавины электронов. Новые лавины электронов могут появиться и в результате процесса рекомбинации положительных ионов на катоде. При этом получаются возбужденные молекулы газа, стабилизация которых опять приводит к образованию фотонов и фотоэлектронов. Таким образом, лавинный разряд может продолжаться. [c.336]

Гашение лавинного разряда происходит в результате понижения потенциала анода и образования у катода слоя положительных ионов, которые за время собирания электронов 10" —10 сек практически остаются на месте. Для предотвращения образования повторных лавин [c.336]

Многоатомные молекулы передают электрон положительным ионам аргона, образовавшимся под ионизирующим действием излучения, а последние рекомбинируют на катоде. Возбуждение многоатомных молекул гасится при их разложении без выделения фотонов, и вторичные лавины не образуются. Это позволяет уменьшить сопротивление в цепи счетчика и время восстановления счетчика до 10 сек. Такие счетчики называются самогасящимися. [c.336]

Образование ионизованных газовых молекул под воздействием радиоактивного излучения обнаруживают также с помощью широко известного счетчика Гейгера—Мюллера (схематически изображенного на рис. 24.7). Этот прибор представляет собой наполненную газом стеклянную трубку с двумя электродами, к которым приложено напряжение около 1000 В. При попадании в трубку какой-нибудь частицы с высокой энергией, например альфа- или бета-частицы, она вызывает лавинный процесс образования ионов и между электродами возникает ионная проводимость. Электроны образующихся ионных пар собираются на аноде. Подсчитывая подобные короткие электрические разряды, можно использовать счетчик Гейгера — Мюллера как удобный [c.432]

В электрофильтрах между отрицательно заряженным коронирующим электродом и положительно заряженным осадительным электродом создается неоднородное электрическое поле (рис. 86). При достижении некоторой критической величины напряженности электрического поля (кВ/м) в потоке возникает лавинная ионизация газа, на коронирующем электроде появляется корона с голубовато-фиолетовым свечением. При этом газ образует ионы, заряженные положительно и отрицательно, и свободные электроны, движущиеся к электродам с противоположным знаком Поскольку отрицательно заряженные ионы и электроны более подвижны, то соприкасаясь с ионами и электронами, твердые частицы и взвешенные в газе капельки приобретают в большей части отрицательный заряд. Заряженные частицы движутся к электродам и оседают на их поверхности. Осевшие твердые частицы периодическим встряхиванием электродов удаляют из аппарата, капли жидкости стекают. Коронирующие электроды обычно выполняют из проволоки, осадительные — из труб (у трубчатых электрофильтров) и пластин (у пластинчатых). Электрофильтры работают на постоянном токе при напряжении 40 — 75 кВ. Расход электроэнергии на очистку газа в электрофильтрах сравнительно невелик — в среднем он составляет 0,5 —0,8 кВт ч на 1000 м газа. Электрофильтры применяют при больших объемах очищаемого газа и когда отсутствует опасность пожара или взрыва. [c.217]

В области короны образуются газовые ионы обоих знаков, которые при высокой напряженности поля приобретают скорость, достаточную для ионизации нейтральных частиц при столкновении с ними. Так как вновь образовавшиеся ионы имеют такую же высокую скорость, то в результате происходит лавинная ионизация газа. Если проволока заряжена отрицательно, а пластина положительно, отрицательные ионы будут притягиваться к пластине, [c.221]

При положительной короне катодом является электрод с небольшим радиусом кривизны. В этом случае электроны, образующие лавины, рождаются не за счет вторичной эмиссии, так как поле у катода очень мало, а вследствие объемной фотоионизации газа вблизи анода фотонами, генерируемыми в коронирующем слое. Положительные ионы, двигаясь через "темную" область к катоду, образуют пространственный заряд, которой снова ограничивает величину разрядного тока. [c.504]

За время прохождения нескольких электронно-фо-тонных лавин рожденные положительные ионы практически остаются на месте, так как их подвижность намного меньше подвижности электронов. А поскольку вторичная ионизация происходит вблизи нити, то вокруг нити образуется чехол положительных зарядов, который снижает напряженность поля вблизи нити и тем самым практически прекращает образование новых электронно-фотонных лавин. На этом электронные процессы в счетчике не заканчиваются, т. к. положительные ионы, подходя к катоду, вырывают с его поверхности электроны, которые под действием электрического поля устремляются к нити. Дальнейшее зависит от того, восстановится или нет потенциал нити до прежнего значения к моменту подхода к ней этих электронов. [c.83]

После прохождения первой лавины электронов за ней остается положительный пространственный заряд, в который втягиваются электроны вторичных, дочерних лавин, что приводит к образованию плазмы, состоящей в основном из ионов и электронов. Головка канала плазмы, имеющей избыточный положительный заряд, передвигается к катоду. [c.120]

Схема пламенно-ионизационного детектора промышленного типа показана на рис. Х-15. Элюент, выходящий из колонки, смешивается с водородом и сжигается у выхода из наконечника металлического эжектора в избытке воздуха. С целью уменьшения случайных шумов (фоновых сигналов) потоки водорода и воздуха очищаются фильтрованием от частичек щелочных солей и углеродных соединений, образующих лавины ионов при прохождении через пламя. По этой причине применение стеклянных эжекторов не рекомендуется. Сгорание водорода у выхода эжектора дает [c.238]

Каждый перви.чный ион, образовавшийся под действием ионизирующей частицы в пропорциональном счетчике, вызывает образование 10 —10 ионов, составляющих так называемую ионную лавину. Прямая пропорциональная зависимость между энергией ионизирующей частицы, израсходованной на ионизацию, и амплитудой возникшего под действием частицы импульса будет иметь место, если отдельные ионные лавины не взаимодействуют между собой, так что амплитуда общего импульса равна алгебраической сумме амплитуд импульсов отдельных ионных лавин. Лавины действительно развиваются в пропорциональном счетчике независимо друг от друга, так как из-за сильной неоднородности электрического поля они образуются только в очень небольшой области около анода, а объем, приходящийся на одну лавину, крайне мал. Конечно, ионизация газа частицей может произойти в любой точке внутри счетчика, однако перемещение первичных ионов через область, в которой отсутствует газовое усиление, вносит очень небольшой вклад в общий импульс и практически не влияет на его величину. [c.82]

В общем случае число вмнульсов /изм, измеряемое детектором, несколько меньше числа частиц 1с, попавших в него и вызвавших соответствующие процессы, так как часть частиц не регистрируется из-за наличия разрешающего времени детектора. Эффективность детектора от величины разрешающего времени не зависит. Эффективность счетчиков Гейгера— Мюллера к -частицам близка к 100%, так как каждая -частица, попавшая в рабочий объем счетчика, практически всегда вызывает акты ионизации газа, а в области Гейгера для возникновения ионной лавины достаточно появления в счетчике хотя бы одной пары ионов. [c.86]

Р Счетчики регистрируют и укванты, но с очень небольшой эффективностью (десятые доли процента и ниже). Поэтому для регистрации у-квантов применяют специальные у-счетчики, имеющие некоторые конструктивные особенности по сравнению с цилиндрическими р-счетчиками. Корпус у-счетчиков обычно изготовляют из стекла, на внутренней поверхности которого находится сетка из никеля или тонкий слой меди или вольфрама. Никелевая сетка или слой металла служит катодом. У у-счетчиков толщина стеклянной стенки вместе с покрытием, играющим роль катода, составляет примерно 300 Mzj M . Делать у-счетчики с большей толщиной стенок нецелесообразно если место образования фото- или комптоновского электрона будет расположено слишком глубоко, то электрон не сможет достичь поверхности, а возникновение ионных лавин вызывают, разумеется, только те электроны, которые оказались в газовом объеме счетчика. [c.90]

КОМ слабы, чтобы могла развиться ионная лавина. Стабые импульсы, возникающие при этих условиях, можно наблюдать и непосредственно с помощью чувствительных электрометров [95] теперь, однако, принято подавать их на линейный усилитель и далее, через пересчетную схему, на механический счетчик [76, 85, 127]. [c.116]

Установлено, что хрупкое разрушение кристаллов (например, раскол или разлом) происходит преимущественно по границам скоплений примесей и других точечных дефектов. Поверхности раскола или разлома содержат более вьюокую концентрацию примесей и других точечных дефектов, чем это следует из средней концентрации дефектов в объеме кристаллов. Хрупкое разрушение кристаллов сопровождается электрическими микроразрядами, электронными и ионными лавинами, протекающими в весьма короткое время (порядка секунд), а также эмиссией электронов [11, 12]. [c.29]

Положительные ионы, образующиеся в счетчике, движутся гораздо медленнее электронов. Вокруг нити создается своеобразный чехол из положительных ионов. Этот чехол снижает напряженность электрического поля, и вблизи самой нити ударная ионизация электронами прекращается. По прошествии определенного времени (приблизительно 3 10 с) значительная часть положительных ионов отойдет от нити и приблизится к катоду. При столкновении положительных ионов с катодом могут выбиваться электроны. Таким образом, разряд, один раз возникнув, уже не может погаснуть. Между тем, для того, чтобы с помощью счетчика можно было проводить измерения, необходимо, чтобы одной частице, попавшей в счетчик, отвечал один разряд. Вот почему требуется гасить возникший в счетчике разряд. Гашение разряда достигается двумя способами. В несамогасящихся счетчиках в цепь включается большое сопротивление (порядка миллионов ом). Благодаря этому происходит падение напряжения и, как результат этого, снижение потенциала нити. Все это вызывает принудительное гашбние разряда. После гашения разряда потенциал нити восстанавливается, и счетчик снова приобретает возможность к образованию лавины. Все эти процессы происходят за очень короткое время — за несколько сотых долей секунды. Само собой разумеется, что число распадов в секунду, превосходящее 100, несамо-гасящиеся счетчики регистрировать не могут. [c.119]

Электронные лавины образуются периодически при эгом положительные ионы притягиваются назад к отрицательному электроду, и корона принимает форму узкой светящейся зоны вблизч этого электрода Вышедшие за преде пы короны электроны при- [c.202]

Онисан [327] эффект возбуждения электромагнитного излучения — генерирование электромагнитных волн в радиодианазоне при нарушении адгезионной связи. Это излучение и сонровожда-юш ее его свечение газового промежутка свидетельствуют, по мнению авторов, о существовании в зазоре между разделяемыми поверхностями ноля высокой напряженности. Электрон под действием этого поля набирает достаточную скорость для ионизации встречающихся молекул. Так на пути электрона возникает лавина положительных и отрицательных ионов — микроплазма. Находящаяся в ускоряющем электрическом ноле микроплазма генерирует радиоволны [327]. [c.203]

Из вышеизложенного следует, что когда К и при условии образования вторичных электронов в процессе нейтрализации ионов вблизи катода (это возможно при сравнительно больших давлениях рабочего газа и напряжении, большем потенциала зажигания короны) в счетчике возникает самоподдерживаю-щийся разряд, который называют коронным разрядом. Корона у нити счетчика возникает в виде тонкого слоя светящегося газа (коронирующий слой), в котором идет усиленное образование электронных лавин. Остальное пространство в таком счетчике представляет внешнюю область короны, в которой нет свободных электронов, отсутствует ударная ионизация, и носителями тока являются в основном положительные ионы. [c.84]

Гасящие примеси захватывают фотоны на близком расстоянии от нити, так что они не попадают на катод. Ионизация примеси фотонами происходит вблизи нити, поэтому разряд начинает распространяться вдоль нити. Заканчивается эта стадия разряда точно так же, как и в несамогасящемся счетчнже, образованием положительного пространственного заряда вблизи нити. Пространственный заряд приводит к затуханию электрон-но-фотонных лавин. В отличие от несамогасящегося счетчика, здесь до катода доходят не ионы основного газа (например аргона), а ионы гасящей добавки, в частности ионы спирта. По пути к катоду ионы аргона в результате большого числа соударений передают свой заряд молекулам спирта, поскольку потенциал ионизации последних ниже, чем потенциал ионизации аргона. Ионы молекул спирта нейтрализуются на катоде, не вызывая эмиссии электронов в объем счетчика. Поэтому независимо от величины поля вблизи нити разряд в счетчике продолжаться не может. Полная длительность процессов в счетчике определяется временем дрейфа положительных ионов, которое по порядку величины примерно равно 10 с. Однако начальные стадии разряда (электронно-фотонные лавины) протекают достаточно быстро (10 -10 с), поэтому с помощью счетчиков Гейгера — Мюллера можно регистрировать момент прохождения через него частицы с точностью до 10 с. [c.84]

В неоднородном детекторе имеются области с различным типом проводимости — электронным (и) и дырочным (р). На границе этих областей возникает потенциальный барьер, препятствующий свободному прохождению носителей заряда через полупроводник. Неоднородные детекторы различаются по структуре п—р, р—г—и) по способу изготовления (поверхностно-барьерные, диффузионные, детекторы с ионным легированием, диффузионно-дрейфовые, сплавные) по принципу работы (детекторы без усиления, с пропорциональным усилершем, с лавинным усилением). [c.85]

Тлеющий разряд является одним из наиболее распространенных типов разряда при низких давлениях. Он относится к типу самостоятельных разрядов, т. е. раз рядов, не прекращающихся после прекращения действия постороннего ионизатора. Несамостоятельный разряд может перейти в самостоятельный при условии, если число электронов и ионов, возникающих при разряде, больше или равно числу ионов, уходящих из разряда. Возник новение ионов в разряде происходит благодаря раз витию электронных лавин. Каждый электрон, находя щийся в разрядном промежутке, ионизует при столкно нении атом, при этом получаются новые электроны, ко торые, в свою очередь, ионизуют другие атомы. Число электронов, двигающихся к аноду, увеличивается с уда лением от катода. Разность потенциалов, при которой происходит переход несамостоятельного разряда в само стоятельный, называется потенциалом зажигания. Как показывает опыт, потенциал зажигания зависит от про изведения рй, где р — давление и с1 — расстояние межд электродами разрядной трубки (см. рис. 10). Как видно из рисунка, кривые имеют минимум. Это объясняется тем, что, с одной стороны, рост давления или величины разрядного промежутка увеличивает число ионизующих [c.36]

Скорость движения электронов гораздо больше скорости движения положительных ионов. Не нарушая общности рассуждений, можно принять, что за врелш собирания иа нити всех электронов положительные ионы не успевают сдвинуться с мест своего образования. Следовательно, после собирания всей электронной лавины и регистрации этого электронного импульса чехол положительных ионов остается во всем объеме счетчика. В результате этого образуется пространственный положительный заряд, который снижает напряжение на счетчике. Напряжение снижается настолько, что прекращается самостоятельный коронный разряд в счетчике. Итак, при регистрации ядерной частицы в счетчике возникает самостоятельный коронный разряд, который гасится пространст-46 [c.46]