3. Дозиметрические приборы.

Дозиметрические приборы – дозиметры, устройства, предназначенные для измерения доз ионизирующих излучений или величин, связанных с дозами. Они могут служить для измерения доз одного вида излучения (-дозиметры, нейтронные дозиметры и т. д.) или смешанного излучения. Дозиметрические приборы для измерения экспозиционных доз рентгеновского и -излучений обычно градуируют в рентгенах и называются рентгенметрами. Приборы для измерения эквивалентной дозы, характеризующей степень радиационной опасности, иногда градуируют в бэрах и их часто называют бэрметрами. Радиометрами измеряют активности или концентрацию радиоактивных веществ.

Счетчик Гейгера (или счётчик Гейгера-Мюллера)  газонаполненный счётчик заряженных элементарных частиц, электрический сигнал с которого усилен за счёт вторичной ионизации газового объёма счётчика и не зависит от энергии, оставленной частицей в этом объёме. Изобретён в 1908 году Х.Гейгером и Э.Резерфордом, позднее усовершенствован Гейгером и Мюллером. Конструктивно счётчик Гейгера устроен так же, как пропорциональный счётчик, т.е. представляет собой цилиндрический конденсатор, заполненный инертным газом. К внутреннему электроду (тонкой металлической нити) приложен положительный потенциал, к внешнему – отрицательный. Функционально счётчик Гейгера так же, в основном, повторяет пропорциональный счётчик, но отличается от последнего тем, что за счёт более высокой разности потенциалов на электродах работает в таком режиме, когда достаточно появления в объёме детектора одного электрона, чтобы развился мощный лавинообразный процесс, обусловленный вторичной ионизацией, который способен ионизовать всю область вблизи нити-анода. При этом импульс тока достигает предельного значения (насыщается) и не зависит от первичной ионизации. По существу, при попадании в счетчик Гейгера частицы в нём вспыхивает (зажигается) самостоятельный газовый разряд. При этом коэффициент газового усиления может достигать 10¹⁰, а величина импульса десятков вольт. Этот счётчик обладает практически стопроцентной вероятностью регистрации заряженной частицы, так как для возникновения разряда достаточно одной электрон-ионной пары. Однако длительность сигнала со счётчика Гейгера сравнительно велика ( 10^-4 с). Именно такое время требуется, чтобы медленные положительные ионы, заполнившие пространство вблизи нити-анода после пролёта частицы и прохождения электронной лавины, ушли к катоду и восстановилась чувствительность детектора.

Сцинтилляционный счётчик – прибор для регистрации ядерных излучений и элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов, -квантов, мезонов и т. д.), основными элементами которого являются вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор), и фотоэлектрический умножитель (ФЭУ). Визуальные наблюдения световых вспышек (сцинтилляций) под действием ионизирующих частиц (α-частиц, осколков деления ядер) были основным методом ядерной физики в начале XX века. Позднее этот счетчик был полностью вытеснен ионизационными камерами и пропорциональными счетчиками. Его возвращение в ядерную физику произошло в конце 1940-х гг., когда для регистрации сцинтилляций были использованы многокаскадные ФЭУ с большим коэффициентом усиления, способные зарегистрировать чрезвычайно слабые световые вспышки.

Принцип действия сцинтилляционного счётчика состоит в следующем: заряженная частица, проходя через сцинтиллятор, наряду с ионизацией атомов и молекул, возбуждает их. Возвращаясь в невозбуждённое (основное) состояние, атомы испускают фотоны. Фотоны, попадая на катод ФЭУ, выбивают электроны, в результате чего на аноде ФЭУ возникает электрический импульс, который далее усиливается и регистрируется. Детектирование нейтральных частиц (нейтронов, γ-квантов) происходит по вторичным заряженным частицам, образующимся при взаимодействии нейтронов и γ-квантов с атомами сцинтиллятора.