Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 49. 7 december 1946 - Geiger—Müllerrörets verkningssätt och användning, av Kai Siegbahn
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
14 december 1946
1263
Geiger -Müllerrörets verkningssät t
och användning
Docent Kai Siegbahn, Stockholm
Geiger—Müllerröret intar en markerat
dominerande ställning såsom det mest använda
instrumentet inom kärnfysiken samt de
forskningsområden, där radioaktiva isotoper komma till
användning. Anledningen härtill är givetvis att söka
däri att enstaka elementarpartiklar och
kärnpro-cesser med dess hjälp på ett enkelt sätt kan
registreras under en kontinuerlig tidsföljd.
Själva principen för GM-röret angavs redan 1908
av Rutherford och Geiger, men den numera
använda formen tillkom först 1928 genom fortsatt
utvecklingsarbete av de båda forskare, som redan
fått sina namn intimt förknippade med
instrumentet.
Principen för GM-röret är mycket enkel: En
laddad partikel, som inkommer i GM-röret, vilket
är fyllt med en lämplig gasblandning till ett visst
tryck, åstadkommer längs sin bana joner. Längs
rörets axel är en tråd spänd, vilken befinner sig
på hög positiv spänning relativt röret. Genom
stötjonisation alstrad av jonerna på deras
vandring i det elektriska fältet i röret åstadkommes
ett lavinartat urladdningsförlopp, som på ett eller
annat sätt "släckes", varefter röret är redo att
registrera nästa partikel. Den genom
urladdningsförloppet förorsakade elektriska impulsen
förstärkes och dirigeras sedan exempelvis till ett
mekaniskt räkneverk. Antalet erhållna impulser
under en viss tid utgör ett mått på strålningens
intensitet.
Trots principens relativa enkelhet har det visat
sig vara utomordentligt svårt att experimentera
fram rör och förstärkare med lämpliga
egenskaper, som i alla avseenden äro driftsäkra. Ett
mycket omfattande forskningsarbete har också
nedlagts på dessa frågor under de senaste 15 åren.
Även om många egenheter och fenomen
fortfarande äro ouppklarade, kan man utan tvivel
fastslå att GM-röret numera är moget att föras
ut till mera allmänt bruk inom olika områden.
Denna uppsats avser främst att ge en mera
ingående beskrivning av de förlopp, som utspelas
i röret under urladdningsprocessen. Dessutom
komma några av de viktigaste typerna av
GM-rör samt några användbara rörkopplingar att
beröras.
621.385.12
Vi anta, att ett GM-rör är inkopplat i en krets
av det utseende fig. 1 visar. Om en laddad
partikel, t.ex. en oc- eller ß-partikel kommer in i röret
alstrar den joner längs sin bana. Antalet joner,
som bildas i röret, är väsentligt beroende av den
inkommande partikelns egenskaper. För att alstra
ett jonpar åtgår för t.ex. en a-partikel ca 35 eV,
varför en 3,5 MeV ct-partikel alstrar 105 jonpar.
En snabb kosmisk partikel åter, som passerar
röret, kvarlämnar kanske endast ett trettiotal
jonpar.
Det är nu mycket instruktivt att se vad som
händer med dessa primärt bildade jonpar, när
spänningen över röret höjes. Vid normalt tryck och
temperatur kan positiva joners vandringshastighet
i luft sättas till 1,35 cm/s för ett fält av 1 V/cm.
Medellivslängden vid normalt tryck och
temperatur för en jon har bestämts exprimentellt av Hess
till ungefär 300 s. Härav inser man lätt att ingen
hänsyn behöver tas till jonernas rekombination
utom i vissa extremfall, dvs. då spänningen över
röret är mycket låg och trycket mycket högt
(hög-tryckjonisationskammare).
De vid jonisationen frigjorda elektronerna,
vilkas antal är lika med de samtidigt bildade
positiva gasjonernas, röra sig med mycket stor
hastighet mot tråden. I ett rör med radien 1 cm och med
1 000 V spänning på tråden åtgår vid
atmosfärstryck en tid av ca 10~3 s för att dra de positiva
jonerna till höljet. Elektronerna däremot
uppsamlas på tråden under en tidsrymd, som utgör
bråkdelen av en mikrosekund. Är det vid
jonisationen bildade antalet elektroner n, kommer
potentialändringen på tråden dV att bli
dV ’= dqlC r= e ’ nJC i= 1,60 • 10~7 • n\C voit
om C är uttryckt i jhjaF. Om kapaciteten C för
systemet är 10 jajuF förorsakar tydligen en
oc-partikel av 3,5 MeV energi en spänningsändring
på tråden — 1,6 ’ 10~3 V. En a-partikel av annan
energi ger i proportion till energin annan poten-
Fig. 1. GM-röreis verkningssätt.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
