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.
1.1270
TEKNISK TIDSKRIFT
minsta svårigheterna. Man kan därvid utnyttja
följande kärnreaktion
nJ + B1
Li^ + He;
De vid kärnreaktionen uppkomna nya kärnorna
ha båda stor energi (tillsammans 2,5 MeV) och
åstadkomma därför längs sina banor ett stort
antal joner. Dessa senare kunna sedan registreras
med hjälp av ett GM-rör.
Ett neutronrör utföres därför så att ett vanligt
GM-rör fylles med en gasformig borförening,
BF3, till lämpligt tryck. För att kunna sovra bort
alla impulser, som icke kunna härröra från
neutroner (t.ex. elektroner, ^-strålning osv.) drives
röret icke i Geiger-området utan i
proportiona-litetsområdet. Om man antar, att det kräves ca
30 V per jonpar skulle vid varje neutronreaktion
tydligen bildas omkring 85 000 jonpar. Enligt
formeln dV A’ n • e/C motsvarar detta en
spänningsändring på tråden av omkring 10~3 V om
gasförstärkningsfaktorn A sättes till 1
(jonisa-tionskammarområdet) och C f= 10 cm.
Det är särskilt gynnsamt att driva ett neutronrör
i proportionalitetsområdet av följande anledning.
BF,3 är en fleratomig gas och bör följaktligen
vara självsläckande, dvs. den absorberar
fotonerna som bildas vid urladdningsförloppet. Eftersom
fotonerna skulle alstra nya urladdningar kan
man tydligen räkna med att
gasförstärkningsfaktorn för en gas som BF3 skall stiga mindre
brant med spänningen än för en icke
självsläckande gas. På grund härav blir
proportionalitetsområdet längre och därmed kraven på spännings
-konstans icke så stora. I själva verket erbjuder
det inga svårigheter att driva röret vid en
spänning inom proportionalitetsområdet som
motsvarar en gasförstärkning av ända upp till 104. Redan
vid A =100 kunna impulserna lätt registreras
med enkla rörkopplingar eller påvisas medelst
oscillograf.
Det kan visas, att antalet neutroner, som
registreras per sekund, kan skrivas
n i= U ’ L " p ’ q ’ ot • Vt
Här betyder U rörets volym, L Loschmidts tal
(2,7 ’ 1010), p bortrifluoridens tryck i at, q neu-
HOOH
Fig. 9. Spänningsstabilisator enl. Street—Johnson. R^^O,!
M-Q, 0,5 W, R2 — 50 kü, 2 W, R3 t= 1,7 MQ, 2 W, Plt= 50
W, 5 W, C1 = 2 uF, 3 000 V, C2,= 1 /uF, 3 000 V, M ,=
Siemens DSE 0—1 mA.
trontätheten (dvs. antalet neutroner per cm"),
ot verkningstvärsnittet för ovanstående
kärnreaktion (500 ’ 10~"4 cm" om hänsyn tas till
isotopi-förhållandena i bor) samt vt den termiska
hastigheten av neutronerna (i termisk jämvikt med
paraffin eller vatten). Av formeln framgår bl.a.
att den observerade räknehastigheten är
proportionell mot neutrontätheten och icke mot antalet
inkommande neutroner. (Detta hänger samman
med att verkningstvärsnittet o för reaktionen av-
r
tar som
Rörets neutroneffektivitet, dvs. förhållandet
mellan antalet registrerade och i röret inkommande
neutroner, kan skrivas
E i= L • p ’ ot’ d
där d approximativt är lika med rörets diameter.
För ett neutronrör, som har diametern 7 cm och
är fyllt med BF3 till 1 at, blir E enligt denna
formel 10,4 %. Ett mindre rör med d (= 2 cm och
p i=0,l at har däremot en effektivitet av endast
0,29 %.
För snabba neutroner ligga förhållandena mera
ogynnsamt till. Man måste här i stället söka
utnyttja den rörelseenergi, som erhålles vid rekylen
mellan en snabb neutron och t.ex. en väteatom.
Den därvid erhållna snabba protonen
åstadkommer längs sin bana de joner, som krävas för
neutronens registrering. Emellertid är
verkningstvärsnittet för dylika stötförlopp ganska lågt
(spridningstvärsnittet för neutron-proton är omkring
1 • 10~"4) varför effektiviteten för neutronrör för
snabba neutroner i allmänhet är låg. Ett rör med
diametern 2 cm, som är fyllt med väte till 280
torr tryck, har t.ex. en effektivitet av endast
0,001 %.
Viktiga rörkopplingar
Förutom de kopplingar för "släckning" av
impulsen, som tidigare behandlats, återstå av
viktigare kopplingar framför allt två enheter, som
ingå i varje GM-rörsapparatur, nämligen
liög-spänningsstabilisatorn samt den "scale", som
skall förminska räknehastiglieter, innan
impulserna nå fram till räkneverket. Tekniken på detta
område har nått mycket långt, varför det redan
nu finnes ett mycket stort antal goda kopplingar
att välja på.
Fig. 9 visar en spänningsstabilisator enligt
Street—Johnson. En spänningsförhöjning på
pen-todens katod i förhållande till jord ger ökad
negativ gallerförspänning på röret och därmed ett
ökat spänningsfall över röret, varigenom
potentialen på pentodens katod tenderar att bli
konstant. Denna koppling medger en synnerligen god
spänningskonstans även vid belastningar på
flera mA.
Eftersom upplösningsförmågan även för ett gott
mekaniskt räkneverk (ca 10-i2 s) är betydligt
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
