∙газоразрядные лампы, в которых основным источником излучения являются возбуждённые атомы, молекулы;

∙фотолюминесцентные (или просто люминесцентные) лампы, в которых основным источником света является люминофор, возбуждаемый излучением газового разряда;

∙электродосветные лампы, в которых излучающим элементом являются электроды, нагреваемые в газовом разряде до высокой температуры.

Необходимо отметить, что в лампах второго и третьего типа к основному излучению добавляется излучение газового разряда, так что они дают смешанное излучение.

Вгазоразрядных источниках действия чаще всего используются две формы разряда: тлеющий и дуговой. Значительно реже применяется высокочастотный безэлектродный разряд.

Вимпульсных источниках света применяются искровые и дуговые разряды. Наибольшее количество газоразрядных ламп применяется для создания искусственного освещения, так как они имеют достаточно высокий КПД и большой срок службы. Так, люминесцентные лампы являются вторым после лампы накаливания массовым источником света. Для наружного и промышленного освещения широко применяются ртутно- кварцевые лампы высокого давления с исправленной цветностью (ДРЛ).

Весьма перспективными являются лампы с разрядом в парах различных веществ (натриевые, цезиевые, с йодным циклом и др.), которые имеют высокую светоотдачу, хорошие спектральные характеристики излучения и т.д. Промышленностью выпускаются мощные ксеноновые газоразрядные лампы, имеющие непрерывный спектр излучения, близкий к солнечному. Помимо освещения, газоразрядные источники света находят применение в самых различных областях народного хозяйства. Сюда можно отнести приборы, дающие УФ излучение (ртутно-кварцевые, эритемные, бактерицидные), различные лампы специального назначения, импульсные приборы, ИК лампы и т.д.

Наряду со многими достоинствами, газоразрядные источники излучения обладают и рядом недостатков. Одним из главных недостатков является

необходимость специального пускорегулирующего устройства при включении их в сеть. Кроме того, в большинстве случаев для устойчивой работы ламп необходимо включать в цепь балласт, ограничивающий ток разряда. Лампы, использующие разряд в парах металла, имеют довольно большое время запуска.

7.3.Ионизационные камеры и счетчики излучений

Внастоящее время приборы для измерения интенсивности ионизирующих излучений и регистрации отдельных частиц и квантов

123

экспериментальной биологии и медицине, атомной промышленности, военной технике, геологоразведке и т.д. Непосредственное обнаружение

одной заряженной частицы по её заряду или слабого потока частиц затруднительно из-за малости измеряемого тока. Однако, пролетая через газ,

частица может вызывать многократную ионизацию и заряд появившихся ионов и электронов может быть зарегистрирован. Например, a-частица может произвести свыше 105 ионизаций, прежде чем она будет окончательно заторможена. Возможно и дальнейшее усиление наблюдаемого заряда. Ускоряя электрическим полем электроны, образовавшиеся при первичной ионизации, можно, оставаясь в режиме несамостоятельного разряда, получить большое газовое усиление. Кроме того, можно довести поле до такой величины, что каждая ионизирующая частица вызовет пробой и возникновение самостоятельного разряда.

7.3.1. Ионизационные камеры

Ионизационные камеры применяются как для обнаружения отдельных частиц (счётно-ионизационные или импульсные камеры), так и для измерения интенсивности потока излучения (интегрирующие камеры).

Основное различие между ними заключается в величине постоянной времени t = RC контура, составленного из измерительной камеры и входной цепи измерительного устройства. Ионизирующие камеры широко применяются для измерения силы рентгеновских лучей (рентгенометры) или излучения радиоактивных препаратов и горных пород. Измеряется в этом случае постоянный ионизационный ток, текущий на электроды камеры, а

величина постоянной времени не имеет существенного значения и может быть очень большой. В импульсных ионизационных камерах постоянная времени составляет тысячные доли секунды. Обычно величина импульса

слишком мала и для её измерения требуется использовать большое внешнее усиление. Поэтому для регистрации отдельных частиц обычно пользуются не импульсными камерами, а пропорциональными счётчиками и счётчиками Гейгера.

7.3.2.Пропорциональные счетчики

Вобласти пропорционального счёта первичные электроны дают начало Таунсендовской лавине, непереходящей, однако, в самостоятельный разряд.

Коэффициент газового усиления для коаксиальной системы электродов равен:

где r при a = 0 – расстояние от оси, на котором ионизация прекращается.

124

Коэффициент газового усиления в счётчиках, наполненных чистыми инертными газами, составляет несколько сотен. При попытках увеличить напряжение нарушается стабильность работы прибора. Введение многоатомных газов (метан, пары спиртов) приводит к уменьшению

фотоэлектронной эмиссии с катода в результате поглощения фотонов этими газами и позволяет получить режимы устойчивой работы при коэффициентах газового усиления 102 – 103.

7.3.3. Счетчики Гейгера

Счётчики с самостоятельным разрядом имеют наиболее широкое применение. Они дают достаточно сильные импульсы, которые могут быть зарегистрированы при небольшом внешнем усилении или без него. При

наличии ионизирующего излучения количество импульсов в единицу времени (скорость счёта), отмечаемое счётчиком, будет зависеть от напряжения. Соответствующая кривая приведена на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Влияние напряжения на приборе на скорость счета:

I – при действии ионизирующего излучения; II – без излучения (фон счётчика)

Рабочей областью является горизонтальный участок кривой (плато). Если частица попадает в счётчик тогда, когда ещё не закончился разряд, вызванный предыдущей частицей, то она не будет зарегистрирована. Время,

втечение которого счётчик не реагирует на проходящие частицы, называется мёртвым временем.

Время полного восстановления свойств счётчика несколько больше, чем мёртвое время. Важно, чтобы мёртвое время и время полного восстановления были как можно меньше, так как от этого зависит наибольшее количество частиц, которое счётчик способен зарегистрировать

вединицу времени. Было замечено, что в счётчиках, наполненных многоатомными газами, можно получить эффективное гашение разряда и при небольшом внешнем сопротивлении. Такие счётчики называются самогасящимися. Роль многоатомного газа состоит в поглощении УФ

125