تاریخچه آشکارساز گایگر مولر

هانس گایگر (Hans Geiger) در سال 1908، تحت نظارت ارنست رادرفورد (Ernest Rutherford) در دانشکاه ویکتوریا منچستر (دانشگاه منچستر کنونی) تکنیکی آزمایشگاهی اختراع کرد تا ذرات آلفا (α) را شناسایی کند سپس در سال 1928 در لوله گایگر مولر مورد استفاده واقع شد. ایت قطعه اولیه تنها توانایی شناسایی ذرات آلفا را داشت و قسمتی از یک ابزار آزمایشی بزرگتر بود. مکانیزم یونیزاسیون بنیادی که به کار برده شد بین سال های 1897 تا 1901 جا سیلی (John Sealy Townsend) توسعه داد که به تخلیه تونسند (Townsend discharge) معروف است.

آشنایی با گایگر مولرها

گایگر مولر که به آن به طور مخفف GM نیز می گویند ابزاری است که برای سنجش و آشکارسازی شدت و یا طیف یونیزاسیون و غیر یونیزاسیون به کار می رود و توانایی شناسایی و شمارش ذرات بارداری بنیادی را داراست و یک نوع شمارشگر گازی محسوب می شود. آشکارسازهای گازی از جمله مهم ترین و پرکاربردترین آشکارسازها محسوب می‌شوند. همانطور که در بالا ذکر شد برای اولین بار در سال 1908 آشکارسازهای گازی برای آشکارسازی اشعه توسط گایگر مولر در آزمایشگاه رادرفور استفاده شد و پس از آن برای آشکارسازی و سنجش اشعه مورد استفاده قرار می‌گیرد. آشکارساز گایگر مولر آشکارساز گایگر نیز نامیده می‌شود[1]. لوله گایگر مولر یک عنصر حسگر برای دستگاه های گایگر کانتر است که برای تشخیص تابش های یونیزه شده استفاده می شود. در واقع نوعی آشکار ساز گازهای یونیزه محسوب می شود و تابش ذرات گاما، ایکس، آلفا و بتا را شناسایی می کند و همچنین می تواند نوترون ها را آشکار کند اما توانایی تشخیص اشعه ها از یکدیگر را ندارد. هر کدام از گایگر مولرها در محدوده ای از دما، ولتاژ و شدت جریان کار می کنند و در تابش های بالا کارکرد مناسبی ندارند.

لوله گایگر مولر از محفظه ای تشکیل شده است که شامل مخلوط گازی با فشار بسیار پایین (0.1 اتمسفر)، کاتد و آند است. وقتی اشعه ای به لوله برخورد کند بار مثبت به وجود می آید. در اثر اختلاف ولتاژ قوی بین الکترودها، میدان الکتریکی قوی به وجود آمده بارهای مثبت را به سمت کاتد و بارهای منفی را به سمت آند هدایت می کند[2]. در این نوع آشکارسازها اغلب از نوبل گازها (گازهای نجیب مانند: هلیوم، آرگون، نئون و ...) استفاده می شود زیرا درغیر این صورت در لوله گایگر و در اختلاف پتانسیل زیاد بین آند و کاتد، گازها به صورت خود به خود تبدیل به یون می شوند و این موجب برزو خطا در اندازه گیری می شود. اما گازها نجیب به آسانی به یون تبدیل نمی شوند و خطا و نویز این نوع گازها بسیار کم است.

LND712

آشکارساز گایگر مولر قادر است حتی با وجود یک زوج یون در محیط گازی جریان و پالس ایجاد کند. بنابراین اگر اشعه‌ای وارد حجم گازی آشکارساز وارد شود حتماً شمرده خواهد شد. پالس‌های تشکیل شده توسط این آشکارسازها ارتفاع بیشتری نسبت به بسیاری از انواع دیگری از آشکارسازهای دارند و هم چنین نیازی به استفاده‌ی تقویت کننده در آشکارسازهای گایگر نیست[1]. 

 ویدئو معرفی گایگر مولر و اساس کار آن