Кіріспе
Газды иондау детекторы
Пропорционалды есептегіш – иондаушы сәулелену бөлшектерін өлшеуге қолданылатын газды иондау детекторының бір түрі. Оның ерекшелігі – детекторға түскен сәулелену энергиясын, иондау оқиғасы нәтижесінде детектормен сіңірілген сәулелену энергиясына пропорционалды шығыс импульсін жасау арқылы өлшеу мүмкіндігі; осы себепті детектор осылай аталады. Бұл детектор, түскен сәулеленудің энергия деңгейін анықтау қажет болған жағдайларда, мысалы, альфа және бета бөлшектерін ажыратуда немесе рентген сәулелену дозасын дәл өлшеуде кеңінен қолданылады. Пропорционалды есептегіш Гейгер-Мюллер түтігі мен иондау камерасының принциптерін біріктіреді және олардың арасындағы кернеудің орташа аймағында жұмыс істейді. Қоса берілген сызба коаксиалды цилиндрлік конфигурацияда пропорционалды есептегіштің жұмыс істейтін кернеу аймағын көрсетеді.
The proportional counter is a type of gaseous ionization detector device used to measure particles of ionizing radiation. The key feature is its ability to measure the energy of incident radiation, by producing a detector output pulse that is proportional to the radiation energy absorbed by the detector due to an ionizing event; hence the detector's name. It is widely used where energy levels of incident radiation must be known, such as in the discrimination between alpha and beta particles, or accurate measurement of X ray radiation dose. A proportional counter uses a combination of the mechanisms of a Geiger–Müller tube and an ionization chamber, and operates in an intermediate voltage region between these. The accompanying plot shows the proportional counter operating voltage region for a co axial cylinder arrangement.
Газ қоспалары
Әдетте детектор асыл газбен толтырылады; олардың иондану кернеуі ең төмен және химиялық тұрақтылығы жоғары. Көбінесе неон, аргон, криптон немесе ксенон қолданылады. Төмен энергиялы рентген сәулелерін анықтау үшін жеңіл ядролы (неон) газ жақсырақ, себебі ол жоғары энергиялы фотондарға азырақ сезімтал. Жоғары энергиялы рентген сәулелері үшін немесе қажетті тиімділікті арттыру үшін криптон немесе ксенон таңдалады. Көбінесе негізгі газға сөндіргіш қоспа қосылады. Танымал қоспа – P10 (10% метан, 90% аргон). Жұмыс қысымы 1 атмосфера (шамамен 100 кПа).
Спектроскопия
Камера арқылы өтетін зарядталған бөлшектің энергиясы мен пайда болған жалпы заряд арасындағы пропорционалдық, пропорционалды есептегіштерді зарядталған бөлшектер спектроскопиясы үшін пайдалы етеді. Электродтар арасындағы жалпы зарядты (электр тогының уақыт интегралы) өлшеу арқылы біз бөлшектің кинетикалық энергиясын анықтай аламыз, себебі кіріспе иондаушы зарядталған бөлшек тудырған ион жұптарының саны оның энергиясына пропорционалды. Дегенмен, пропорционалды есептегіштің энергиялық ажыратымдылығы шектеулі, өйткені бастапқы иондану оқиғасы да, одан кейінгі "көбейту" оқиғасы да, қалыптасқан орташа санның квадрат түбіріне тең стандартты ауытқумен сипатталатын статистикалық флуктуацияларға ұшырайды. Бірақ, тәжірибеде бұл флуктуациялар күтілгендей үлкен болмайды, себебі эмпирикалық Фано факторының әсері оларды азайтады. Бұл барлық сәулелену өлшеу құралдарының технологиясын қамтиды және пропорционалды есептегіштерді қолдануға қатысты пайдалы салыстырмалы нұсқаулық болып табылады.