Возбуждение - аргон
Cтраница 2
 |
Схема основных типов аргоновых детекторов. [16] |
При столкновении этих атомов с молекулами примеси возможны удары второго рода, при которых энергия возбуждения переходит к электронам молекул примеси. Если потенциал их ионизации ниже энергии возбуждения аргона ( 11 6 эв), то при таком столкновении происходит ионизация примеси. [17]
При использовании гелия в качестве газа-носителя работу детекторов в режиме ионизационного усиления определяют физические процессы, аналогичные тем, которые были рассмотрены в предыдущих разделах. Однако следует учитывать, что энергия возбуждения мета-стабильного состояния гелия заметно выше энергии возбуждения аргона. Поэтому влияние примесей на эффективность возбуждения гелия должно сказываться сильнее. Действительно, первые опыты с гелиевыми детекторами выявили сложности в осуществлении нового метода детектирования. [18]
Это создает возможность детектирования паров ртути с высокой чувствительностью аргоновым детектором, так как потенциал ионизации ртути ( 10 43 эв) близок к энергии возбуждения аргона. [19]
В аргоновом ионизационном детекторе происходят следующие процессы. Сначала происходит некоторая ионизация аргона ip - частицами в сильном электрическом поле. Возбуждение аргона в обычных электрических лолях происходит главным образом вблизи анода, и, поскольку аргон является преобладающим компонентом газовой среды, получается высокая концентрация Аг с энергией 11 6 эв. При возвращении в устойчивое состояние Аг испускает ультрафиолетовое излучение. В результате взаимодействия Аг с примесями в газе возникает дополнительный фоновый ток. [20]
Если аргон или любой другой из инертных газов поглощают ионизирующую радиацию, атомы газа возбуждаются до метастабильного со-стояния, имеющего относительно долгую продолжительность. В чистом газе эти метастабильные атомы переходят в нормальное основное состояние, испуская радиацию. В присутствии небольших следов других газов метастабильные атомы аргона могут передавать свою энергию при столкновении. Так как ионизационные потенциалы большинства органических соединений ниже, чем потенциал возбуждения аргона, эти молекулы легко ионизируются. [22]
Рассмотрим некоторые особенности движения электрона в реакционной зоне детектора. В действительности это значение выше, так как электрон дрейфует в направлении поля, совершая хаотическое движение. Из полного числа соударений лишь единицы приходятся на неупругие. Так, в оптимальном режиме работы детектора число столкновений, приводящих к возбуждению аргона, равно двум. Отсюда следует, что среднее приращение энергии электрона за время его свободного пробега существенно ниже энергии е, необходимой для любого возможного неупругого соударения. Кроме того, необходимо учесть, что электрон, обладающий малой в сравнении с атомом массой, при каждом упругом соударении теряет незначительную часть своей энергии. [23]
Страницы: 1 2