[متعب العتيبي]

س1/مم تتكون انبوبة جايجر؟. س2/ اهمية عملية الإخماد في انبوبة عدّاد جايجر؟
س3/كيف نحسب جهد التشغيل في انبوبة عدّاد جايجر؟

[mohammed.samiyusuf]

يملأ أنبوب جايجر-مولر بغاز نبيل عند ضغط منخفض (نحو 1و0 ضغط جوي)، والغاز المستخدم النيون أو الهيليوم أو أرجون (عنصر) كما يحتوي الغاز على قليل من بخار عضوي أو غاز هالوجين (فلور أو كلور). يحتوي الأنبوب على قطبين كهربائيين منعزلين (مصعد ومهبط)، بينهما جهد كهربائي يقدر بعدة مئات فولت وبحيث أن لا يسير بينهما تيار كهربائي. تصنع جدران الأنبوب من المعدن أو يكون سطحها الداخلي مطليا بطبقة معدنية موصلة للكهرباء لتكون المهبط بينما يشكل سلك مركزي مار بطرفي الأنبوب من الداخل المصعد.

عند مرور شعاع مؤين داخل الأنبوب فإنه يؤين بعضا من جزيئات الغاز أو ذرات الغاز مكونة أيونات موجبة الشحنة وإلكترونات. يعمل الحقل الكهربائي الموجود في داخل الأنبوب الناشيئ بين المهبط والمصعد على تسريع الأيونات الموجبة إلى المهبط والإلكترونات إلى المصعد. وتكتسب الأيونات والإلكترونات سرعات عالية بحيث تؤين بالاصتدام عددا أكبر من ذرات الغاز مكونة شلالا من الشحنات.

يصل شلال الإلكترونات بسرعة إلى المصعد وتسبب نبضة كهربائية يمكن عدّها بعداد إلكتروني.

وتحوي معظم العدادت على مكبر صوت يجعل تسجيل النبضة الكهربائية مسموعا. ويتناسب معدل النبضات في الثانية مع كثافة الإشعاع. كما يوجد نوع من عدادت جايجر له لوحة ومؤشر يبين معدل الجرعة الإشعاعية بوحدة مللي ريم. ساعة ،إلا أنها لا تعطي بسهولة جرعة الاشعة الحقيقية نظرا لأن الأنبوب لا يفرق بين طاقات الأشعة.

[mohammed.samiyusuf]

عداد جايجر-مولر المثالي يعطي نبضة واحدة لكل شعاع مؤين يدخله، فلا يكون مذبذبا فيعطي نبضات ثانوية كما يجب أن يستعيد سريعا قدرته على القياس. ولكن لسوء الحظ أن أيون الأرجون ذو الشحنة الموجبة عندما يلتقط إلكترونا من المهبط ويتعادل كهربائيا يكون في حالة إثارة، وعندما تعود ذرة الأرجون إلى الحالة القاعية بإصدارها فوتونا فإن هذا الفوتون في إمكانه التسبب في تأين الغاز من جديد. يمكن منع ذلك بواسطة إضافة بخار غاز عضوي مثل إيثانول أو البوتان أو أحد الهالوجينات مثل البروم أو الكلور.

[mohammed.samiyusuf]

بعد حدوث نبضة الجهد مباشرة يكون العداد في حالة لا يستطيع خلالها تسجيل شعاع آخر دخل الأنبوب، تستغرق تلك الحالة نحو 1و0 مللي ثانية (أي 0001و0 ثانية) وتسمى لذلك بالإنجليزية "زمن الموت" dead time. ويرجع سبب ذلك إلى وجود أيونات ذرات الأرجون في الغرفة (الأنبوب) بعد النبضة الإلكترونية وهي تحجب الجهد الكهربي عن المصعد خلال هذا الوقت. وبعدما تختفي سحابة الإيونات من الغاز بتوجهها والتقاطها من المهبط عندئذ يصبح العداد مستعدا لتسجيل شعاع آخر. ويعتمد زمن الاحتجاز هذا على نوع العداد حيث يعتمد على مقدار الجهد الكهربائي المستخدم ومقاييس أنبوب جايجر-مولر ونوع الغاز فيه. كما تعمل إضافة هالوجين أو إيثانول إلى الغاز على تقصير "زمن الاحتجاز ".

وتستطيع عدادات جايجر قياس عدد النبضات الحادثة ولكن لا يستطيع تحديد نوع الجسيم أو الإشعاع المتسبب. ورغم أن قدرة جسيم مثل أشعة ألفا تختلف عن مقدرة شعاع جاما على تأيين الغاز اختلافا كبيرا وتختلف طاقة كل منهما أيضا كثيرا إلا أن عداد جايجر لا يستطيع التفرقة بينهما. ومن أجل هذا السبب يمكن تعديل بعض أنواع عدادات جايجر-مولر في هيئة العداد التناسبي لمعرفة نوع الأشعة الساقطة وكذلك قياس جرعة الطاقة الإشعاعية.