Счетчик Гейгера, названный в честь своего изобретателя Ганса Вильгельма Гейгера, является одним из самых известных и широко используемых приборов в ядерной физике и радиационной безопасности. Этот простой и надежный инструмент используется для измерения ионизирующего излучения и обнаружения радиоактивных материалов. В данной статье мы расскажем об истории создания счетчика Гейгера и его развитии от первых экспериментов до наших дней.
Начало 20-го века было временем активного исследования радиоактивности и ионизирующих излучений. В 1900 году Вильгельм Конрад Рентген открыл рентгеновские лучи, а в 1911 году Эрнест Резерфорд провел успешный эксперимент по расщеплению атома на альфа-частицы. В это время Гейгер, работая в Физическом институте университета в Гамбурге, начал экспериментировать с газоразрядными счетчиками, созданными его коллегой Иреной и Вальтером Мюллером. Первый счетчик Гейгера был разработан в 1908 году и представлял собой стеклянный цилиндр, заполненный разреженным газом, обычно аргоном или неоном. Внутри цилиндра находились два электрода, один из которых был заземлен, а другой - под высоким напряжением. Когда ионизирующее излучение, такое как альфа- или бета-частицы, попадало в цилиндр, оно вызывало ионизацию молекул газа, что приводило к образованию свободных электронов и положительных ионов.
При подаче напряжения на электроды эти заряженные частицы ускорялись и двигались к электродам. Если напряжение было достаточно высоким, электроны получали достаточно энергии для ионизации дополнительных молекул газа, порождая лавину заряженных частиц. Этот процесс назывался "газовым усилением", а напряжение, необходимое для его возникновения, называлось "напряжением пробоя". Гейгер заметил, что при прохождении ионизирующей частицы через счетчик происходил кратковременный всплеск тока, который можно было зарегистрировать с помощью чувствительного гальванометра. Это открытие стало основой для разработки счетчика Гейгера - Мюллера, который стал стандартным инструментом для измерения радиации и радиоактивности в начале 20 века.
Со временем счетчик Гейгера претерпел ряд модификаций и улучшений. В 1930-х годах были разработаны счетчики Гейгера-Мюллера с металлической оболочкой, которые обеспечивали лучшую защиту от внешних электромагнитных помех и механических ударов. В середине 20 века были созданы счетчики Гейгера с пропорциональным счетом, обладающие большей точностью и разрешающей способностью. Современные счетчики Гейгера представляют собой сложные устройства, основанные на микроэлектронике и полупроводниковых детекторах. Они способны регистрировать широкий спектр ионизирующих излучений, включая альфа-, бета-, гамма- и нейтронное излучение, а также измерять их энергетические спектры и интенсивность.
История счетчика Гейгера является ярким примером того, как простое изобретение может стать незаменимым инструментом в науке и технике. С момента своего создания в начале 20 века счетчик Гейгера прошел долгий путь развития и продолжает оставаться одним из основных инструментов для исследования ионизирующих излучений и ядерной физики.