5.2.1. Принцип действия

По принципу устройства газоразрядный счетчик не отличается от ионизационной камеры; он также является конденсатором, к которому приложена разность потенциалов. Существенное отличие газоразрядного счетчика от ионизационной камеры состоит в значении напряженности электрического поля между электродами, которое приводит к возникновению в чувствительном объеме детектора нового процесса, называемого газовым усилением.

Из изложенного следует, что простым изменением разности потенциалов, приложенной к электродам конденсатора, он может быть превращен из ионизационной камеры в газоразрядный счетчик и наоборот. Однако это внешне незначительное отличие камер от счетчиков сопровождается существенным изменением механизма протекания тока через газовый промежуток благодаря возникновению процесса умножения ионов.

Под влиянием приложенной разности потенциалов ионы, образованные регистрируемым излучением, начнут двигаться к противоположно заряженным электродам. При этом положительно заряженные ионы, являющиеся атомами газа-наполнителя, лишенными в результате ионизации электронов, имеют значительную массу и двигаются с относительно малыми скоростями. Наоборот, электроны, обладающие малой массой, под влиянием той же ускоряющей разности потенциалов будут двигаться с более высокими скоростями по направлению к собирающему электроду. С некоторого значения приложенного напряжения кинетическая энергия ускоряемых электронов будет настолько большой, что превысит потенциал ионизации атомов газа-наполнителя. Очевидно, что при этом значении напряжения, приложенного к электродам, произойдет переход от режима ионизационной камеры к режиму счетчика. Электроны, ускоренные до столь значительной энергии, при столкновении с электрически нейтральными атомами газа-наполнителя будут выбивать из них электроны и превращать их в ионы. Число ионов будет возрастать по мере движения электронов к электродам.

Главной характеристикой этого процесса является коэффициент газового усиления , численно равный отношению количества ионов, пришедших на собирающий электрод, к общему числу первоначально образованных ионов. Очевидно, что в ионизационных камерах , а в газоразрядных счетчиках всегда больше единицы. В зависимости от конструкции счетчика и приложенного напряжения коэффициент газового усиления может быть весьма значительным и достигать величины 10⁷. Газоразрядные счетчики чаще всего используются для измерений отдельных частиц и имеют небольшие размеры, ибо даже незначительной массы газа-наполнителя оказывается достаточно для развития процесса газового усиления.