Các đầu dị khí phẳng có điện trường giữa các điện cực coi như là đều và khi tăng điện thế giữa các điện cực của đầu dị khí thì đến một giới hạn nhất định sẽ xảy ra sự iơn hố thứ cấp – ngun nhân cơ bản khởi tạo các thác lũ điện tử trong đầu dò dọc theo vết của hạt bức xạ. Như vậy, dù các hạt tới có cùng năng lượng thì biên độ của các xung tín hiệu tạo ra sẽ rất khác nhau và phụ thuộc vào vị trí iơn hố ban đầu, đồng thời quan hệ giữa tín hiệu thu được với tổn hao năng lượng của hạt cũng sẽ khơng thể tìm được. Để khắc phục hạn chế này người ta sử dụng mơ hình đầu dị khí hình trụ như hình 1-10 [9]& [12].
Cường độ điện trường trong không gian giữa các điện cực của đầu dị khí
hình trụ cho bởi cơng thức [9]:
a b U r E ln . 1 0 = (1-31)
Trong đó: a- bán kính dây anơt; b - bán kính trong của vỏ trụ katơt; r - bán kính từ tâm dây anơt tới vị trí khảo sát trong vùng nhạy của đầu dò; U0 - hiệu thế giữa anốt và katốt; E - cường độ điện trường tại điểm cách tâm dây anốt một khoảng r.
a. b. ∅ +U0 ∅ Ura C ∅ R
Dõy anốt Vỏ Katụt
b
r
Hỡnh 1-10. Sơ đồ mặt cắt ngang đầu dũ khớ hỡnh trụ (a) và mạch điện nguyờn lý (b).
Công thức (1-31) cho thấy cường độ điện trường trong không gian đầu dị hình trụ tỷ lệ nghịch với khoảng cách r. Do đó, ngay sát katơt, cường độ điện trường rất yếu, nhưng ngược lại, tại vùng không gian sát bề mặt anốt (hoặc cách tâm dây anơt khoảng vài lần bán kính của nó) cường độ điện trường rất mạnh. Nếu lựa chọn điện áp thích hợp thì các điện tử và iơn chỉ chuyển động trôi đơn giản về các điện cực tương ứng, nhưng khi các điện tử tới khu vực cường độ điện trường mạnh đủ để gây iơn hố thứ cấp thì lập tức chúng tạo ra thác lũ điện tử và tín hiệu ra được khởi phát mạnh mẽ. Như vậy sự khuếch đại khí đã chiếm ưu thế và cũng vì thế, ảnh hưởng của vị trí iơn hố ban đầu trở nên khơng đáng kể.
Chương II
Thử nghiệm thiết kế và chế tạo đầu dị khí kích thước trung bình