Недостатком ионизационной камеры
являются очень низкие токи. Этот недостаток
ионизационной камеры преодолевается в
ионизационных детекторах с газовым усилением.
Это позволяет регистрировать частицы с энергией
< 10 кэВ, в то время как сигналы от частиц таких
энергий в ионизационных камерах "тонут" в
шумах усилителя.
Газовое усиление это увеличение
количества свободных зарядов в объёме детектора
за счёт того, что первичные электроны на своём
пути к аноду в больших электрических полях
приобретают энергию достаточную для ударной
ионизации нейтральных атомов рабочей среды
детектора. Возникшие при этом новые электроны в
свою очередь успевают приобрести энергию
достаточную для ионизации ударом. Таким образом,
к аноду будет двигаться нарастающая электронная
лавина. Это “самоусиление” электронного тока
(коэффициент газового усиления) может достигать
103-104. Такой режим работы отвечает пропорциональному
счётчику (камере). В названии отражено то, что в
этом приборе амплитуда импульса тока (или полный
собранный заряд) остаётся пропорциональной
энергии, затраченной заряженной частицей на
первичную ионизацию среды детектора. Таким
образом, пропорциональный счётчик способен
выполнять функции спектрометра, как и
ионизационная камера. Энергетическое разрешение
пропорциональных счетчиков лучше, чем у
сцинтилляционных, но хуже, чем у
полупроводниковых.
Конструктивно пропорциональный
счётчик обычно изготавливают в форме
цилиндрического конденсатора с анодом в виде
тонкой металлической нити по оси цилиндра (рис.1),
что обеспечивает вблизи анода напряженность
электрического поля значительно бoльшую, чем в
остальной области детектора. При разности
потенциалов между анодом и катодом 1000 вольт
напряжённость поля вблизи нити-анода может
достигать 40 000 вольт/см., в то время как у
катода она равна сотням в/см.
Рис. 1. Схема пропорционального счётчика в
продольном (а) и поперечном (б) разрезах
(аналогично устроен счетчик Гейгера и
цилиндрическая ионизационная камера): 1 - нить-анод, 2 -
цилиндрический катод, 3 - изолятор,
4 - траектория заряженной частицы, 5
- электронная лавина. Электроны и
ионы, созданные частицей в результате первичной
ионизации атомов инертного газа, показаны
соответственно темными и белыми кружочками.
Если ещё больше увеличить разность
потенциалов между анодом и катодом и увеличить
коэффициент газового усиления до значений >104,
то начинает нарушаться пропорциональность между
потерянной частицей в детекторе энергией и
величиной импульса тока. Прибор переходит в
режим ограниченной пропорциональности и уже не
может быть использован как спектрометр, а лишь
как счётчик частиц.
Временнoе разрешение
пропорционального счетчика может достигать10-7с.
Пропорциональные счетчики
используются для регистрации альфа-, бета-частиц,
протонов, гамма-квантов и нейтронов.
Пропорциональные счетчики чаще всего заполняют
гелием или аргоном. При регистрации заряженных
частиц и гамма-квантов для того, чтобы избежать
потерь энергии частицами до регистрации
используют тонкие входные окна. Иногда источник
помещают в объём счетчика. Эффективность
регистрации для мягких гамма-квантов с энергией
< 20 кэВ > 80%. Для повышения эффективности
регистрации более энергетичных гамма-квантов
используют ксенон.
При регистрации нейтронов
пропорциональные счетчики заполняются газами 3He
или 10BF3. Используются реакции
3H + 1H + 0.764
МэВ 
