A relação entre a tensão aplicada e a altura do pulso em um detector é muito complexa. A altura do pulso e o número de pares de íons coletados estão diretamente relacionados. A avalanche de Townsend ou a descarga de Townsend aumentam significativamente o número de pares de íons coletados em detectores de ionização gasosa. A avalanche de Townsend é um processo de ionização de gás em que elétrons livres são acelerados por um campo elétrico, colidem com moléculas de gás e, consequentemente, liberam elétrons secundários. O resultado é uma multiplicação de avalanches que permite a condução elétrica através do gás.
Townsend Avalanche – região proporcional
Na região proporcional, a carga coletada aumenta com um aumento adicional na tensão do detector, enquanto o número de pares de íons primários permanece inalterado. O aumento da tensão fornece aos elétrons primários aceleração e energia suficientes para que eles possam ionizar átomos adicionais do meio. Esses íons secundários formados também são acelerados, causando um efeito conhecido como avalanches de Townsend , que cria um único pulso elétrico grande. Embora exista um grande número de íons secundários (cerca de 10 3 – 10 5 ) para cada evento primário, a câmara é sempre operada de modo que o número de íons secundários seja proporcionalpara o número de eventos primários. É muito importante, porque a ionização primária depende do tipo e energia das partículas ou raios no campo de radiação interceptado. O número de pares de íons coletados dividido pelo número de pares de íons produzidos pela ionização primária fornece o fator de amplificação do gás (indicado por A). A amplificação de gás que ocorre nessa região pode aumentar a quantidade total de ionização para um valor mensurável. O processo de amplificação de carga melhora muito a relação sinal / ruído do detector e reduz a amplificação eletrônica subsequente necessária. Quando os instrumentos são operados na região proporcional, a tensão deve ser mantida constante.Se uma tensão permanecer constante, o fator de amplificação do gás também não muda. Os instrumentos proporcionais de detecção de contadores são muito sensíveis a baixos níveis de radiação. Além disso, os contadores proporcionais são capazes de identificar partículas e medir energia (espectroscopia). Diferentes energias de radiação e diferentes tipos de radiação podem ser distinguidos através da análise da altura do pulso, uma vez que diferem significativamente na ionização primária.
Townsend Avalanche – Região de Geiger-Mueller
Nesta região, a voltagem é alta o suficiente para fornecer aos elétrons primários aceleração e energia suficientes para que eles possam ionizar átomos adicionais do meio. Esses íons secundários (amplificação de gás) formados também são acelerados, causando um efeito conhecido como avalanches de Townsend. Essas avalanches podem ser desencadeadas e propagadas por fótons emitidos por átomos excitados na avalanche original. Como esses fótons não são afetados pelo campo elétrico, eles podem interagir longe (por exemplo lateralmente ao eixo) da avalanche primária, todo o tubo Geiger está participando do processo. Um sinal forte ( o fator de amplificação pode atingir cerca de 10 10) é produzido por essas avalanches com forma e altura, independentemente da ionização primária e da energia do fóton detectado. O pulso de tensão neste caso seria um grande e facilmente detectável ± 1,6 V.
