Townsendi lahendus

Townsendi lahendus on gaasi ioonisatsiooni protsess, kus väike hulk vabu elektrone, mida kiirendatakse välise tugeva elektrivälja poolt, põhjustab gaasikeskkonnas elektrivoolu laengukandjate laviinpaljunemise läbi. Lahenduse teke sõltub elektronide kontsentratsioonist ja välise elektrivälja tugevusest, kui vabu elektrone jääb vähemaks või elektriväli nõrgeneb siis lahendus katkeb. Protsessi iseloomustavad väga väikesed voolutugevused: tavalises gaasiga täidetud torus jääb lahenduse vool vahemikku 10⁻¹⁸ A kuni 10⁻⁵ A, seejuures lahendusele rakendatav pinge jääb peaaegu konstantseks. Voolutugevuse edasisel tõstmisel jõuame huumlahenduse ja kaarlahenduse piirkondadesse, millede puhul gaasi iooniseerimine toimub samuti laviinpaljunemise läbi. Townsendi lahendus on nimetatud John Sealy Townsendi järgi ja seda teatakse ka "Townsendi laviini" nime all.

Laviinpaljunemine kahe elektroodi vahel

Rakendused

• Townsendi lahendust kasutatakse Geigeri loenduris ioniseeriva kiirguse detekteerimisel. Geigeri loenduri mõõtetorus toimub Townsendi lahenduse kasutamine suure energiaga radioaktiivse kiirguse detekteerimisel. Gaasikeskkonda jõudnud kiirgus iooniseerib selles mõne aatomi või molekuli ja kui väline elektriväli on piisavalt tugev tekib gaasis laviinläbilöök. Kiiresti liikuvate elektronide poolt tekitatakse põrgetel uusi vabu elektrone, mis kõik kiirenevad elektriväljas ja põhjustavad laengukandjate hulga kiire kasvu. Gaasikeskonda läbinud ja anoodile jõudnud osakeste tekitatud elektrivoolu on võimalik võimendada ja mõõta.

• Laviinpaljunemise tõttu Townsendi lahenduses kasutatakse seda efekti vaakumfotoandurites, et võimendada fotoefekti poolt tekitatud voolu.

• Townsendi lahenduse tekkimispinge gaasis on oluline, kuna see määrab ära gaaslahenduse süttimise pinge igapäevastes rakendustes näiteks neoonlambi korral või plasmateleri ekraanis.

Vaata ka

• Gaaslahendus
• Fotoelektriline efekt
• Pascheni seadus
• Townsend (ühik)
• Kaarlahendus
• Laviin läbilöök