ساختار و اصل عملکرد پیشخوان Geiger-Muller

که در اخیراً ، توجه به ایمنی در برابر اشعه از سوی شهروندان عادی در کشور ما به طور فزاینده ای افزایش می یابد. و این نه تنها به دلیل حوادث دلخراش نیروگاه هسته ای چرنوبیل و عواقب بعدی آن بلکه به دلیل انواع حوادثی است که به طور دوره ای در یک مکان یا مکان دیگر از کره زمین رخ می دهد. در همین راستا ، در پایان قرن گذشته ، دستگاه ها شروع به ظهور کردند نظارت دوزیمتری تابش برای استفاده در منزل... و چنین دستگاه هایی باعث نجات بسیاری از مردم نه تنها از نظر سلامتی ، بلکه گاهی از زندگی آنها نیز شده است و این امر نه تنها در سرزمین های مجاور منطقه محرومیت صدق می کند. بنابراین ، مسائل ایمنی در برابر اشعه تا امروز در هر جای کشور ما مطرح است.

که در همه دوزیمترهای مدرن خانگی و تقریباً حرفه ای به همه مجهز هستند. به روش دیگر می توان آن را عنصر حساس دوزیمتر نامید. این دستگاه در سال 1908 توسط فیزیکدان آلمانی هانس گایگر اختراع شد و بیست سال بعد ، یک فیزیکدان دیگر ، والتر مولر ، این پیشرفت را بهبود بخشید و این اصل این دستگاه است که امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

ح برخی از دوزیمترهای مدرن همزمان چهار شمارنده دارند که باعث افزایش دقت و حساسیت اندازه گیری دستگاه و همچنین کاهش زمان اندازه گیری می شود. اکثر شمارنده های Geiger-Müller قادر به تشخیص اشعه گاما ، تابش بتا با انرژی بالا و اشعه X هستند. با این حال ، پیشرفت های ویژه ای برای تعیین ذرات آلفا با انرژی بالا وجود دارد. برای تنظیم دوزیمتر فقط برای تشخیص تشعشعات گاما ، خطرناک ترین از بین سه نوع تابش ، محفظه حساس با یک پوشش خاص ساخته شده از سرب یا فولاد دیگر پوشانده شده است ، که امکان نفوذ ذرات بتا به داخل را فراهم می کند. پیشخوان.

که در دوزیمترهای مدرن برای مصارف خانگی و حرفه ای از سنسورهایی مانند SBM-20 ، SBM-20-1 ، SBM-20U ، SBM-21 ، SBM-21-1 به طور گسترده استفاده می شوند. آنها در ابعاد کلی دوربین و سایر پارامترها متفاوت هستند ، برای یک خط 20 سنسور ابعاد زیر مشخص است ، طول 110 میلی متر ، قطر 11 میلی متر و برای مدل 21 ، طول 20-22 میلی متر با قطر 6 میلی متر. مهم است که درک کنیم هرچه محفظه بزرگتر باشد ، عناصر رادیواکتیو بیشتری در آن پرواز می کنند و از حساسیت و دقت بیشتری برخوردار می شوند. بنابراین ، برای سری 20 سنسور ، ابعاد 8-10 برابر بزرگتر از سری 21 است ، تقریباً در همان نسبت ها ، تفاوت حساسیت خواهیم داشت.

به ساخت یک پیشخوان Geiger را می توان بصورت شماتیک به شرح زیر شرح داد. یک سنسور متشکل از یک ظرف استوانه ای که در آن یک گاز بی اثر (به عنوان مثال آرگون ، نئون یا مخلوط آنها) با حداقل فشار تزریق می شود ، این امر برای تسهیل وقوع تخلیه الکتریکی بین کاتد و آند انجام می شود. کاتد ، بیشتر اوقات ، کل بدنه فلزی حسگر حساس است و آند یک سیم کوچک است که روی مقره ها قرار می گیرد. گاهی اوقات کاتد با یک پوشش محافظ ساخته شده از فولاد ضد زنگ یا سرب پیچیده می شود ، این کار برای تنظیم شمارنده انجام می شود تا فقط کوانتوم گاما تعیین شود.

د برای مصارف خانگی ، در حال حاضر ، بیشتر از سنسورهای چهره انتهایی استفاده می شود (به عنوان مثال ، Beta-1 ، Beta-2). چنین شمارنده هایی به گونه ای طراحی شده اند که قادر به شناسایی و ثبت حتی ذرات آلفا هستند. این پیشخوان یک استوانه مسطح با الکترودهایی است که در داخل آن قرار دارد و یک پنجره ورودی (کار) از فیلم میکا با ضخامت فقط 12 میکرون ساخته شده است. این طرح امکان شناسایی (در فاصله نزدیک) ذرات آلفا با انرژی بالا و ذرات بتا با انرژی کم را فراهم می کند. مساحت پنجره کار پیشخوانهای Beta-1 و Beta 1-1 7 متر مربع مربع است. مساحت پنجره کار میکا برای دستگاه Beta-2 2 برابر بیشتر از Beta-1 است ، می توان از آن برای تعیین و غیره استفاده کرد.

E اگر ما در مورد اصل عملکرد اتاق پیشخوان Geiger صحبت کنیم ، می توان آن را به طور خلاصه به شرح زیر شرح داد. هنگامی که فعال می شود ، یک ولتاژ بالا (حدود 350 - 475 ولت) از طریق یک مقاومت بار به کاتد و آند اعمال می شود ، اما به دلیل گاز بی اثر که به عنوان دی الکتریک عمل می کند ، هیچ تخلیه ای بین آنها رخ نمی دهد. هنگامی که وارد محفظه می شود ، انرژی آن به اندازه کافی برای بیرون کشیدن الکترون آزاد از ماده بدن محفظه یا کاتد کافی است ، این الکترون مانند بهمن شروع به بیرون کشیدن الکترون های آزاد از گاز بی اثر اطراف می کند و یونیزه آن اتفاق می افتد ، که در نهایت منجر به تخلیه بین الکترودها می شود. مدار بسته است ، و این واقعیت را می توان با استفاده از میکرو مدار دستگاه ، که واقعیت تشخیص یا کوانتوم تابش اشعه ایکس گاما است ، ثبت کرد. سپس دوربین به حالت اولیه خود برمی گردد ، که اجازه می دهد ذره بعدی شناسایی شود.

ح برای جلوگیری از فرایند تخلیه در محفظه و آماده سازی محفظه برای ثبت ذرات بعدی ، دو روش وجود دارد ، یکی از آنها بر این اساس است که منبع تغذیه ولتاژ الکترودها برای مدت زمان بسیار کوتاهی قطع می شود ، که روند یونیزاسیون گاز را متوقف می کند. روش دوم مبتنی بر افزودن ماده دیگری به گاز بی اثر است ، به عنوان مثال ، ید ، الکل و سایر مواد ، در حالی که آنها منجر به کاهش ولتاژ در الکترودها می شوند ، که همچنین روند یونیزاسیون بیشتر و محفظه را متوقف می کند قادر به شناسایی عنصر رادیواکتیو بعدی می شود. در این روش از مقاومت کششی با ظرفیت بالا استفاده می شود.

پ تعداد دشارژها در محفظه شمارنده و می توان میزان تابش در منطقه اندازه گیری شده یا از یک جسم خاص را قضاوت کرد.

شمارشگر گایگر

پیشخوان Geiger SI-8B (اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی شوروی) با پنجره میکا برای اندازه گیری تابش نرم β. پنجره شفاف است ، در زیر آن می توانید الکترود سیم مارپیچ را مشاهده کنید ، الکترود دیگر بدنه دستگاه است.

یک مدار الکترونیکی اضافی شمارنده را با منبع تغذیه (به طور معمول ، حداقل 300) فراهم می کند ، در صورت لزوم ، خاموش کردن تخلیه را فراهم می کند و تعداد تخلیه ها را از طریق شمارنده محاسبه می کند.

شمارنده های Geiger به غیر خود خاموش و خود خاموش تقسیم می شوند (برای خاتمه تخلیه نیازی به مدار خارجی نیست).

حساسیت متر توسط ترکیب گاز ، حجم آن و همچنین مواد و ضخامت دیواره های آن تعیین می شود.

توجه داشته باشید

لازم به ذکر است که ، به دلایل تاریخی ، بین نسخه های روسی و انگلیسی این اصطلاحات و اصطلاحات بعدی اختلاف وجود دارد:

همچنین ببینید

بنیاد ویکی مدیا. 2010

ببینید که "شمارنده Geiger" در دیکشنری های دیگر چیست:

پیشخوان Geiger-Muller - Geigerio ir Miulerio skaitiklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. پیشخوان Geiger Müller؛ پیشخوان لوله گیگ مولر vok. Geiger Müller Zählrohr، n؛ GM Zählrohr، n rus. پیشخوان Geiger Muller، m pranc. معلم Geiger Müller ، متر ؛ لوله term Fizikos terminų žodynas

پیشخوان Geiger-Muller را تخلیه کنید - - مباحث روغن و گاز EN آنالایزر ارتفاع پالس الکترونیکی ... راهنمای مترجم فنی

- ... ویکیپدیا

- (شمارنده Geiger Müller) ، ردیاب تخلیه گاز است که با عبور شارژ از طریق حجم آن فعال می شود. ساعت ج میزان سیگنال (ضربه فعلی) به انرژی hc بستگی ندارد (دستگاه در حالت خود تخلیه کار می کند). G. s در سال 1908 توسط آلمانی اختراع شد ... دائرlopالمعارف فیزیکی

دستگاه تخلیه گاز برای تشخیص تشعشعات یونیزان (ذرات a - و b ، کوانتای g ، کوانتای نور و اشعه ایکس ، ذرات تابش کیهان و غیره). پیشخوان Geiger-Muller یک لوله شیشه ای مهر و موم شده است ... دائرlopالمعارف فناوری

شمارشگر گایگر - شمارنده Geiger GEIGER COUNTER ، ردیاب ذرات تخلیه گاز. وقتی ذره ای یا g کوانتوم به حجم خود وارد می شود ، ماشه می شود. در سال 1908 توسط فیزیکدان آلمانی H.Giger اختراع و توسط وی همراه با W. Muller فیزیکدان آلمانی بهبود یافت. گایگر ... فرهنگ نامه دائرlopالمعارف مصور

GEYGERA COUNTER ، ردیاب ذرات تخلیه گاز. وقتی ذره ای یا g کوانتوم به حجم خود وارد می شود ، ماشه می شود. در سال 1908 توسط فیزیکدان آلمانی H.Giger اختراع و توسط وی همراه با W. Muller فیزیکدان آلمانی بهبود یافت. شمارنده Geiger اعمال می شود ... ... دائرlopالمعارف مدرن

دستگاه تخلیه گاز برای شناسایی و مطالعه انواع پرتوهای یونیزان رادیواکتیو و سایر: ذرات α و β ، کوانتای γ ، کوانتای نور و اشعه ایکس ، ذرات با انرژی زیاد در پرتوهای کیهانی (نگاه کنید به پرتوهای کیهانی) و ... دائرlopالمعارف بزرگ شوروی

- [به نام او فیزیكدانان H.Giger (N. Geiger؛ 1882 1945) و W. Muller (W. Muller؛ 1905 79) ، ذرات کیهانی. تابش ... ... فرهنگ نامه پلی تکنیک دائرlopالمعارف بزرگ

شمارنده وسیله ای برای شمردن چیزی است. شمارنده (الکترونیک) دستگاهی برای شمارش تعداد حوادث پس از یکدیگر (به عنوان مثال پالس ها) با استفاده از جمع مستمر ، یا برای تعیین میزان تجمع که ... ... Wikipedia

در سال 1908 ، هانس گیگر فیزیکدان آلمانی در آزمایشگاه های شیمیایی متعلق به ارنست رادرفورد کار کرد. در آنجا از آنها خواسته شد كه شمارنده ذرات باردار را كه محفظه ای یونیزه است آزمایش كنند. محفظه یک الکترو کندانسور بود که با گاز فشار بالا پر شده بود. پیر کوری از این دستگاه در عمل استفاده کرد و الکتریسیته موجود در گازها را مطالعه کرد. ایده گایگر - برای تشخیص تشعشعات یونی - با تأثیر آنها بر سطح یونیزاسیون گازهای فرار همراه بود.

در سال 1928 ، والتر مولر ، دانشمند آلمانی ، که با Geiger و زیر نظر وی کار می کرد ، شمارنده های زیادی ایجاد کرد که ذرات یونیزان را ثبت می کند. این دستگاه ها برای مطالعه بیشتر تابش مورد نیاز بودند. فیزیک ، به عنوان یک علم آزمایش ، بدون اندازه گیری ساختارها وجود ندارد. فقط چند آلایندگی کشف شد: γ ، β ، α. وظیفه گایگر اندازه گیری انواع تابش ها با ابزارهای حساس بود.

پیشخوان Geiger-Muller یک سنسور رادیواکتیو ساده و ارزان قیمت است. این یک ابزار دقیق نیست که ذرات منفرد را ضبط کند. این روش میزان اشباع کلی اشعه یونیزان را اندازه گیری می کند. فیزیکدانان از آن با حسگرهای دیگر برای بدست آوردن محاسبات دقیق هنگام انجام آزمایشات استفاده می کنند.

کمی درباره اشعه یونیزه

می توانید مستقیماً به شرح آشکارساز بروید ، اما اگر درباره تابش یونیزان کم بدانید ، عملکرد آن نامفهوم به نظر می رسد. با تابش ، اثر گرمازایی بر روی ماده ایجاد می شود. انرژی به این امر کمک می کند. به عنوان مثال ، امواج ماوراio بنفش یا رادیو متعلق به چنین تابشی نیستند ، اما نور ماورا hard بنفش سخت کاملاً است. در اینجا حد نفوذ تعریف شده است. این گونه فوتونیک نامیده می شود و فوتون ها نیز γ کوانتایی هستند.

ارنست رادرفورد با استفاده از دستگاهی با میدان مغناطیسی ، فرایندهای انتشار انرژی را به 3 نوع تقسیم کرد:

• γ یک فوتون است.
• α هسته اتم هلیوم است.
• β یک الکترون با انرژی بالا است.

ذرات α را می توان با یک تار کاغذ محافظت کرد. β نفوذ عمیق تر. توانایی نفوذ γ بالاترین است. نوترون ها ، که بعدا دانشمندان از آنها یاد گرفتند ، ذرات خطرناکی هستند. آنها در فاصله چند ده متری عمل می کنند. با داشتن خنثی الکتریکی ، آنها با مولکول های مواد مختلف واکنش نمی دهند.

با این حال ، نوترون ها به راحتی در مرکز اتم قرار می گیرند ، تخریب آن را تحریک می کنند ، به همین دلیل ایزوتوپ های رادیواکتیو تشکیل می شوند. وقتی ایزوتوپ ها خراب می شوند ، تشعشعات یونیزان ایجاد می کنند. از فرد ، حیوان ، گیاه یا جسم غیر آلی که تابش دریافت کرده است ، تابش برای چندین روز ناشی می شود.

دستگاه و اصل عملکرد پیشخوان Geiger

این دستگاه از یک لوله فلزی یا شیشه ای تشکیل شده است که یک گاز نجیب (مخلوط آرگون-نئون یا ماده خالص) در آن تزریق می شود. در لوله هوا وجود ندارد. این گاز تحت فشار اضافه می شود و حاوی الکل و هالوژن است. یک سیم در سرتاسر لوله وجود دارد. یک استوانه آهنی به موازات آن قرار دارد.

به سیم آند و به لوله کاتد گفته می شود. آنها با هم الکترود هستند. ولتاژ بالایی به الکترودها وارد می شود که خود باعث پدیده تخلیه نمی شود. نشانگر در این حالت باقی خواهد ماند تا زمانی که یک مرکز یونیزاسیون در محیط گازی خود ظاهر شود. منفی از منبع تغذیه به لوله متصل می شود و یک مثبت به سیم متصل می شود ، که از طریق یک مقاومت سطح بالا هدایت می شود. ما در مورد یک منبع ثابت دهها صدها ولت صحبت می کنیم.

وقتی ذره ای وارد لوله می شود ، اتمهای گاز نجیب با آن برخورد می کنند. در اثر تماس ، انرژی آزاد می شود که الکترون ها را از اتمهای گاز پاره می کند. سپس الکترونهای ثانویه تشکیل می شوند که آنها نیز با هم برخورد می کنند و باعث ایجاد جرمی از یونها و الکترونهای جدید می شوند. سرعت الکترونها به سمت آند تحت تأثیر میدان الکتریکی قرار دارد. در طی این فرآیند ، یک جریان الکتریکی تولید می شود.

در اثر برخورد ، انرژی ذرات از بین می رود ، تأمین اتمهای گاز یونیزه به پایان می رسد. هنگامی که ذرات باردار وارد شمارنده Geiger تخلیه گاز می شوند ، مقاومت لوله افت می کند که بلافاصله ولتاژ نقطه میانی را کاهش می دهد. سپس مقاومت دوباره رشد می کند - این به نوبه خود بازگرداندن تنش است. انگیزه منفی می شود. دستگاه تکانه هایی را نشان می دهد ، و ما می توانیم آنها را بشماریم ، در عین حال تعداد ذرات را تخمین می زنیم.

انواع پیشخوان های Geiger

با طراحی ، شمارنده های Geiger از 2 نوع تخت و کلاسیک است.

کلاسیک

ساخته شده از فلز راه راه نازک. به دلیل راه راه ، لوله سفتی و مقاومت در برابر تأثیرات خارجی را بدست می آورد ، که از تغییر شکل آن جلوگیری می کند. انتهای لوله مجهز به مقره های شیشه ای یا پلاستیکی است که در آنها درپوش هایی برای هدایت به دستگاه ها وجود دارد.

سطح لوله با لاک پوشانده شده است (به جز سرب ها). شمارنده کلاسیک یک ردیاب اندازه گیری جهانی برای انواع شناخته شده اشعه در نظر گرفته شده است. مخصوصاً برای γ و β.

تخت

کنتورهای حساس برای ضبط تابش نرم بتا طراحی متفاوتی دارند. به دلیل مقدار کمی ذرات بتا ، بدن آنها صاف است. یک پنجره میکا وجود دارد که β را ضعیف نگه می دارد. سنسور BETA-2 نام یکی از این دستگاه ها است. خصوصیات شمارنده های تخت دیگر به مواد وابسته است.

پارامترهای شمارنده Geiger و حالت های عملکرد

برای محاسبه حساسیت شمارنده ، نسبت تعداد میکرو رونتژن از نمونه به تعداد سیگنالهای حاصل از این تابش را تخمین بزنید. دستگاه انرژی ذره را اندازه گیری نمی کند ، بنابراین تخمین کاملاً دقیقی نمی زند. دستگاه ها با استفاده از نمونه های منبع ایزوتوپ کالیبره می شوند.

همچنین باید به پارامترهای زیر توجه کنید:

منطقه کار ، منطقه پنجره ورودی

مشخصه ناحیه نشانگر از طریق ریز ذرات به اندازه آن بستگی دارد. هرچه منطقه گسترده تر باشد ، ذرات بیشتری نیز جذب می شوند.

ولتاژ کاری

ولتاژ باید با مشخصات متوسط \u200b\u200bمطابقت داشته باشد. مشخصه اصلی کار ، قسمت مسطح وابستگی تعداد پالس های ثابت به ولتاژ است. نام دوم آن فلات است. در این مرحله ، عملکرد دستگاه به حداکثر فعالیت خود می رسد و حد بالایی اندازه گیری نامیده می شود. مقدار آن 400 ولت است.

عرض کار

عرض کار تفاوت بین ولتاژ شعله ور شدن و ولتاژ تخلیه جرقه است. مقدار آن 100 ولت است.

تمایل پیدا کنید

مقدار به عنوان درصدی از تعداد پالس ها در ولت اندازه گیری می شود. خطای اندازه گیری (آماری) را در شمارش پالس نشان می دهد. مقدار 0.15٪ است.

درجه حرارت

دما مهم است زیرا متر معمولاً باید در شرایط دشوار استفاده شود. به عنوان مثال ، در راکتورها. کنتورهای استفاده عمومی: -50 تا +70 درجه سانتیگراد.

منبع کار

این منبع با تعداد کل پالس های ثبت شده تا لحظه ای که خوانش دستگاه نادرست است ، مشخص می شود. اگر دستگاه حاوی مواد آلی برای خاموش شدن خود باشد ، تعداد پالس ها یک میلیارد خواهد بود. این منبع برای محاسبه فقط در حالت ولتاژ کار مناسب است. هنگامی که دستگاه ذخیره می شود ، جریان متوقف می شود.

زمان بهبودی

این مدت زمانی است که دستگاه برای انتقال برق پس از پاسخ دادن به یک ذره یونیزان طول می کشد. برای ضربان نبض حد بالایی وجود دارد که فاصله اندازه گیری را محدود می کند. مقدار آن 10 میکرو ثانیه است.

به دلیل زمان بهبودی (که به آن زمان خاموش نیز گفته می شود) ، دستگاه می تواند در یک لحظه مهم خراب شود. برای جلوگیری از پرتاب زیاد ، تولیدکنندگان صفحه های سرب را نصب می کنند.

آیا پیشخوان پیش زمینه دارد

پس زمینه در یک محفظه سرب دیواره ضخیم اندازه گیری می شود. مقدار معمول بیش از 2 پالس در دقیقه نیست.

چه کسی و کجا از دزیمترهای تابش استفاده می کند؟

بسیاری از تغییرات شمارنده های Geiger-Muller در مقیاس صنعتی تولید می شوند. تولید آنها از دوران اتحاد جماهیر شوروی آغاز شد و هم اکنون نیز ادامه دارد ، اما در حال حاضر در فدراسیون روسیه است.

دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد:

• در تأسیسات هسته ای ؛
• در موسسات علمی؛
• در پزشکی
• در خانه.

پس از حادثه در نیروگاه هسته ای چرنوبیل ، شهروندان عادی نیز دوزیمتر می خرند. همه دستگاه ها به پیشخوان Geiger مجهز هستند. این دوزیمترها مجهز به یک یا دو لوله هستند.

آیا می توانید خودتان پیشخوان Geiger بسازید؟

ساختن پیشخوان خودتان دشوار است. ما به یک سنسور تابش نیاز داریم و همه نمی توانند آن را خریداری کنند. مدار شمارنده مدتهاست که شناخته شده است - به عنوان مثال در کتابهای درسی فیزیک نیز چاپ می شود. با این حال ، فقط یک "چپ دست" واقعی قادر به تولید مثل دستگاه در خانه است.

صنعتگران خودآموز با استعداد ساخت یک پیشخوان جایگزین را یاد گرفته اند ، که همچنین قادر به اندازه گیری تابش گاما و بتا با استفاده از یک لامپ فلورسنت و یک لامپ رشته ای است. آنها همچنین از ترانسفورماتورهای تجهیزات خراب ، لوله Geiger ، تایمر ، خازن ، تخته های مختلف ، مقاومت استفاده می کنند.

نتیجه

هنگام تشخیص پرتودرمانی ، باید زمینه خودکارسنج را در نظر بگیرید. حتی با سپر ضخیم ضخیم سرب ، سرعت ثبت نام مجدداً تنظیم نمی شود. این پدیده یک توضیح دارد: علت فعالیت تابش کیهانی است که از طریق سرب نفوذ می کند. هر دقیقه میون ها سطح زمین را جابجا می کنند که با احتمال 100٪ توسط شمارنده ثبت می شوند.

یک منبع زمینه دیگر وجود دارد - تابش توسط خود دستگاه جمع شده است. بنابراین ، در رابطه با پیشخوان Geiger ، بحث در مورد سایش نیز مناسب است. هرچه میزان تابش دستگاه بیشتر باشد ، قابلیت اطمینان اطلاعات آن پایین است.

شماتیک طراحی شمارنده تخلیه گاز Heyger-Muller در شکل نشان داده شده است. 5.4 پیشخوان به صورت یک استوانه فلزی ساخته می شود که به عنوان کاتد عمل می کند به، قطر میلی متر آند و به عنوان یک سیم فولادی نازک با قطر میلی متر عمل می کند ، که در امتداد محور سیلندر کشیده شده و با شاخه های عایق از کاتد جدا شده است پ... استوانه تحت فشار کم شده با آرگون پر می شود ( 100 میلی متر جیوه) با افزودن مقدار کمی ( 0,5 )) بخارات الکل اتیل یا هالوژن ها.

در شکل 5.4 مدار سوئیچینگ متر را برای بررسی مشخصات ولتاژ جریان نشان می دهد. ولتاژ ثابت از منبع EMF به الکترودها ارائه می شود ه... مقدار جریان عبوری از گاز با افت ولتاژ در مقاومت اندازه گیری اندازه گیری می شود R.

بگذارید فرض کنیم که گاز تحت تأثیر تابش با شدت ثابت (یونیزر) قرار دارد. در نتیجه عملکرد یونیزر ، گاز مقداری رسانایی الکتریکی بدست می آورد و جریانی در مدار جریان می یابد که وابستگی آن به ولتاژ اعمال شده در
شکل. 5.5

در ولتاژ پایین ، جریان عبوری از دستگاه کم است. فقط می توان جریان کل ناشی از عبور تعداد زیادی از ذرات را ثبت کرد. دستگاه هایی که در این حالت کار می کنند نامیده می شوند اتاق های یونیزاسیون... این حالت با بخشها مطابقت دارد من و دوم.

مکان روشن است من جریان متناسب با ولتاژ افزایش می یابد ، یعنی قانون اهم تحقق یافته است. در این بخش ، همزمان با فرآیند یونیزاسیون ، روند معکوس در حال انجام است - ترکیب مجدد (اتصال بین یون های مثبت و الکترون ها با تشکیل ذرات خنثی).

با افزایش بیشتر ولتاژ ، رشد قدرت جریان کند و کاملاً متوقف می شود (بخش دوم) جریان اشباع شروع می شود. جریان اشباع حداکثر مقدار جریان زمانی است که تمام یونها و الکترونهای ایجاد شده توسط یونیزر خارجی در واحد زمان به یک زمان به الکترودها برسند. جریان اشباع توسط قدرت یونیزر تعیین می شود. جریان اشباع اندازه گیری اثر یونیزه کننده یونیزر است: اگر عمل یونیزر را متوقف کنید ، تخلیه نیز متوقف می شود.

با افزایش بیشتر ولتاژ ، شدت جریان نسبتاً آهسته افزایش می یابد (بخش III) در ولتاژهای بالا ، الکترون های تولید شده توسط یونیزر خارجی ، که به شدت توسط میدان الکتریکی تسریع می شوند ، با مولکول های گاز خنثی برخورد کرده و آنها را یونیزه می کنند. در نتیجه ، الکترونهای ثانویه و یونهای مثبت تشکیل می شوند. الکترونهای ثانویه ، در یک میدان الکتریکی شتاب گرفته اند ، می توانند مولکولهای گاز را دوباره یونیزه کنند. با حرکت الکترونها به سمت آند ، تعداد کل الکترونها و یونها مانند بهمن افزایش می یابد (این فرآیند نامیده می شود یونیزاسیون ضربه) پیشخوان هایی که در این منطقه کار می کنند ( III) نامیده می شوند متناسب.

تعداد الکترونهای رسیده به آند ، اشاره به تعداد الکترونهای اولیه است افزایش گاز... افزایش گاز با افزایش ولتاژ به سرعت افزایش می یابد و در ولتاژهای بالا به تعداد الکترونهای اولیه بستگی دارد. در این حالت ، شمارنده از حالت متناسب وارد حالت می شود تناسب محدود (طرح چهارم) هیچ پیشخوانی در این منطقه کار نمی کند.

در یک ولتاژ حتی بیشتر ، ظاهر حداقل یک جفت یون منجر به شروع تخلیه خود پایدار می شود (ولتاژی که تخلیه خود پایدار در آن اتفاق می افتد نامیده می شود ولتاژ خرابی) وابستگی جریان به تعداد یونهای اولیه تشکیل شده و انرژی ذرات ثبت شده متوقف می شود. شمارنده در حالت Geiger شروع به کار می کند (بخش V) دستگاهی که در این منطقه کار می کند نامیده می شود پیشخوان Geiger-Muller... استقلال قدرت فعلی از انرژی ذرات یونیزان شمارنده های Geiger-Muller را برای ثبت راحت می کند بذرات با طیف مداوم.

افزایش بیشتر ولتاژ منجر به ظهور می شود تخلیه مداوم گاز... در این حالت ، جریان به شدت افزایش می یابد (بخش ششم) ، و ممکن است کنتور خراب شود.

بنابراین ، شمارنده Geiger-Müller بر روی اصل تقویت گاز داخلی کار می کند. هنگامی که ولتاژ زیادی به کنتور وارد می شود ، میدان نزدیک رشته نازک (آند) بسیار ناهمگن است. با توجه به گرادیان بزرگ پتانسیل ، ذره باردار ورودی به شمارنده توسط میدان شتاب می گیرد و به انرژی بیشتر می رسد 30 eV در چنین انرژی ذره ، مکانیسم یونیزاسیون ضربه شروع به کار می کند ، به همین دلیل الکترونها تا تعداد بهمن در تعداد تکثیر می شوند. در نتیجه ، یک ضربه منفی روی مقاومت بار آند تشکیل می شود. بهمن الکترون می تواند از یک الکترون منفرد بین کاتد و آند بوجود آید.

مشخصات پیشخوان Geiger-Muller

بهره وری شمارنده نسبت تعداد ذرات ثبت شده به تعداد ذرات عبوری از آن است. بازده شمارنده به الکترونها می تواند برسد 99,9 ٪ ورود به سیستم gاشعه ها از طریق الکترون های سریع انجام می شوند که در اثر جذب یا پراکندگی تشکیل می شوند g- کوانتوم در پیشخوان. کارایی متر به g- کوانتا معمولاً از درجه است.

یک ویژگی مهم متر است زمینه. زمینه به قرائت دستگاه در غیاب منابع تابش بررسی شده اشاره دارد. پس زمینه شمارنده به علت: تابش کیهانی ایجاد می شود. وجود مواد رادیواکتیو در محیط ، از جمله در موادی که متر از آنها ساخته شده است ؛ تخلیه های خود به خودی در متر (پالس های کاذب). به طور معمول ، برای پیشخوان های Geiger-Muller با طراحی های مختلف ، پس زمینه در محدوده imp./min تغییر می کند. روش های خاص موفق می شوند پس زمینه را به ترتیب اندازه کاهش دهند.

پیشخوان Geiger-Muller فقط می تواند یک ذره را ثبت کند. برای ثبت ذره بعدی ، ابتدا باید خود تخلیه را خاموش کنید. بنابراین ، یک ویژگی مهم متر است زمان مرده t - زمان عدم فعالیت کنتور ، که در طی آن تخلیه گاز خاموش می شود. معمولاً زمان مرده به ترتیب s است.

خاموش کردن تخلیه گاز در متر می تواند به دو روش انجام شود:

1) با معرفی یک ترکیب آلی پیچیده در گاز. بسیاری از مولکولهای پیچیده در برابر اشعه ماورا بنفش مات هستند و اجازه نمی دهند کوانتاهای مربوطه به کاتد برسند. انرژی آزاد شده توسط یونها در کاتد در حضور چنین موادی نه برای بیرون کشیدن الکترون از کاتد بلکه برای تفکیک مولکول ها صرف می شود. ظهور تخلیه پایدار در چنین شرایطی غیرممکن می شود.

2) استفاده از مقاومت. این روش با این واقعیت توضیح داده می شود که وقتی جریان تخلیه از طریق مقاومت عبور می کند ، افت ولتاژ زیادی روی آن رخ می دهد. در نتیجه ، فقط بخشی از ولتاژ اعمال شده روی شکاف بین الکترود می افتد که به نظر می رسد برای حفظ تخلیه کافی نیست.

زمان مرده به عوامل زیادی بستگی دارد: مقدار ولتاژ بر روی متر ؛ ترکیب گاز پرکننده؛ روش خاموش کردن عمر مفید دما و ... بنابراین ، محاسبه آن دشوار است.

یکی از ساده ترین روشها برای تعیین تجربی زمان مرده است روش دو منبع.

تحولات هسته ای و فعل و انفعالات تابش با ماده ماهیت آماری دارند. بنابراین ، احتمال مشخصی برای برخورد به شمارنده دو یا چند ذره در زمان مرده وجود دارد تیبه عنوان یک ذره ثبت شود. فرض کنید که راندمان شمارنده باشد 100 ٪ اجازه دهید سرعت متوسط \u200b\u200bذرات ورودی به شمارنده باشد. n - نرخ شمارش متوسط \u200b\u200b(تعداد ذرات ثبت شده در واحد زمان). در حین تی ذرات ثبت خواهند شد. زمان تلف شده تجمعی تی خواهد بود ، و تعداد ذرات شمارش نشده برابر خواهد بود. فرض خواهیم کرد که تعداد ذراتی که به شمارنده برخورد می کنند برابر با مجموع ذرات ثبت شده و بدون شمارش خواهد بود.

در سال 1908 توسط هانس ویلهلم گایگر فیزیکدان آلمانی اختراع شد ، دستگاهی که قادر به تعیین است امروزه به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل این امر حساسیت بالای دستگاه ، توانایی آن در ثبت انواع اشعه است. سهولت کار و هزینه کم به شما امکان می دهد برای هر کسی که تصمیم دارد به طور مستقل میزان تابش را در هر زمان و هر مکان اندازه گیری کند یک شمارنده Geiger خریداری کنید. این دستگاه چیست و چگونه کار می کند؟

اصل عملکرد پیشخوان Geiger

طراحی آن کاملاً ساده است. یک مخلوط گاز متشکل از نئون و آرگون ، که به راحتی یونیزه می شود ، به داخل یک استوانه مهر و موم شده با دو الکترود پمپ می شود. الکترودها تأمین می شوند (حدود 400 ولت) ، که به خودی خود هیچ پدیده تخلیه ای ایجاد نمی کند تا لحظه ای که فرآیند یونیزاسیون در محیط گازی دستگاه آغاز می شود. ظاهر ذراتی که از خارج می آیند منجر به این واقعیت می شود که الکترونهای اولیه با شتاب در میدان مربوطه شروع به یونیزه شدن سایر مولکولهای محیط گازی می کنند. در نتیجه ، تحت تأثیر یک میدان الکتریکی ، ایجاد الکترون و یون جدید مانند بهمن رخ می دهد ، که رسانایی ابر یون الکترون را به شدت افزایش می دهد. تخلیه در محیط گازی پیشخوان Geiger رخ می دهد. تعداد تکانه هایی که در طی یک دوره زمانی خاص اتفاق می افتد مستقیماً با تعداد ذرات ثبت شده متناسب است. به طور کلی ، نحوه کار پیشخوان Geiger است.

روند معکوس ، که در نتیجه آن محیط گازی به حالت اولیه خود برمی گردد ، به خودی خود اتفاق می افتد. تحت تأثیر هالوژن ها (معمولاً از برم یا کلر استفاده می شود) در این محیط ، ترکیبی شدید از اتهامات رخ می دهد. این روند بسیار کندتر انجام می شود و بنابراین زمان لازم برای بازیابی حساسیت شمارنده Geiger از مشخصات گذرنامه بسیار مهم دستگاه است.

علی رغم این واقعیت که اصل کارکرد شمارنده Geiger کاملاً ساده است ، قادر است به انواع مختلف تابش یونیزان پاسخ دهد. اینها α- ، β- ، γ- و همچنین اشعه ایکس ، نوترون هستند و همه چیز به طراحی دستگاه بستگی دارد. بنابراین ، پنجره ورودی پیشخوان Geiger با قابلیت ثبت اشعه β- و α- نرم از میکا با ضخامت 3 تا 10 میکرون ساخته شده است. برای تشخیص ، از بریلیم و ماوراlet بنفش - از کوارتز ساخته می شود.

پیشخوان Geiger کجا اعمال می شود

اصل عملکرد شمارنده Geiger اساس کار اکثر دزیمترهای مدرن است. این سازهای کوچک که نسبتاً ارزان قیمت هستند ، کاملاً حساس بوده و قادر به نمایش نتایج در واحدهای آسان خواندنی هستند. سهولت استفاده آنها باعث می شود که این دستگاهها حتی توسط کسانی که مفاهیم دزیمتری بسیار دور دارند کار کنند.

دوزیمترها با توجه به قابلیت ها و دقت اندازه گیری می توانند حرفه ای و خانگی باشند. با کمک آنها می توان به موقع و به طور موثر منبع موجود تابش یونیزه را هم در مناطق باز و هم در محیط داخلی تعیین کرد.

این دستگاه ها با استفاده از اصل کارکرد شمارنده Geiger می توانند بی درنگ سیگنال خطر را با استفاده از سیگنال های دیداری و صوتی یا لرزش ارائه دهند. بنابراین ، شما همیشه می توانید غذا ، لباس را بررسی کنید ، مبلمان ، لوازم خانگی ، مصالح ساختمانی و غیره را از نظر وجود تشعشعات مضر برای بدن انسان بررسی کنید.