Struktur dan prinsip operasi kaunter Geiger-Muller

V Baru-baru ini, perhatian terhadap keselamatan sinaran di pihak rakyat biasa di negara kita semakin meningkat. Dan ini berkaitan bukan sahaja dengan peristiwa tragis di loji janakuasa nuklear Chernobyl dan akibat selanjutnya, tetapi juga dengan pelbagai jenis insiden yang berlaku secara berkala di satu tempat atau tempat lain di planet ini. Dalam hal ini, pada akhir abad yang lalu, peranti mula muncul pemantauan dosimetrik sinaran untuk kegunaan isi rumah... Dan peranti sedemikian menyelamatkan ramai orang bukan sahaja kesihatan mereka, tetapi kadangkala nyawa mereka, dan ini terpakai bukan sahaja untuk wilayah yang bersebelahan dengan zon pengecualian. Oleh itu, isu keselamatan sinaran adalah relevan di mana-mana di negara kita sehingga hari ini.

V Semua isi rumah dan hampir semua dosimeter moden profesional dilengkapi dengan. Dengan cara lain, ia boleh dipanggil elemen sensitif dosimeter. Peranti ini telah dicipta pada tahun 1908 oleh ahli fizik Jerman Hans Geiger, dan dua puluh tahun kemudian, perkembangan ini telah diperbaiki oleh ahli fizik lain Walter Müller, dan prinsip peranti ini masih digunakan hari ini.

N Sesetengah dosimeter moden mempunyai empat pembilang sekaligus, yang memungkinkan untuk meningkatkan ketepatan pengukuran dan sensitiviti peranti, serta mengurangkan masa pengukuran. Kebanyakan kaunter Geiger-Muller mampu mengesan sinar gamma, sinaran beta tenaga tinggi dan sinar-X. Walau bagaimanapun, terdapat perkembangan khas untuk penentuan zarah alfa tenaga tinggi. Untuk melaraskan dosimeter untuk mengesan hanya sinaran gamma, yang paling berbahaya daripada tiga jenis sinaran, ruang sensitif ditutup dengan selongsong khas yang diperbuat daripada plumbum atau keluli lain, yang memungkinkan untuk memotong penembusan zarah beta ke dalam kaunter.

V dosimeter moden untuk kegunaan isi rumah dan profesional adalah penderia yang digunakan secara meluas seperti SBM-20, SBM-20-1, SBM-20U, SBM-21, SBM-21-1. Mereka berbeza dalam dimensi keseluruhan ruang dan parameter lain, untuk garis 20 sensor dimensi berikut adalah ciri, panjang 110 mm, diameter 11 mm, dan untuk model ke-21, panjang 20-22 mm dengan diameter 6 mm. Adalah penting untuk memahami bahawa lebih besar ruang itu, lebih banyak unsur radioaktif akan terbang melaluinya, dan lebih sensitiviti dan ketepatan yang dimilikinya. Jadi, untuk 20 siri sensor, dimensi adalah 8-10 kali lebih besar daripada untuk siri 21, dalam kira-kira perkadaran yang sama kita akan mempunyai perbezaan kepekaan.

KEPADA Pembinaan kaunter Geiger boleh digambarkan secara skematik seperti berikut. Sensor yang terdiri daripada bekas silinder di mana gas lengai (contohnya, argon, neon atau campurannya) dipam di bawah tekanan minimum, ini dilakukan untuk memudahkan berlakunya nyahcas elektrik antara katod dan anod. Katod, selalunya, ialah seluruh badan logam bagi sensor sensitif, dan anod ialah wayar kecil yang diletakkan pada penebat. Kadangkala katod juga dibalut dengan selongsong pelindung yang diperbuat daripada keluli tahan karat atau plumbum, ini dilakukan untuk menetapkan kaunter untuk menentukan hanya gamma quanta.

D Untuk kegunaan domestik, pada masa ini, penderia muka hujung paling kerap digunakan (contohnya, Beta-1, Beta-2). Kaunter sedemikian direka bentuk sedemikian rupa sehingga mereka mampu mengesan dan mendaftar walaupun zarah alfa. Kaunter sedemikian adalah silinder rata dengan elektrod terletak di dalam dan tingkap masuk (berfungsi) diperbuat daripada filem mika dengan ketebalan hanya 12 mikron. Reka bentuk ini membolehkan pengesanan (dalam jarak dekat) zarah alfa tenaga tinggi dan zarah beta tenaga rendah. Dalam kes ini, luas tetingkap kerja pembilang Beta-1 dan Beta 1-1 ialah 7 cm persegi. Luas tetingkap kerja mika untuk peranti Beta-2 adalah 2 kali lebih besar daripada Beta-1, ia boleh digunakan untuk menentukan, dsb.

E Jika kita bercakap tentang prinsip operasi ruang kaunter Geiger, ia boleh diterangkan secara ringkas seperti berikut. Apabila diaktifkan, voltan tinggi (kira-kira 350 - 475 volt) digunakan pada katod dan anod melalui perintang beban, tetapi tiada nyahcas berlaku di antara mereka disebabkan oleh gas lengai yang berfungsi sebagai dielektrik. Apabila ia memasuki ruang, tenaganya ternyata cukup untuk mengetuk elektron bebas daripada bahan badan ruang atau katod, elektron ini mula mengetuk keluar elektron bebas daripada gas lengai di sekelilingnya seperti runtuhan salji, dan pengionannya berlaku. , yang akhirnya membawa kepada pelepasan antara elektrod. Litar ditutup, dan fakta ini boleh didaftarkan menggunakan litar mikro peranti, iaitu fakta pengesanan sama ada kuantum sinaran gamma atau X-ray. Kamera kemudian kembali ke keadaan asalnya, yang membolehkan zarah seterusnya dikesan.

H Untuk menghentikan proses pelepasan di dalam ruang dan menyediakan ruang untuk pendaftaran zarah seterusnya, terdapat dua cara, salah satunya adalah berdasarkan fakta bahawa bekalan voltan ke elektrod terganggu untuk tempoh masa yang sangat singkat, yang menghentikan proses pengionan gas. Kaedah kedua adalah berdasarkan penambahan bahan lain kepada gas lengai, contohnya, iodin, alkohol dan bahan lain, sementara ia membawa kepada penurunan voltan pada elektrod, yang juga menghentikan proses pengionan selanjutnya dan ruang. dapat mengesan unsur radioaktif seterusnya. Kaedah ini menggunakan perintang tarik naik berkapasiti tinggi.

NS tentang bilangan pelepasan di ruang kaunter dan anda boleh menilai tahap sinaran pada kawasan yang diukur atau dari objek tertentu.

kaunter Geiger

Kaunter Geiger SI-8B (USSR) dengan tingkap mika untuk mengukur sinaran β lembut. Tingkap itu telus, di bawahnya anda boleh melihat elektrod wayar lingkaran, elektrod lain adalah badan peranti.

Litar elektronik tambahan menyediakan meter dengan kuasa (sebagai peraturan, sekurang-kurangnya 300), menyediakan, jika perlu, pemadaman nyahcas dan mengira bilangan nyahcas melalui meter.

Pembilang Geiger dibahagikan kepada bukan pemadam sendiri dan pemadam sendiri (tidak memerlukan litar luaran untuk menamatkan nyahcas).

Kepekaan meter ditentukan oleh komposisi gas, isipadunya, serta bahan dan ketebalan dindingnya.

Catatan

Perlu diingatkan bahawa, atas sebab sejarah, terdapat percanggahan antara versi Rusia dan Inggeris bagi istilah ini dan seterusnya:

lihat juga

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa itu "kaunter Geiger" dalam kamus lain:

Kaunter Geiger-Muller- Geigerio ir Miulerio skaitiklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. kaunter Geiger Müller; tiub kaunter Geiger Müller vok. Geiger Müller Zählrohr, n; GM Zählrohr, dan rus. Kaunter Geiger Müller, m pranc. compteur de Geiger Müller, m; tiub… Fizikos terminų žodynas

pelepasan kaunter Geiger-Muller- - Topik Penganalisis ketinggian nadi elektronik Minyak dan Gas EN ... Panduan penterjemah teknikal

- ... Wikipedia

- (kaunter Geiger Müller), pengesan pelepasan gas yang dicetuskan apabila cas melalui isipadunya. h c. Magnitud isyarat (impuls semasa) tidak bergantung pada hc tenaga (peranti beroperasi dalam mod nyahcas sendiri). G. s. dicipta pada tahun 1908 olehnya. ... ... Ensiklopedia fizikal

Peranti pelepasan gas untuk mengesan sinaran mengion (zarah a - dan b, g quanta, cahaya dan kuanta sinar-X, zarah sinaran kosmik, dsb.). Kaunter Geiger-Muller ialah tiub kaca tertutup rapat ... Ensiklopedia teknologi

kaunter Geiger- Pembilang Geiger KAUNTER GEIGER, pengesan zarah pelepasan gas. Ia menyala apabila zarah atau kuantum g memasuki isipadunya. Dicipta pada tahun 1908 oleh ahli fizik Jerman H. Geiger dan diperbaiki olehnya bersama-sama dengan ahli fizik Jerman W. Müller. Geiger ... ... Kamus Ensiklopedia Bergambar

KAUNTER GEYGERA, pengesan zarah pelepasan gas. Ia menyala apabila zarah atau kuantum g memasuki isipadunya. Dicipta pada tahun 1908 oleh ahli fizik Jerman H. Geiger dan diperbaiki oleh beliau bersama-sama dengan ahli fizik Jerman W. Müller. Kaunter Geiger memohon ... ... Ensiklopedia moden

Peranti pelepasan gas untuk mengesan dan mengkaji pelbagai jenis radioaktif dan sinaran mengion lain: zarah α dan β, γ quanta, cahaya dan kuanta sinar-X, zarah bertenaga tinggi dalam sinar kosmik (Lihat sinar kosmik) dan ... Ensiklopedia Soviet yang Hebat

- [dengan nama dia. ahli fizik H. Geiger (N. Geiger; 1882 1945) dan W. Muller (W. Muller; 1905 79)] pengesan pelepasan gas radioaktif dan sinaran mengion lain (zarah a dan beta, dalam quanta, cahaya dan kuanta sinar-x , zarah kosmik. sinaran ... ... Kamus Besar Politeknik Ensiklopedia

Pembilang ialah alat untuk mengira sesuatu. Pembilang (elektronik) peranti untuk mengira bilangan peristiwa mengikut satu sama lain (cth denyutan) dengan cara penjumlahan berterusan, atau untuk menentukan tahap pengumpulan yang ... ... Wikipedia

Pada tahun 1908, ahli fizik Jerman Hans Geiger bekerja di makmal kimia yang dimiliki oleh Ernst Rutherford. Di sana mereka diminta untuk menguji pembilang zarah bercas, yang merupakan ruang terion. Ruang itu adalah elektro-kondenser yang diisi dengan gas tekanan tinggi. Pierre Curie menggunakan peranti ini dalam amalan, mengkaji elektrik dalam gas. Idea Geiger - untuk mengesan sinaran ion - dikaitkan dengan pengaruhnya terhadap tahap pengionan gas meruap.

Pada tahun 1928, saintis Jerman Walter Müller, yang bekerja dengan dan di bawah Geiger, mencipta beberapa kaunter yang mendaftarkan zarah pengion. Peranti diperlukan untuk menyelidik sinaran selanjutnya. Fizik, sebagai sains eksperimen, tidak boleh wujud tanpa mengukur struktur. Hanya beberapa sinaran ditemui: γ, β, α. Tugas Geiger adalah untuk mengukur semua jenis sinaran dengan instrumen sensitif.

Kaunter Geiger-Muller ialah penderia radioaktif yang ringkas dan murah. Ia bukan instrumen tepat yang menangkap zarah individu. Teknik ini mengukur ketepuan keseluruhan sinaran mengion. Ahli fizik menggunakannya dengan penderia lain untuk mendapatkan pengiraan yang tepat semasa menjalankan eksperimen.

Sedikit mengenai sinaran mengion

Seseorang boleh pergi terus ke perihalan pengesan, tetapi operasinya akan kelihatan tidak dapat difahami jika anda mengetahui sedikit tentang sinaran mengion. Dengan sinaran, kesan endotermik pada bahan berlaku. Tenaga menyumbang kepada ini. Sebagai contoh, gelombang ultraungu atau radio tidak tergolong dalam sinaran sedemikian, tetapi cahaya ultraungu keras adalah agak. Di sinilah had pengaruh ditakrifkan. Spesies ini dipanggil fotonik, dan foton itu sendiri adalah γ-quanta.

Ernst Rutherford membahagikan proses pelepasan tenaga kepada 3 jenis, menggunakan peranti dengan medan magnet:

• γ ialah foton;
• α ialah nukleus atom helium;
• β ialah elektron tenaga tinggi.

Zarah α boleh dilindungi dengan web kertas. β menembusi lebih dalam. Keupayaan penembusan γ adalah yang paling tinggi. Neutron, yang dipelajari oleh saintis kemudian, adalah zarah berbahaya. Mereka bertindak pada jarak beberapa puluh meter. Mempunyai neutraliti elektrik, mereka tidak bertindak balas dengan molekul bahan yang berbeza.

Walau bagaimanapun, neutron mudah jatuh ke pusat atom, mencetuskan kemusnahannya, itulah sebabnya isotop radioaktif terbentuk. Apabila mereput, isotop mencipta sinaran mengion. Sinaran terpancar daripada seseorang, haiwan, tumbuhan atau objek bukan organik yang telah menerima sinaran selama beberapa hari.

Peranti dan prinsip pengendalian kaunter Geiger

Peranti ini terdiri daripada tiub logam atau kaca di mana gas mulia (campuran argon-neon atau bahan tulen) disuntik. Tiada udara dalam tiub. Gas ditambah di bawah tekanan dan mengandungi alkohol dan halogen. Terdapat wayar di seluruh tiub. Sebuah silinder besi terletak selari dengannya.

Dawai dipanggil anod dan tiub dipanggil katod. Bersama-sama mereka adalah elektrod. Voltan tinggi digunakan pada elektrod, yang dengan sendirinya tidak menyebabkan fenomena pelepasan. Penunjuk akan kekal dalam keadaan ini sehingga pusat pengionan muncul dalam medium gasnya. Dari sumber kuasa, tolak disambungkan ke tiub, dan tambah disambungkan ke wayar, diarahkan melalui rintangan peringkat tinggi. Kita bercakap tentang bekalan berterusan berpuluh-puluh ratus volt.

Apabila zarah memasuki tiub, atom gas mulia berlanggar dengannya. Apabila bersentuhan, tenaga dibebaskan, yang menjalurkan elektron daripada atom gas. Kemudian elektron sekunder terbentuk, yang juga berlanggar, menimbulkan jisim ion dan elektron baru. Kelajuan elektron ke arah anod dipengaruhi oleh medan elektrik. Semasa proses ini, arus elektrik terhasil.

Dalam perlanggaran, tenaga zarah hilang, bekalan atom gas terion berakhir. Apabila zarah yang dicas memasuki kaunter Geiger pelepasan gas, rintangan tiub jatuh, yang serta-merta menurunkan voltan pembelahan pertengahan. Kemudian rintangan meningkat semula - ini memerlukan pemulihan ketegangan. Dorongan menjadi negatif. Peranti menunjukkan impuls, dan kita boleh mengiranya, pada masa yang sama menganggarkan bilangan zarah.

Jenis kaunter Geiger

Mengikut reka bentuk, kaunter Geiger terdiri daripada 2 jenis: rata dan klasik.

Klasik

Diperbuat daripada logam beralun nipis. Oleh kerana korugasi, tiub memperoleh ketegaran dan ketahanan terhadap pengaruh luaran, yang menghalang ubah bentuknya. Hujung tiub dilengkapi dengan penebat kaca atau plastik, di mana terdapat penutup untuk membawa ke peranti.

Permukaan tiub disalut dengan varnis (kecuali untuk petunjuk). Kaunter klasik dianggap sebagai pengesan pengukur universal untuk semua jenis sinaran yang diketahui. Terutama untuk γ dan β.

rata

Meter sensitif untuk mengesan sinaran beta lembut mempunyai reka bentuk yang berbeza. Oleh kerana jumlah zarah beta yang kecil, badan mereka adalah rata. Terdapat tingkap mika yang mengekalkan β dengan lemah. Penderia BETA-2 ialah nama salah satu peranti sedemikian. Sifat pembilang rata lain bergantung pada bahan.

Parameter kaunter Geiger dan mod pengendalian

Untuk mengira kepekaan balas, anggarkan nisbah bilangan mikro-roentgen daripada sampel kepada bilangan isyarat daripada sinaran ini. Peranti tidak mengukur tenaga zarah, oleh itu ia tidak memberikan anggaran yang benar-benar tepat. Peranti ditentukur menggunakan sampel sumber isotop.

Anda juga perlu melihat parameter berikut:

Kawasan kerja, kawasan tingkap pintu masuk

Ciri kawasan penunjuk yang dilalui zarah mikro bergantung pada saiznya. Lebih luas kawasan, lebih banyak zarah akan ditangkap.

Voltan kerja

Voltan harus sepadan dengan spesifikasi purata. Ciri-ciri kerja adalah bahagian rata pergantungan bilangan denyutan tetap pada voltan. Nama kedua ialah dataran tinggi. Pada ketika ini, pengendalian peranti mencapai aktiviti puncaknya dan dipanggil had ukuran atas. Nilainya ialah 400 volt.

Lebar kerja

Lebar kerja ialah perbezaan antara voltan nyalaan dan voltan nyahcas percikan. Nilainya ialah 100 Volt.

condong

Nilai diukur sebagai peratusan bilangan denyutan setiap volt. Ia menunjukkan ralat pengukuran (statistik) dalam pengiraan nadi. Nilainya ialah 0.15%.

Suhu

Suhu adalah penting kerana meter selalunya perlu digunakan dalam keadaan sukar. Sebagai contoh, dalam reaktor. Meter kegunaan am: -50 hingga +70 C Celsius.

Sumber kerja

Sumber dicirikan oleh jumlah bilangan semua denyutan yang direkodkan sehingga saat bacaan peranti menjadi tidak betul. Jika peranti mengandungi bahan organik untuk pemadaman sendiri, bilangan denyutan akan menjadi satu bilion. Sumber itu sesuai untuk mengira hanya dalam keadaan voltan operasi. Apabila peranti disimpan, aliran berhenti.

Masa pemulihan

Ini ialah jumlah masa yang diperlukan untuk peranti mengalirkan elektrik selepas bertindak balas kepada zarah pengion. Terdapat had atas untuk kadar nadi, yang mengehadkan selang pengukuran. Nilainya ialah 10 mikrosaat.

Disebabkan oleh masa pemulihan (juga dipanggil masa mati), peranti boleh gagal pada saat yang menentukan. Untuk mengelakkan overshooting, pengeluar memasang skrin plumbum.

Adakah kaunter mempunyai latar belakang

Latar belakang diukur dalam ruang plumbum berdinding tebal. Nilai biasa adalah tidak lebih daripada 2 denyutan seminit.

Siapa dan di mana menggunakan dosimeter sinaran?

Banyak pengubahsuaian kaunter Geiger-Muller dihasilkan pada skala perindustrian. Pengeluaran mereka bermula semasa era Soviet dan berterusan sekarang, tetapi sudah di Persekutuan Rusia.

Peranti digunakan:

• di kemudahan nuklear;
• di institut saintifik;
• dalam bidang perubatan;
• di rumah.

Selepas kemalangan di loji kuasa nuklear Chernobyl, rakyat biasa juga membeli dosimeter. Semua peranti dilengkapi dengan kaunter Geiger. Dosimeter sedemikian dilengkapi dengan satu atau dua tiub.

Adakah mungkin untuk membuat kaunter Geiger dengan tangan anda sendiri?

Sukar untuk membuat meter sendiri. Anda memerlukan sensor sinaran, tetapi tidak semua orang boleh membelinya. Litar kaunter itu sendiri telah lama diketahui - dalam buku teks fizik, sebagai contoh, ia juga dicetak. Walau bagaimanapun, hanya "kidal" yang benar akan dapat menghasilkan semula peranti di rumah.

Pengrajin otodidak yang berbakat telah belajar membuat kaunter gantian, yang juga mampu mengukur sinaran gamma dan beta menggunakan lampu pendarfluor dan lampu pijar. Mereka juga menggunakan transformer daripada peralatan yang rosak, tiub Geiger, pemasa, kapasitor, pelbagai papan, perintang.

Kesimpulan

Apabila mendiagnosis sinaran, anda perlu mengambil kira latar belakang meter itu sendiri. Walaupun dengan perisai plumbum yang cukup tebal, kelajuan pendaftaran tidak ditetapkan semula. Fenomena ini mempunyai penjelasan: punca aktiviti adalah sinaran kosmik yang menembusi plumbum. Setiap minit muon menyapu permukaan Bumi, yang didaftarkan oleh kaunter dengan kebarangkalian 100%.

Terdapat satu lagi sumber latar belakang - sinaran terkumpul oleh peranti itu sendiri. Oleh itu, berhubung dengan kaunter Geiger, ia juga sesuai untuk bercakap tentang memakai. Semakin banyak sinaran yang terkumpul peranti, semakin rendah kebolehpercayaan datanya.

Skema reka bentuk kaunter pelepasan gas Heyger-Muller ditunjukkan dalam Rajah. 5.4. Pembilang dibuat dalam bentuk silinder logam yang berfungsi sebagai katod KEPADA, dengan diameter mm. Anod A berfungsi sebagai dawai keluli nipis dengan diameter mm, diregangkan di sepanjang paksi silinder dan diasingkan daripada katod dengan palam penebat NS... Silinder diisi dengan argon di bawah tekanan yang dikurangkan ( 100 mm Hg) dengan penambahan sedikit ( 0,5 %) wap etil alkohol atau halogen.

Dalam rajah. 5.4 menunjukkan gambar rajah sambungan meter untuk mengkaji ciri voltan arusnya. Voltan malar dibekalkan kepada elektrod daripada sumber EMF e... Nilai arus yang melalui gas diukur dengan penurunan voltan merentasi rintangan pengukur R.

Katakan bahawa gas terdedah kepada sinaran keamatan malar (pengion). Hasil daripada tindakan pengion, gas memperoleh beberapa kekonduksian elektrik dan arus akan mengalir dalam litar, pergantungan yang pada voltan yang digunakan ditunjukkan dalam
nasi. 5.5.

Pada voltan rendah, arus yang melalui peranti adalah kecil. Ia adalah mungkin untuk mendaftar hanya jumlah arus yang disebabkan oleh laluan sejumlah besar zarah. Peranti yang beroperasi dalam mod ini dipanggil ruang pengionan... Mod ini sepadan dengan bahagian saya dan II.

Lokasi dihidupkan saya arus meningkat mengikut kadar voltan, i.e. Hukum Ohm dipenuhi. Dalam bahagian ini, serentak dengan proses pengionan, proses terbalik berlaku - penggabungan semula (hubungan antara ion positif dan elektron dengan pembentukan zarah neutral).

Dengan peningkatan selanjutnya dalam voltan, pertumbuhan kekuatan semasa menjadi perlahan dan berhenti sepenuhnya (bahagian II). Arus tepu masuk. Arus tepu ialah nilai arus maksimum apabila semua ion dan elektron yang dicipta oleh pengion luar per unit masa mencapai elektrod dalam masa yang sama. Arus tepu ditentukan oleh kuasa pengion. Arus tepu ialah ukuran kesan pengionan pengion: jika anda menghentikan tindakan pengion, maka nyahcas juga akan berhenti.

Dengan peningkatan selanjutnya dalam voltan, arus meningkat agak perlahan (bahagian III). Pada voltan tinggi, elektron yang dihasilkan oleh pengion luaran, dipercepatkan dengan kuat oleh medan elektrik, berlanggar dengan molekul gas neutral dan mengionkannya. Akibatnya, elektron sekunder dan ion positif terbentuk. Elektron sekunder, setelah dipercepatkan dalam medan elektrik, boleh mengion semula molekul gas. Jumlah bilangan elektron dan ion akan bertambah seperti longsoran apabila elektron bergerak ke arah anod (proses ini dipanggil pengionan kesan). Kaunter yang bekerja di kawasan ini ( III) dipanggil berkadar.

Bilangan elektron yang mencapai anod, dirujuk kepada bilangan elektron primer, dipanggil keuntungan gas... Keuntungan gas meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan dan pada voltan tinggi mula bergantung kepada bilangan elektron primer. Dalam kes ini, kaunter dari mod berkadar masuk ke mod perkadaran terhad(plot IV). Tiada kaunter yang berfungsi di kawasan ini.

Pada voltan yang lebih tinggi, penampilan sekurang-kurangnya sepasang ion membawa kepada permulaan nyahcas mampan sendiri (voltan di mana nyahcas mampan sendiri berlaku dipanggil voltan kerosakan). Arus tidak lagi bergantung kepada bilangan ion yang terbentuk pada mulanya dan tenaga zarah berdaftar. Kaunter mula berfungsi dalam mod Geiger (bahagian V). Peranti yang berfungsi di kawasan ini dipanggil Kaunter Geiger-Muller... Kebebasan kekuatan semasa daripada tenaga zarah pengion menjadikan kaunter Geiger-Muller mudah untuk pendaftaran b-zarah dengan spektrum berterusan.

Peningkatan selanjutnya dalam voltan membawa kepada kemunculan pelepasan gas berterusan... Dalam kes ini, arus meningkat dengan mendadak (bahagian VI), dan meter mungkin gagal.

Oleh itu, kaunter Geiger-Müller berfungsi berdasarkan prinsip penguatan gas dalaman. Apabila voltan tinggi dikenakan pada meter, medan berhampiran filamen nipis (anod) adalah sangat tidak homogen. Oleh kerana kecerunan berpotensi besar, zarah bercas yang memasuki kaunter dipercepatkan oleh medan kepada tenaga yang lebih 30 eV. Pada tenaga zarah sedemikian, mekanisme pengionan hentaman mula beroperasi, yang menyebabkan elektron membiak dalam bilangan sehingga longsoran. Akibatnya, nadi negatif dijana pada rintangan beban anod. Avalanche elektron boleh timbul daripada satu elektron yang terperangkap di antara katod dan anod.

Ciri-ciri kaunter Geiger-Muller

Kecekapan pembilang ialah nisbah bilangan zarah yang didaftarkan kepada jumlah bilangan zarah yang melaluinya. Kecekapan pembilang kepada elektron boleh mencapai 99,9 %. pendaftaran g-sinar dijalankan melalui elektron pantas, dibentuk melalui penyerapan atau penyerakan g- quanta di kaunter. Kecekapan meter untuk g- quanta biasanya mengikut urutan%.

Ciri penting meter ialah latar belakang. Latar belakang merujuk kepada bacaan peranti jika tiada sumber sinaran yang disiasat. Latar belakang kaunter disebabkan oleh: sinaran kosmik; kehadiran bahan radioaktif dalam persekitaran, termasuk dalam bahan dari mana meter dibuat; pelepasan spontan dalam meter (nadi palsu). Biasanya, untuk kaunter Geiger-Müller pelbagai reka bentuk, latar belakang berubah-ubah dalam imp./min. Kaedah khas berjaya mengurangkan latar belakang dengan susunan magnitud.

Kaunter Geiger-Muller boleh mendaftar hanya satu zarah. Untuk mendaftarkan zarah seterusnya, adalah perlu untuk memadamkan pelepasan diri terlebih dahulu. Oleh itu, ciri penting meter ialah masa mati t- masa tidak aktif meter, semasa pelepasan gas dipadamkan. Biasanya masa mati adalah atas perintah s.

Memadamkan pelepasan gas dalam meter boleh dilakukan dengan dua cara:

1) dengan memasukkan sebatian organik kompleks ke dalam gas. Banyak molekul kompleks adalah legap kepada sinaran ultraungu dan menghalang kuanta yang sepadan daripada mencapai katod. Tenaga yang dibebaskan oleh ion di katod, dengan kehadiran bahan tersebut, dibelanjakan bukan untuk menarik keluar elektron daripada katod, tetapi untuk pemisahan molekul. Kemunculan pelepasan yang berterusan dalam keadaan sedemikian menjadi mustahil;

2) dengan bantuan rintangan. Kaedah ini dijelaskan oleh fakta bahawa semasa arus pelepasan mengalir melalui rintangan, penurunan voltan yang besar berlaku di atasnya. Akibatnya, hanya sebahagian daripada voltan yang dikenakan jatuh pada jurang antara elektrod, yang ternyata tidak mencukupi untuk mengekalkan nyahcas.

Masa mati bergantung kepada banyak faktor: nilai voltan pada meter; komposisi gas pengisi; kaedah pemadaman; hayat perkhidmatan; suhu, dsb. Oleh itu, sukar untuk dikira.

Salah satu kaedah paling mudah untuk penentuan eksperimen masa mati ialah kaedah dua sumber.

Transformasi nuklear dan interaksi sinaran dengan jirim adalah bersifat statistik. Oleh itu, terdapat kebarangkalian tertentu dua atau lebih zarah mengenai kaunter semasa masa mati. t untuk didaftarkan sebagai satu zarah. Katakan bahawa kecekapan kaunter ialah 100 %. Biarkan kelajuan purata zarah memasuki kaunter. n- kadar pengiraan purata (bilangan zarah yang didaftarkan setiap unit masa). semasa t zarah akan didaftarkan. Masa mati kumulatif t akan menjadi, dan bilangan zarah yang tidak dikira akan sama dengan. Kami akan menganggap bahawa bilangan zarah yang memukul kaunter akan sama dengan jumlah zarah berdaftar dan tidak dikira.

Dicipta pada tahun 1908 oleh ahli fizik Jerman Hans Wilhelm Geiger, peranti yang mampu menentukan digunakan secara meluas hari ini. Sebab untuk ini adalah sensitiviti tinggi peranti, keupayaannya untuk mendaftarkan pelbagai sinaran. Kemudahan operasi dan kos rendah membolehkan anda membeli kaunter Geiger untuk sesiapa sahaja yang memutuskan untuk mengukur tahap sinaran secara bebas pada bila-bila masa dan di mana-mana tempat. Apakah peranti ini dan bagaimana ia berfungsi?

Prinsip operasi kaunter Geiger

Reka bentuknya agak mudah. Campuran gas yang terdiri daripada neon dan argon, yang mudah terion, dipam ke dalam silinder tertutup dengan dua elektrod. Ia dibekalkan kepada elektrod (kira-kira 400 V), yang dengan sendirinya tidak menyebabkan sebarang fenomena nyahcas sehingga saat proses pengionan bermula dalam medium gas peranti. Penampilan zarah yang datang dari luar membawa kepada fakta bahawa elektron primer, dipercepatkan dalam medan yang sepadan, mula mengionkan molekul lain dari medium gas. Akibatnya, di bawah pengaruh medan elektrik, penciptaan seperti longsoran elektron dan ion baru berlaku, yang secara mendadak meningkatkan kekonduksian awan elektron-ion. Pelepasan berlaku dalam persekitaran gas kaunter Geiger. Bilangan impuls yang berlaku dalam tempoh masa tertentu adalah berkadar terus dengan bilangan zarah tetap. Ini, secara umum, prinsip pembilang Geiger.

Proses sebaliknya, akibatnya medium gas kembali ke keadaan asalnya, berlaku dengan sendirinya. Di bawah pengaruh halogen (biasanya bromin atau klorin digunakan), penggabungan semula cas yang sengit berlaku dalam medium ini. Proses ini jauh lebih perlahan, dan oleh itu masa yang diperlukan untuk memulihkan sensitiviti kaunter Geiger adalah ciri pasport peranti yang sangat penting.

Walaupun prinsip operasi kaunter Geiger agak mudah, ia mampu bertindak balas terhadap sinaran mengion pelbagai jenis. Ini adalah α-, β-, γ-, serta X-ray, neutron dan semuanya bergantung pada reka bentuk peranti. Oleh itu, tingkap pintu masuk kaunter Geiger, yang mampu mendaftarkan sinaran α- dan β lembut, diperbuat daripada mika dengan ketebalan 3 hingga 10 mikron. Untuk pengesanan, ia diperbuat daripada berilium, dan ultraviolet - dari kuarza.

Di manakah kaunter Geiger digunakan

Prinsip operasi kaunter Geiger adalah asas untuk operasi kebanyakan dosimeter moden. Instrumen kecil ini, yang mempunyai kos yang agak rendah, agak sensitif dan mampu memaparkan hasil dalam unit ukuran yang mudah dibaca. Kemudahan penggunaannya membolehkan peranti ini dikendalikan walaupun oleh mereka yang mempunyai konsep dosimetri yang sangat jauh.

Mengikut keupayaan dan ketepatan pengukuran mereka, dosimeter boleh menjadi profesional dan isi rumah. Dengan bantuan mereka, adalah mungkin untuk menentukan sumber sinaran terion yang tersedia dengan tepat pada masanya dan berkesan di kawasan terbuka dan di dalam rumah.

Peranti ini, menggunakan dalam kerja mereka prinsip operasi kaunter Geiger, boleh memberikan isyarat bahaya dengan segera menggunakan kedua-dua isyarat visual dan bunyi atau getaran. Jadi, anda sentiasa boleh menyemak makanan, pakaian, memeriksa perabot, peralatan, bahan binaan, dan lain-lain untuk ketiadaan sinaran yang berbahaya kepada tubuh manusia.