Zgradba in princip delovanja Geiger-Müllerjevega števca

IN Zadnje čase, pozornost na sevalna varnost s strani običajnih državljanov v naši državi vse bolj narašča. In to ni povezano samo s tragičnimi dogodki v jedrski elektrarni Černobil in njegovimi nadaljnjimi posledicami, temveč tudi z različnimi vrstami incidentov, ki se občasno dogajajo na enem ali drugem mestu planeta. V zvezi s tem so se konec prejšnjega stoletja začele pojavljati naprave dozimetrični nadzor sevanja za gospodinjske namene. In takšne naprave so mnogim ljudem rešile ne le zdravje, ampak včasih tudi življenje, in to ne velja le za ozemlja, ki mejijo na območje izključitve. Zato so vprašanja sevalne varnosti še danes aktualna povsod v naši državi.

IN Vsi gospodinjski in skoraj vsi profesionalni sodobni dozimetri so opremljeni z . Na drug način ga lahko imenujemo občutljivi element dozimetra. Ta naprava je leta 1908 izumil nemški fizik Hans Geiger, dvajset let kasneje pa je ta razvoj izboljšal drug fizik Walter Muller in princip te naprave se uporablja še danes.

N Nekateri sodobni dozimetri imajo štiri števce hkrati, kar omogoča povečanje merilne natančnosti in občutljivosti naprave ter skrajšanje časa merjenja. Večina Geiger-Mullerjevih števcev je sposobnih zaznati gama sevanje, visokoenergijsko beta sevanje in rentgenske žarke. Vendar pa obstajajo posebni dogodki za določanje visokoenergijskih delcev alfa. Za konfiguracijo dozimetra tako, da zazna samo sevanje gama, ki je najnevarnejše od treh vrst sevanja, je občutljiva komora prekrita s posebnim ohišjem iz svinca ali drugega jekla, ki preprečuje prodiranje delcev beta v števec.

IN V sodobnih dozimetrih za gospodinjstvo in profesionalno uporabo se široko uporabljajo senzorji, kot so SBM-20, SBM-20-1, SBM-20U, SBM-21, SBM-21-1. Razlikujejo se splošne dimenzije kamere in drugih parametrov odlikuje linija 20 senzorjev naslednje dimenzije, dolžina 110 mm, premer 11 mm, pri 21. modelu pa dolžina 20-22 mm s premerom 6 mm. Pomembno je razumeti, da večja kot je kamera, tem velika količina skozenj bodo leteli radioaktivni elementi, večjo občutljivost in natančnost pa ima. Torej, za 20. serijo senzorjev so dimenzije 8-10 krat večje kot za 21. in bomo imeli razliko v občutljivosti v približno enakem razmerju.

TO Zasnovo Geigerjevega števca lahko shematično opišemo na naslednji način. Senzor, ki je sestavljen iz valjaste posode, v katero se črpa inertni plin (na primer argon, neon ali njune mešanice). minimalni tlak, to se naredi, da se olajša pojav električne razelektritve med katodo in anodo. Najpogosteje je katoda celotno kovinsko telo občutljivega senzorja, anoda pa majhna žica, nameščena na izolatorje. Včasih je katoda dodatno ovita v zaščitno ohišje iz nerjavečega jekla ali svinca;

D la uporabo v gospodinjstvu, trenutno se najpogosteje uporabljajo končni senzorji (na primer Beta-1, Beta-2). Takšni števci so zasnovani tako, da so sposobni zaznati in registrirati tudi delce alfa. Tak števec je ploščat valj z elektrodami, ki se nahajajo v notranjosti, in vhodno (delovno) okno iz sljudnega filma debeline le 12 mikronov. Ta zasnova omogoča zaznavanje (na blizu) visokoenergijskih delcev alfa in nizkoenergijskih beta delcev. V tem primeru je površina delovnega okna števcev Beta-1 in Beta 1-1 7 kvadratnih cm. Površina delovnega okna sljude za napravo Beta-2 je 2-krat večja od površine Beta-1, z njo je mogoče določiti itd.

E Če govorimo o principu delovanja Geigerjeve števčne komore, ga lahko na kratko opišemo na naslednji način. Ko je aktiviran, se napajata katoda in anoda visokonapetostni(približno 350 - 475 voltov), ​​skozi bremenski upor, vendar med njima ne pride do razelektritve zaradi inertnega plina, ki služi kot dielektrik. Ko vstopi v komoro, je njegova energija dovolj, da izbije prosti elektron iz materiala telesa komore ali katode, ta elektron začne kot plaz izbijati proste elektrone iz okoliškega inertnega plina in pride do njegove ionizacije, kar na koncu privede do razelektritve med elektrodama. Tokokrog je sklenjen in to dejstvo je mogoče registrirati z mikrovezjem naprave, ki je dejstvo detekcije kvanta gama ali rentgenskega sevanja. Kamera se nato ponastavi in ​​omogoči zaznavo naslednjega delca.

H Za zaustavitev procesa praznjenja v komori in pripravo komore za snemanje naslednjega delca obstajata dva načina, eden od njiju temelji na tem, da se za zelo kratek čas prekine dovod napetosti na elektrode, kar preneha proces ionizacije plina. Druga metoda temelji na dodajanju druge snovi inertnemu plinu, na primer joda, alkohola in drugih snovi, in vodijo do zmanjšanja napetosti na elektrodah, kar tudi ustavi proces nadaljnje ionizacije in kamera postane sposobna za odkrivanje naslednjega radioaktivnega elementa. Ta metoda uporablja obremenitveni upor z visoko zmogljivostjo.

p število izpustov v merilni komori in lahko presojamo stopnjo sevanja na merjenem območju ali iz določenega predmeta.

Geigerjev števec

Geigerjev števec SI-8B (ZSSR) z oknom iz sljude za merjenje mehkega β-sevanja. Okence je prozorno, pod njim je vidna spiralna žična elektroda, druga elektroda je telo naprave.

Dodatno elektronsko vezje daje števcu moč (običajno vsaj 300), po potrebi poskrbi za zatiranje izpustov in šteje število izpustov skozi števec.

Geigerjeve števce delimo na nesamougasne in samougasljive (ne zahtevajo zunanje vezje prenehanje odvajanja).

Občutljivost merilnika določajo sestava plina, njegova prostornina ter material in debelina njegovih sten.

Opomba

Opozoriti je treba, da je zaradi zgodovinskih razlogov prišlo do neskladja med rusko in angleško različico tega in naslednjih pogojev:

Poglej tudi

Fundacija Wikimedia. 2010.

Oglejte si, kaj je "Geigerjev števec" v drugih slovarjih:

Geiger-Mullerjev števec- Geigerio ir Miulerio skaitiklis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Geiger Müllerjev števec; Cevni števec Geiger Müller vok. Geiger Müller Zählrohr, n; GM Zählrohr, n rus. Geiger Mullerjev števec, pranc. compteur de Geiger Müller, m; cev … Fizikos terminų žodynas

Geiger-Mullerjev bitni števec- - Teme naftna in plinska industrija EN elektronski analizator višine impulza ... Priročnik za tehnične prevajalce

- ... Wikipedia

- (Geiger-Müllerjev števec), detektor praznjenja v plinu, ki se sproži, ko gre naboj skozi njegov volumen. h c. Velikost signala (trenutni impulz) ni odvisna od energije hc (naprava deluje v načinu samopraznjenja). G. s. izumljen leta 1908 v Nemčiji ... ... Fizična enciklopedija

Naprava na praznjenje plina za detekcijo ionizirajočih sevanj (a – in b delcev, g kvantov, svetlobnih in rentgenskih kvantov, delcev kozmičnega sevanja itd.). Geiger-Müllerjev števec je hermetično zaprta steklena cev... Enciklopedija tehnologije

Geigerjev števec- Geigerjev števec Geigerjev števec, detektor delcev s praznjenjem v plinu. Sproži se, ko delec ali g kvant vstopi v njegov volumen. Izumil ga je leta 1908 nemški fizik H. Geiger in ga izboljšal skupaj z nemškim fizikom W. Mullerjem. Geiger...... Ilustrirani enciklopedični slovar

Geigerjev števec, detektor delcev s praznjenjem v plinu. Sproži se, ko delec ali g kvant vstopi v njegov volumen. Izumil ga je leta 1908 nemški fizik H. Geiger in ga izboljšal skupaj z nemškim fizikom W. Mullerjem. Uporabljen Geigerjev števec ... ... Sodobna enciklopedija

Naprava na praznjenje plina za detekcijo in proučevanje različnih vrst radioaktivnih in drugih ionizirajočih sevanj: α in β delcev, γ kvantov, svetlobnih in rentgenskih kvantov, delcev visoka energija v kozmičnih žarkih (glej Kozmični žarki) in ... Velika sovjetska enciklopedija

- [po imenu nem. fizikov H. Geiger (H. Geiger; 1882 1945) in W. Muller (W. Muller; 1905 79)] detektor radioaktivnega in drugega ionizirajočega sevanja (a in beta delcev, kvantov, svetlobnih in rentgenskih kvantov, kozmičnih delcev.... Veliki enciklopedični politehnični slovar

Števec je naprava za štetje nečesa. Števec (elektronika) naprava za štetje števila dogodkov, ki si sledijo (na primer impulzov) z zveznim seštevanjem ali za določanje stopnje akumulacije, katere ... ... Wikipedia

Leta 1908 je nemški fizik Hans Geiger delal v kemijskih laboratorijih v lasti Ernsta Rutherforda. Tam so jih prosili tudi, naj preizkusijo števec nabitih delcev, ki je bil ionizirana komora. Komora je bila električni kondenzator, ki je bil napolnjen s plinom visok pritisk. To napravo je v praksi uporabljal tudi Pierre Curie, ki je proučeval elektriko v plinih. Geigerjeva ideja - zaznati sevanje ionov - je bila povezana z njihovim vplivom na stopnjo ionizacije hlapnih plinov.

Leta 1928 je nemški znanstvenik Walter Müller, ki je sodeloval z Geigerjem in pod njim, ustvaril več števcev, ki so registrirali ionizirajoče delce. Naprave so bile potrebne za nadaljnje raziskave sevanja. Fizika kot veda o eksperimentih ne bi mogla obstajati brez merilnih struktur. Odkritih je bilo le nekaj sevanj: γ, β, α. Geigerjeva naloga je bila meriti vse vrste sevanja z občutljivimi instrumenti.

Geiger-Mullerjev števec je preprost in poceni radioaktivni senzor. Ne gre za natančen instrument, ki bi zajemal posamezne delce. Tehnika meri skupno nasičenost ionizirajočega sevanja. Fiziki ga uporabljajo z drugimi senzorji za doseganje natančnih izračunov pri izvajanju poskusov.

Malo o ionizirajočem sevanju

Lahko bi prešli kar k opisu detektorja, vendar se vam bo njegovo delovanje zdelo nerazumljivo, če o ionizirajočem sevanju malo veste. Ko pride do sevanja, pride do endotermnega učinka na snov. K temu pripomore energija. Med tako sevanje na primer ne spadajo ultravijolični ali radijski valovi, sodi pa trda ultravijolična svetloba. Tukaj je določena meja vpliva. Vrsta se imenuje fotonska, sami fotoni pa so γ-kvanti.

Ernst Rutherford je procese oddajanja energije razdelil na 3 vrste z uporabo naprave z magnetno polje:

• γ - foton;
• α je jedro atoma helija;
• β je elektron z visoko energijo.

Pred delci α se lahko zaščitite s papirjem. β prodrejo globlje. Probojna sposobnost γ je največja. Nevtroni, za katere so znanstveniki izvedeli pozneje, so nevarni delci. Delujejo na razdalji več deset metrov. Ker imajo električno nevtralnost, ne reagirajo z molekulami različnih snovi.

Vendar pa nevtroni zlahka dosežejo središče atoma in povzročijo njegovo uničenje, kar povzroči nastanek radioaktivnih izotopov. Ko izotopi razpadajo, ustvarjajo ionizirajoče sevanje. Iz osebe, živali, rastline ali anorganskega predmeta, ki je prejel sevanje, sevanje izhaja več dni.

Zasnova in princip delovanja Geigerjevega števca

Naprava je sestavljena iz kovinske ali steklene cevi, v katero se črpa žlahtni plin (mešanica argon-neon ali čiste snovi). V cevi ni zraka. Plin se doda pod pritiskom in vsebuje primesi alkohola in halogena. Po vsej cevi je napeta žica. Vzporedno z njim je nameščen železen valj.

Žica se imenuje anoda, cev pa katoda. Skupaj sta elektrodi. Na elektrode se napaja visoka napetost, ki sama po sebi ne povzroča pojavov razelektritve. Indikator bo ostal v tem stanju, dokler se v njegovem plinastem okolju ne pojavi ionizacijski center. Minus je povezan z virom napajanja na cev, plus pa je povezan z žico, usmerjeno skozi visoko upornost. To je približno O stalna prehrana na desetine stotin voltov.

Ko delec vstopi v cev, vanj trčijo atomi žlahtnega plina. Ob stiku se sprosti energija, ki odstrani elektrone iz atomov plina. Nato nastanejo sekundarni elektroni, ki prav tako trčijo in ustvarijo množico novih ionov in elektronov. Na hitrost elektronov proti anodi vpliva električno polje. Med tem procesom nastane električni tok.

Med trkom se energija delcev izgubi in zaloga atomov ioniziranega plina se konča. Ko nabiti delci vstopijo v Geigerjev števec s praznjenjem v plinu, upornost cevi pade, kar takoj zmanjša napetost na sredini cepitvene točke. Nato se upor spet poveča - to povzroči ponovno vzpostavitev napetosti. Zagon postane negativen. Naprava kaže impulze, mi pa jih lahko preštejemo, hkrati pa ocenimo število delcev.

Vrste Geigerjevih števcev

Po zasnovi so Geigerjevi števci dveh vrst: ravni in klasični.

Klasična

Izdelana iz tanke valovite kovine. Zaradi valovitosti cev pridobi togost in odpornost na zunanje vplive, kar preprečuje njeno deformacijo. Konci cevi so opremljeni s steklenimi ali plastičnimi izolatorji, ki vsebujejo pokrovčke za izhod na naprave.

Lak je nanesen na površino cevi (razen na vodnike). Klasični števec velja za univerzalni merilni detektor za vsakogar znane vrste sevanje. Še posebej za γ in β.

Stanovanje

Občutljivi merilniki za beleženje mehkega beta sevanja imajo drugačno zasnovo. Njihovo telo ima zaradi majhnega števila delcev beta ravna oblika. Obstaja sljudno okno, ki šibko blokira β. Senzor BETA-2 je ime ene od teh naprav. Lastnosti ostalih ploščatih pultov so odvisne od materiala.

Parametri Geigerjevega števca in načini delovanja

Za izračun občutljivosti števca ocenite razmerje med številom mikrorentgenov iz vzorca in številom signalov tega sevanja. Naprava ne meri energije delca, zato ne daje absolutno natančne ocene. Naprave so kalibrirane z uporabo vzorcev iz izotopskih virov.

Prav tako morate pogledati naslednje parametre:

Delovni prostor, prostor vhodnih oken

Značilnosti indikatorskega območja, skozi katerega prehajajo mikrodelci, so odvisne od njegove velikosti. Širše kot je območje, več delcev bo ujetih.

Delovna napetost

Napetost mora ustrezati povprečnim specifikacijam. Sama obratovalna karakteristika je ravni del odvisnosti števila fiksnih impulzov od napetosti. Njegovo drugo ime je planota. Na tej točki naprava doseže največjo aktivnost in se imenuje zgornja meja merjenja. Vrednost - 400 voltov.

Delovna širina

Delovna širina je razlika med ravninsko izhodno napetostjo in napetostjo praznjenja iskre. Vrednost je 100 voltov.

Naklon

Vrednost se meri kot odstotek števila impulzov na 1 volt. Prikazuje merilno napako (statistično) pri štetju impulzov. Vrednost je 0,15 %.

Temperatura

Temperatura je pomembna, ker je treba merilnik pogosto uporabljati v težkih pogojih. Na primer v reaktorjih. Števci splošno uporabo: od -50 do +70 Celzija.

Delovni vir

Za vir je značilno skupno število vseh impulzov, zabeleženih do trenutka, ko odčitki naprave postanejo napačni. Če naprava vsebuje organske snovi za samougasljivost, bo število impulzov ena milijarda. Vir je primerno izračunati le v stanju delovne napetosti. Pri shranjevanju naprave se pretok ustavi.

Čas okrevanja

To je čas, ki ga naprava potrebuje za prevajanje električne energije po reakciji na ionizirajoče delce. Obstaja zgornja meja frekvence impulza, ki omejuje merilno območje. Vrednost je 10 mikrosekund.

Zaradi časa obnovitve (imenovanega tudi mrtvi čas) lahko naprava v odločilnem trenutku odpove. Da bi preprečili prekoračitev, proizvajalci namestijo svinčene zaslone.

Ima števec ozadje?

Ozadje se meri v svinčeni komori z debelimi stenami. Običajna vrednost ni več kot 2 utripa na minuto.

Kdo in kje uporablja dozimetre sevanja?

IN industrijsko merilo Proizvajajo številne modifikacije števcev Geiger-Muller. Njihova proizvodnja se je začela v času ZSSR in se nadaljuje zdaj, vendar v Ruski federaciji.

Naprava se uporablja:

• v objektih jedrske industrije;
• v znanstvenih inštitutih;
• v medicini;
• doma.

Po nesreči v jedrski elektrarni Černobil so dozimetre kupovali tudi navadni državljani. Vse naprave imajo Geigerjev števec. Takšni dozimetri so opremljeni z eno ali dvema cevkama.

Ali je mogoče izdelati Geigerjev števec z lastnimi rokami?

Izdelava števca sama je težka. Potrebujete senzor sevanja, vendar ga ne more kupiti vsak. Samo števčno vezje je že dolgo znano - v učbenikih fizike je na primer tudi natisnjeno. Vendar pa bo samo pravi "levičar" lahko reproduciral napravo doma.

Nadarjeni mojstri samouki so se naučili izdelati nadomestek za števec, ki je sposoben meriti tudi sevanje gama in beta s fluorescenčno sijalko in žarnico z žarilno nitko. Uporabljajo tudi transformatorje iz pokvarjene opreme, Geigerjevo cev, časovnik, kondenzator, različne plošče in upore.

Zaključek

Pri diagnosticiranju sevanja morate upoštevati lastno ozadje merilnika. Tudi s svinčeno zaščito dostojne debeline se hitrost registracije ne ponastavi. Ta pojav ima razlago: vzrok za aktivnost je kozmično sevanje, ki prodira skozi plasti svinca. Zemljino površino vsako minuto preletijo mioni, ki jih števec registrira s 100-odstotno verjetnostjo.

Obstaja še en vir ozadja - sevanje, ki ga kopiči naprava sama. Zato je v zvezi z Geigerjevim števcem primerno govoriti tudi o obrabi. Več sevanja kot je naprava zbrala, manjša je zanesljivost njenih podatkov.

Shema Geiger-Mullerjevega števca praznjenja v plinu je prikazana na sl. 5.4. Števec je izdelan v obliki kovinskega valja, ki služi kot katoda TO, premer mm. Anoda A uporablja se tanka jeklena žica s premerom mm, napeta vzdolž osi valja in izolirana od katode z izolacijskimi čepi p. Jeklenka je napolnjena z argonom pri znižanem tlaku ( 100 mmHg) z dodatkom majhne količine ( 0,5 %) hlapi etilnega alkohola ali halogeni.

Na sl. Slika 5.4 prikazuje shemo vezja za priključitev števca za preučevanje njegovih tokovno-napetostnih karakteristik. Iz vira EMF se na elektrode napaja konstantna napetost e. Količina toka, ki teče skozi plin, se meri s padcem napetosti na merilnem uporu R.

Predpostavimo, da je plin izpostavljen sevanju s konstantno jakostjo (ionizator). Zaradi delovanja ionizatorja pridobi plin nekaj električne prevodnosti in v tokokrogu teče tok, katerega odvisnost od uporabljene napetosti je prikazana na
riž. 5.5.

Pri nizkih napetostih je tok, ki teče skozi napravo, majhen. Registrirati je mogoče samo skupni tok, ki ga povzroči prehod veliko število delci. Naprave, ki delujejo v tem načinu, se imenujejo ionizacijske komore. Ta način ustreza območjem jaz in II.

Lokacija vklopljena jaz tok narašča sorazmerno z napetostjo, tj. Ohmov zakon je izpolnjen. V tem območju se hkrati s procesom ionizacije obraten proces– rekombinacija (povezava pozitivnih ionov in elektronov med seboj v nevtralne delce).

Z nadaljnjim naraščanjem napetosti se naraščanje toka upočasni in popolnoma ustavi (oddelek II). Pojavi se tok nasičenja. Tok nasičenja je največja vrednost tok, ko vsi ioni in elektroni, ki jih ustvari zunanji ionizator na časovno enoto, istočasno dosežejo elektrode. Velikost toka nasičenja je določena z močjo ionizatorja. Tok nasičenja je merilo ionizacijskega učinka ionizatorja: če prenehamo z delovanjem ionizatorja, se bo ustavilo tudi razelektrenje.

Z nadaljnjim povečanjem napetosti tok narašča precej počasi (oddelek III). Pri visokih napetostih elektroni, ki nastanejo pod delovanjem zunanjega ionizatorja, močno pospešeni z električnim poljem, trčijo ob nevtralne molekule plina in jih ionizirajo. Posledično nastanejo sekundarni elektroni in pozitivni ioni. Sekundarni elektroni, pospešeni v električno polje, lahko ponovno ionizira molekule plina. Skupno število elektroni in ioni se bodo povečali kot plaz, ko se elektroni premikajo proti anodi (ta proces imenujemo udarna ionizacija). Na tem območju delujejo števci ( III), se imenujejo sorazmerno.

Imenuje se število elektronov, ki dosežejo anodo, deljeno s številom primarnih elektronov koeficient pridobitve plina. Dobiček plina hitro narašča z naraščajočo napetostjo in pri visokih napetostih začne biti odvisen od števila primarnih elektronov. V tem primeru števec preklopi iz proporcionalnega načina v način omejena sorazmernost(zaplet IV). Na tem področju ne delajo računovodje.

Pri še višji napetosti pojav vsaj enega para ionov povzroči začetek samopraznjenja (napetost, pri kateri pride do samovzdrževalnega praznjenja, se imenuje prebojna napetost). Tok ni več odvisen od števila prvotno oblikovanih ionov in energije zaznanih delcev. Števec začne delovati v Geigerjevem načinu (oddelek V). Naprava, ki deluje na tem območju, se imenuje Geiger-Mullerjev števec. Zaradi neodvisnosti jakosti toka od energije ionizirajočih delcev so Geiger-Mullerjevi števci priročni za snemanje b-delci z zveznim spektrom.

Nadaljnje povečanje napetosti vodi do pojava neprekinjeno praznjenje plina. Tok se v tem primeru močno poveča (oddelek VI), in merilnik lahko odpove.

Tako Geiger-Mullerjev števec deluje na principu notranjega plinskega ojačanja. Pri visoki napetosti na merilniku je polje v bližini tanke niti (anode) izjemno nehomogeno. Zaradi velikega potencialnega gradienta naelektreni delec, ki vstopi v števec, polje pospeši do energije več kot 30 eV. Pri takšni energiji delcev začne delovati mehanizem udarne ionizacije, zaradi katerega se elektroni plazovito množijo. Posledično se na anodni obremenitveni upornosti tvori negativni impulz. Elektronski plaz lahko nastane iz enega samega elektrona, ujetega med katodo in anodo.

Značilnosti Geiger-Mullerjevega števca

Učinkovitostštevec je razmerje med številom registriranih delcev in polna številka delci, ki gredo skozenj. Učinkovitost števca elektronov lahko doseže 99,9 %. Registracija g-žarki se izvajajo preko hitrih elektronov, ki nastanejo pri absorpciji ali sipanju g-kvante v števcu. Učinkovitost števcev do g-kvant je običajno reda %.

Pomembna lastnost števca je ozadje. ozadje pokličite odčitke instrumenta v odsotnosti preučevanih virov sevanja. Ozadje števca je posledica: kozmičnega sevanja; prisotnost radioaktivnih snovi v okolju, vključno z materiali, iz katerih je izdelan merilnik; spontane razelektritve v števcu (lažni impulzi). Običajno za Geiger-Mullerjeve števce različnih izvedb ozadje niha v mejah impulzov/min. S posebnimi metodami je mogoče zmanjšati ozadje za red velikosti.

Geiger-Mullerjev števec lahko zazna le en delec. Za registracijo naslednjega delca je potrebno najprej ugasniti samorazelektritev. Zato pomembna lastnostštevec je mrtvi čas t– čas nedelovanja števca, med katerim ugasne plinski izpust. Običajno je mrtvi čas po naročilu s.

Gašenje izpusta plina v števcu se lahko izvede na dva načina:

1) z vnosom kompleksne spojine v plin organska spojina. Številne kompleksne molekule so neprozorne za ultravijolično sevanje in preprečujejo, da bi ustrezni kvanti dosegli katodo. Energija, ki jo sproščajo ioni na katodi v prisotnosti takšnih snovi, se ne porabi za odtrganje elektronov iz katode, temveč za disociacijo molekul. Pojav neodvisnega izpusta v takih pogojih postane nemogoč;

2) z uporabo upora. Ta metoda je razložena z dejstvom, da ko razelektritveni tok teče skozi upor, na njem pride do velikega padca napetosti. Posledično le del uporabljene napetosti pade na medelektrodno režo, kar se izkaže za nezadostno za vzdrževanje razelektritve.

Mrtvi čas je odvisen od številnih dejavnikov: nivo napetosti na števcu; sestava polnilnega plina; način gašenja; življenjska doba; temperaturo itd. Zato je težko izračunati.

Ena najpreprostejših metod za eksperimentalno določanje mrtvega časa je metoda dveh virov.

Jedrske transformacije in interakcije sevanja s snovjo so statistične narave. Posledično obstaja določena verjetnost, da dva ali več delcev zadene števec v mrtvem času t, ki bo registriran kot en delec. Predpostavimo, da je učinkovitost števca 100 %. Naj bo povprečna hitrost udarca v števec delcev. n– povprečna hitrost štetja (število delcev, registriranih na časovno enoto). Med t delci bodo registrirani. Skupni mrtvi čas t bo , število neštetih delcev pa bo enako . Predpostavili bomo, da bo število delcev, ki vstopijo v števec, enako vsoti registriranih in neštetih delcev.

Naprava za določanje, ki jo je leta 1908 izumil nemški fizik Hans Wilhelm Geiger, se danes pogosto uporablja. Razlog za to je visoka občutljivost naprave in njena sposobnost zaznavanja najrazličnejših sevanj. Enostavnost delovanja in nizki stroški omogočajo vsakemu, ki se odloči za samostojno merjenje ravni sevanja, nakup Geigerjevega števca kadarkoli in kjer koli. Kakšna naprava je to in kako deluje?

Načelo delovanja Geigerjevega števca

Njegova zasnova je precej preprosta. V zaprti valj z dvema elektrodama se črpa plinska mešanica neona in argona, ki se zlahka ionizira. Napaja se na elektrode (približno 400 V), kar samo po sebi ne povzroča nobenih pojavov razelektritve do trenutka, ko se začne proces ionizacije v plinastem okolju naprave. Pojav delcev, ki prihajajo od zunaj, vodi do dejstva, da primarni elektroni, pospešeni v ustreznem polju, začnejo ionizirati druge molekule plinastega medija. Kot rezultat, pod vplivom električno polje pride do plazovitega ustvarjanja novih elektronov in ionov, ki močno povečajo prevodnost elektronsko-ionskega oblaka. V plinskem okolju Geigerjevega števca pride do razelektritve. Število impulzov, ki se pojavijo v določenem časovnem obdobju, je premosorazmerno s številom zaznanih delcev. To je na splošno načelo delovanja Geigerjevega števca.

Obratni proces, zaradi katerega se plinasti medij vrne v prvotno stanje, se zgodi sam. Pod vplivom halogenov (običajno se uporabljata brom ali klor) v tem okolju pride do intenzivne rekombinacije naboja. Ta proces poteka veliko počasneje, zato je čas, potreben za obnovitev občutljivosti Geigerjevega števca, zelo pomembna značilnost potnega lista naprave.

Kljub temu, da je načelo delovanja Geigerjevega števca precej preprosto, se lahko odzove na ionizirajoče sevanje večine različne vrste. To so α-, β-, γ-, pa tudi rentgen, nevtron in vse je odvisno od zasnove naprave. Tako je vhodno okno Geigerjevega števca, ki lahko zaznava α- in mehko β-sevanje, izdelano iz sljude debeline od 3 do 10 mikronov. Za zaznavanje je izdelan iz berilija, ultravijolični pa iz kremena.

Kje se uporablja Geigerjev števec?

Načelo delovanja Geigerjevega števca je osnova za delovanje večine sodobnih dozimetrov. Ti majhni instrumenti, ki imajo razmeroma nizko ceno, so precej občutljivi in ​​lahko prikažejo rezultate v lahko razumljivih merskih enotah. Enostavna uporaba omogoča, da te naprave uporabljajo tudi tisti, ki se zelo malo razumejo na dozimetrijo.

Glede na zmogljivosti in natančnost merjenja so dozimetri lahko profesionalni in gospodinjski. Z njihovo pomočjo lahko pravočasno in učinkovito določite obstoječi vir ionizirano sevanje tako na prostem kot v zaprtih prostorih.

Te naprave, ki pri svojem delovanju uporabljajo princip Geigerjevega števca, lahko takoj posredujejo signal za nevarnost z uporabo vizualnih in zvočnih ali vibracijskih signalov. Tako lahko vedno preverite hrano, oblačila, pregledate pohištvo, opremo, gradbene materiale itd., da se prepričate o odsotnosti sevanja, škodljivega za človeško telo.