Ang istraktura at prinsipyo ng pagpapatakbo ng Geiger-Muller counter

V Kamakailan, ang atensyon sa kaligtasan ng radiation sa bahagi ng mga ordinaryong mamamayan sa ating bansa ay lalong tumataas. At ito ay konektado hindi lamang sa mga kalunus-lunos na kaganapan sa Chernobyl nuclear power plant at sa mga karagdagang kahihinatnan nito, kundi pati na rin sa iba't ibang uri ng mga insidente na pana-panahong nangyayari sa isang lugar o iba pa sa planeta. Kaugnay nito, sa pagtatapos ng huling siglo, nagsimulang lumitaw ang mga aparato dosimetric control ng radiation para sa gamit sa bahay... At ang mga naturang device ay nagligtas ng maraming tao hindi lamang sa kalusugan, ngunit kung minsan ang kanilang buhay, at ito ay nalalapat hindi lamang sa mga teritoryo na katabi ng exclusion zone. Samakatuwid, ang mga isyu sa kaligtasan ng radiation ay may kaugnayan saanman sa ating bansa hanggang sa araw na ito.

V Lahat ng sambahayan at halos lahat ng mga propesyonal na modernong dosimeter ay nilagyan. Sa ibang paraan, maaari itong tawaging sensitibong elemento ng dosimeter. Ang device na ito ay naimbento noong 1908 ng German physicist na si Hans Geiger, at makalipas ang dalawampung taon, ang pag-unlad na ito ay napabuti ng isa pang physicist na si Walter Müller, at ito ang prinsipyo ng device na ito na ginagamit pa rin hanggang ngayon.

H Ang ilang mga modernong dosimeter ay may apat na counter nang sabay-sabay, na ginagawang posible upang mapataas ang katumpakan ng pagsukat at pagiging sensitibo ng aparato, pati na rin upang bawasan ang oras ng pagsukat. Karamihan sa mga counter ng Geiger-Muller ay may kakayahang makakita ng mga gamma ray, high-energy beta radiation at X-ray. Gayunpaman, may mga espesyal na pag-unlad para sa pagpapasiya ng mga particle ng alpha na may mataas na enerhiya. Upang ayusin ang dosimeter upang makita lamang ang gamma radiation, ang pinaka-mapanganib sa tatlong uri ng radiation, ang sensitibong silid ay natatakpan ng isang espesyal na pambalot na gawa sa tingga o iba pang bakal, na ginagawang posible na putulin ang pagtagos ng mga beta particle sa counter.

V Ang mga modernong dosimeter para sa sambahayan at propesyonal na paggamit ay malawakang ginagamit na mga sensor tulad ng SBM-20, SBM-20-1, SBM-20U, SBM-21, SBM-21-1. Nag-iiba sila sa pangkalahatang sukat ng silid at iba pang mga parameter, para sa isang linya ng 20 sensor ang mga sumusunod na sukat ay katangian, isang haba ng 110 mm, isang diameter ng 11 mm, at para sa ika-21 na modelo, isang haba ng 20-22 mm. na may diameter na 6 mm. Mahalagang maunawaan na kung mas malaki ang silid, mas maraming radioactive na elemento ang lilipad dito, at mas sensitivity at katumpakan mayroon ito. Kaya, para sa 20 serye ng sensor, ang mga sukat ay 8-10 beses na mas malaki kaysa sa 21 na serye, sa humigit-kumulang sa parehong mga proporsyon magkakaroon tayo ng pagkakaiba sa sensitivity.

SA Ang pagtatayo ng isang Geiger counter ay maaaring ilarawan sa eskematiko bilang mga sumusunod. Ang isang sensor na binubuo ng isang cylindrical na lalagyan kung saan ang isang inert gas (halimbawa, argon, neon o ang kanilang mga mixtures) ay pumped sa ilalim ng isang minimum na presyon, ito ay ginagawa upang mapadali ang paglitaw ng isang electrical discharge sa pagitan ng cathode at anode. Ang katod, kadalasan, ay ang buong katawan ng metal ng sensitibong sensor, at ang anode ay isang maliit na kawad na inilagay sa mga insulator. Minsan ang cathode ay nakabalot din ng protective casing na gawa sa hindi kinakalawang na asero o lead, ginagawa ito upang itakda ang counter upang matukoy lamang ang gamma quanta.

D Para sa domestic na paggamit, sa kasalukuyang panahon, ang pinakakaraniwang ginagamit na mga sensor ay ang end-face na disenyo (halimbawa, Beta-1, Beta-2). Ang mga naturang counter ay idinisenyo sa paraang may kakayahang makita at mairehistro kahit ang mga alpha particle. Ang nasabing counter ay isang flat cylinder na may mga electrodes na matatagpuan sa loob at isang entrance (working) window na gawa sa mica film na 12 microns lamang ang kapal. Ginagawang posible ng disenyong ito na makita (sa malapitan) ang mga high-energy alpha particle at low-energy beta particle. Sa kasong ito, ang lugar ng working window ng mga counter Beta-1 at Beta 1-1 ay 7 sq. Cm. Ang lugar ng mica working window para sa Beta-2 device ay 2 beses na mas malaki kaysa sa Beta-1, maaari itong magamit upang matukoy, atbp.

E Kung pinag-uusapan natin ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang Geiger counter chamber, maaari itong madaling ilarawan bilang mga sumusunod. Kapag na-activate, ang isang mataas na boltahe (mga 350 - 475 volts) ay inilalapat sa katod at anode sa pamamagitan ng isang risistor ng pagkarga, ngunit walang paglabas sa pagitan ng mga ito dahil sa isang hindi gumagalaw na gas na nagsisilbing isang dielectric. Kapag pumasok ito sa silid, ang enerhiya nito ay lumalabas na sapat upang patumbahin ang isang libreng elektron mula sa materyal ng katawan ng silid o katod, ang elektron na ito ay nagsisimulang magpatumba ng mga libreng electron mula sa nakapalibot na inert gas tulad ng isang avalanche, at ang ionization nito ay nangyayari. , na sa huli ay humahantong sa isang paglabas sa pagitan ng mga electrodes. Ang circuit ay sarado, at ang katotohanang ito ay maaaring mairehistro gamit ang microcircuit ng aparato, na kung saan ay ang katunayan ng pag-detect ng alinman sa isang kabuuan ng gamma o X-ray radiation. Bumalik ang camera sa orihinal nitong estado, na nagpapahintulot sa susunod na particle na matukoy.

H Upang ihinto ang proseso ng paglabas sa silid at ihanda ang silid para sa pagrehistro ng susunod na butil, mayroong dalawang paraan, ang isa sa mga ito ay batay sa katotohanan na ang supply ng boltahe sa mga electrodes ay nagambala sa isang napakaikling panahon, na humihinto ang proseso ng gas ionization. Ang pangalawang paraan ay batay sa pagdaragdag ng isa pang sangkap sa inert gas, halimbawa, yodo, alkohol at iba pang mga sangkap, habang humantong sila sa isang pagbawas sa boltahe sa mga electrodes, na humihinto din sa proseso ng karagdagang ionization at silid. nagagawang makita ang susunod na radioactive na elemento. Ang pamamaraang ito ay gumagamit ng isang mataas na kapasidad na pull-up na risistor.

NS tungkol sa bilang ng mga discharges sa counter chamber at maaari mong hatulan ang antas ng radiation sa sinusukat na lugar o mula sa isang partikular na bagay.

Geiger counter

Geiger counter SI-8B (USSR) na may mica window para sa pagsukat ng malambot na β-radiation. Ang bintana ay transparent, sa ilalim nito makikita mo ang spiral wire electrode, ang iba pang elektrod ay ang katawan ng device.

Ang isang karagdagang electronic circuit ay nagbibigay ng counter na may power supply (bilang isang panuntunan, hindi bababa sa 300), ay nagbibigay, kung kinakailangan, discharge extinguishing at binibilang ang bilang ng mga discharges sa pamamagitan ng counter.

Ang mga Geiger counter ay nahahati sa hindi self-extinguishing at self-extinguishing (hindi nangangailangan ng external circuit para sa pagwawakas ng discharge).

Ang sensitivity ng metro ay tinutukoy ng komposisyon ng gas, dami nito, pati na rin ang materyal at kapal ng mga dingding nito.

Tandaan

Dapat pansinin na, para sa makasaysayang mga kadahilanan, nagkaroon ng pagkakaiba sa pagitan ng mga bersyon ng Ruso at Ingles nito at mga kasunod na termino:

Tingnan din

Wikimedia Foundation. 2010.

Tingnan kung ano ang "Geiger counter" sa ibang mga diksyunaryo:

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

discharge Geiger-Muller counter- - Mga Paksa Langis at Gas EN electronic pulse height analyzer ... Patnubay ng teknikal na tagasalin

- ... Wikipedia

- (Geiger Müller counter), isang gas-discharge detector na nati-trigger kapag may charge na dumaan sa volume nito. h c. Ang magnitude ng signal (kasalukuyang impulse) ay hindi nakasalalay sa enerhiya hc (ang aparato ay gumagana sa isang self-discharge mode). G. s. naimbento noong 1908 ng German ... ... Pisikal na encyclopedia

Gas-discharge device para sa pag-detect ng ionizing radiation (a - at b particle, g quanta, light at X-ray quanta, cosmic ray, atbp.). Ang Geiger-Muller counter ay isang hermetically sealed glass tube ... Encyclopedia ng teknolohiya

Geiger counter- Geiger counter GEIGER COUNTER, gas-discharge particle detector. Ito ay sunog kapag ang isang particle o g quantum ay pumasok sa dami nito. Inimbento noong 1908 ng German physicist na si H. Geiger at pinahusay niya kasama ang German physicist na si W. Müller. Geiger...... Illustrated Encyclopedic Dictionary

GEYGERA COUNTER, gas-discharge particle detector. Ito ay sunog kapag ang isang particle o g quantum ay pumasok sa dami nito. Inimbento noong 1908 ng German physicist na si H. Geiger at pinahusay niya kasama ang German physicist na si W. Müller. Mag-apply ng Geiger counter ... ... Modernong encyclopedia

Gas-discharge device para sa pag-detect at pag-aaral ng iba't ibang uri ng radioactive at iba pang ionizing radiation: α at β particle, γ quanta, light at X-ray quanta, high-energy particle sa cosmic rays (Tingnan ang Cosmic rays) at ... Great Soviet Encyclopedia

- [sa pangalan niya. physicists H. Geiger (N. Geiger; 1882 1945) at W. Muller (W. Muller; 1905 79)] gas-discharge detector ng radioactive at iba pang ionizing radiation (a at beta particle, sa quanta, light at X-ray quanta , cosmic ray. radiation ... ... Malaking Encyclopedic Polytechnic Dictionary

Ang counter ay isang aparato para sa pagbibilang ng isang bagay. Counter (electronics) isang aparato para sa pagbibilang ng bilang ng mga kaganapan na sumusunod sa isa't isa (hal. pulses) sa pamamagitan ng tuloy-tuloy na pagsusuma, o upang matukoy ang antas ng akumulasyon na ... ... Wikipedia

Noong 1908, nagtrabaho ang German physicist na si Hans Geiger sa mga laboratoryo ng kemikal na pag-aari ni Ernst Rutherford. Doon ay hiniling sa kanila na subukan ang isang charged particle counter, na isang ionized chamber. Ang silid ay isang electro-condenser na puno ng mataas na presyon ng gas. Ginamit ni Pierre Curie ang device na ito sa pagsasanay, pag-aaral ng kuryente sa mga gas. Ang ideya ni Geiger - upang makita ang radiation ng ion - ay nauugnay sa kanilang impluwensya sa antas ng ionization ng mga pabagu-bagong gas.

Noong 1928, ang Aleman na siyentipiko na si Walter Müller, na nagtrabaho kasama at sa ilalim ng Geiger, ay lumikha ng ilang mga counter na nagrerehistro ng mga ionizing particle. Ang mga aparato ay kinakailangan upang higit pang magsaliksik ng radiation. Ang pisika, bilang isang agham ng mga eksperimento, ay hindi maaaring umiral nang walang pagsukat ng mga istruktura. Ilang radiation lamang ang natuklasan: γ, β, α. Ang gawain ni Geiger ay sukatin ang lahat ng uri ng radiation gamit ang mga sensitibong instrumento.

Ang Geiger-Muller counter ay isang simple at murang radioactive sensor. Ito ay hindi isang tumpak na instrumento na kumukuha ng mga indibidwal na particle. Sinusukat ng pamamaraan ang pangkalahatang saturation ng ionizing radiation. Ginagamit ito ng mga physicist kasama ng iba pang mga sensor upang makakuha ng mga tumpak na kalkulasyon kapag nagsasagawa ng mga eksperimento.

Kaunti tungkol sa ionizing radiation

Maaaring dumiretso ang isa sa paglalarawan ng detektor, ngunit ang operasyon nito ay tila hindi mauunawaan kung kakaunti ang alam mo tungkol sa ionizing radiation. Sa radiation, nangyayari ang isang endothermic na epekto sa sangkap. Ang enerhiya ay nag-aambag dito. Halimbawa, ang mga ultraviolet o radio wave ay hindi kabilang sa naturang radiation, ngunit ang hard ultraviolet light ay medyo. Dito natukoy ang limitasyon ng impluwensya. Ang mga species ay tinatawag na photonic, at ang mga photon mismo ay γ-quanta.

Hinati ni Ernst Rutherford ang mga proseso ng paglabas ng enerhiya sa 3 uri, gamit ang isang aparato na may magnetic field:

• Ang γ ay isang photon;
• Ang α ay ang nucleus ng helium atom;
• Ang β ay isang mataas na enerhiya na elektron.

Ang mga particle α ay maaaring protektahan ng isang web sa papel. Ang β ay tumagos nang mas malalim. Ang kakayahang tumagos γ ay ang pinakamataas. Ang mga neutron, na nalaman ng mga siyentipiko sa ibang pagkakataon, ay mapanganib na mga particle. Kumikilos sila sa layo na ilang sampung metro. Ang pagkakaroon ng elektrikal na neutralidad, hindi sila tumutugon sa mga molekula ng iba't ibang mga sangkap.

Gayunpaman, ang mga neutron ay madaling mahulog sa gitna ng atom, pukawin ang pagkawasak nito, kaya naman nabuo ang mga radioactive isotopes. Kapag nabubulok, ang mga isotopes ay lumilikha ng ionizing radiation. Ang radiation ay nagmumula sa isang tao, hayop, halaman o inorganic na bagay na nakatanggap ng radiation sa loob ng ilang araw.

Ang aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng Geiger counter

Ang aparato ay binubuo ng isang metal o glass tube kung saan ang isang noble gas (argon-neon mixture o purong substance) ay iniksyon. Walang hangin sa tubo. Ang gas ay idinagdag sa ilalim ng presyon at naglalaman ng alkohol at halogen. May wire sa buong tubo. Ang isang iron cylinder ay matatagpuan parallel dito.

Ang kawad ay tinatawag na anode at ang tubo ay tinatawag na katod. Magkasama sila ay mga electrodes. Ang isang mataas na boltahe ay inilalapat sa mga electrodes, na sa kanyang sarili ay hindi nagiging sanhi ng discharge phenomena. Ang indicator ay mananatili sa ganitong estado hanggang sa lumitaw ang isang ionization center sa gaseous medium nito. Mula sa pinagmumulan ng kapangyarihan, ang isang minus ay konektado sa tubo, at ang isang plus ay konektado sa wire, na nakadirekta sa pamamagitan ng isang mataas na antas ng pagtutol. Pinag-uusapan natin ang patuloy na supply ng sampu-sampung daang volts.

Kapag ang isang butil ay pumasok sa tubo, ang mga atomo ng isang marangal na gas ay bumangga dito. Sa pakikipag-ugnay, ang enerhiya ay inilabas, na nag-alis ng mga electron mula sa mga atomo ng gas. Pagkatapos ay nabuo ang mga pangalawang electron, na nagbanggaan din, na nagbibigay ng mass ng mga bagong ions at electron. Ang bilis ng mga electron patungo sa anode ay naiimpluwensyahan ng electric field. Sa prosesong ito, nabuo ang isang electric current.

Sa isang banggaan, ang enerhiya ng mga particle ay nawala, ang supply ng ionized gas atoms ay nagtatapos. Kapag ang mga sisingilin na particle ay pumasok sa gas discharge Geiger counter, ang paglaban ng tubo ay bumaba, na agad na nagpapababa ng boltahe sa midpoint ng fission. Pagkatapos ang paglaban ay lumalaki muli - ito ay nangangailangan ng pagpapanumbalik ng pag-igting. Ang salpok ay nagiging negatibo. Ang aparato ay nagpapakita ng mga impulses, at mabibilang natin ang mga ito, sa parehong oras na tinatantya ang bilang ng mga particle.

Mga uri ng Geiger counter

Sa pamamagitan ng disenyo, ang mga counter ng Geiger ay may 2 uri: flat at classic.

Klasiko

Gawa sa manipis na corrugated metal. Dahil sa corrugation, ang tubo ay nakakakuha ng katigasan at paglaban sa mga panlabas na impluwensya, na pumipigil sa pagpapapangit nito. Ang mga dulo ng tubo ay nilagyan ng salamin o plastik na mga insulator, kung saan may mga takip para sa humahantong sa mga aparato.

Ang ibabaw ng tubo ay pinahiran ng barnisan (maliban sa mga lead). Ang klasikong counter ay itinuturing na isang unibersal na detektor ng pagsukat para sa lahat ng kilalang uri ng radiation. Lalo na para sa γ at β.

patag

Ang mga sensitibong metro para sa pag-detect ng malambot na beta radiation ay may ibang disenyo. Dahil sa maliit na halaga ng mga beta particle, ang kanilang katawan ay patag. Mayroong isang mica window na mahinang nagpapanatili ng β. Ang BETA-2 sensor ay ang pangalan ng isa sa mga naturang device. Ang mga katangian ng iba pang mga flat counter ay nakasalalay sa materyal.

Mga parameter ng counter ng Geiger at mga mode ng pagpapatakbo

Upang kalkulahin ang counter sensitivity, tantyahin ang ratio ng bilang ng micro-roentgen mula sa sample hanggang sa bilang ng mga signal mula sa radiation na ito. Hindi sinusukat ng aparato ang enerhiya ng butil, samakatuwid hindi ito nagbibigay ng ganap na tumpak na pagtatantya. Ang mga device ay na-calibrate gamit ang mga sample ng isotope source.

Kailangan mo ring tingnan ang mga sumusunod na parameter:

Lugar ng trabaho, lugar ng bintana ng pasukan

Ang katangian ng lugar ng indicator kung saan dumadaan ang mga microparticle ay depende sa laki nito. Kung mas malawak ang lugar, mas maraming particle ang mahuhuli.

Gumaganang boltahe

Ang boltahe ay dapat tumutugma sa average na mga pagtutukoy. Ang mismong katangian ng trabaho ay ang patag na bahagi ng pag-asa ng bilang ng mga nakapirming pulso sa boltahe. Ang pangalawang pangalan nito ay talampas. Sa puntong ito, ang pagpapatakbo ng device ay umabot sa pinakamataas na aktibidad nito at tinatawag na pinakamataas na limitasyon sa pagsukat. Ang halaga ay 400 volts.

Paggawa ng lapad

Ang lapad ng pagtatrabaho ay ang pagkakaiba sa pagitan ng boltahe ng flare at boltahe ng paglabas ng spark. Ang halaga ay 100 Volts.

Sandal

Ang halaga ay sinusukat bilang isang porsyento ng bilang ng mga pulso bawat bolta. Ipinapakita nito ang error sa pagsukat (statistical) sa pagbibilang ng pulso. Ang halaga ay 0.15%.

Temperatura

Ang temperatura ay mahalaga dahil ang metro ay madalas na kailangang gamitin sa mahirap na mga kondisyon. Halimbawa, sa mga reactor. Pangkalahatang gamit na metro: -50 hanggang +70 C Celsius.

mapagkukunan ng trabaho

Ang mapagkukunan ay nailalarawan sa pamamagitan ng kabuuang bilang ng lahat ng mga pulso na naitala hanggang sa sandaling ang mga pagbabasa ng aparato ay naging mali. Kung ang device ay naglalaman ng organikong bagay para sa self-extinguishing, ang bilang ng mga pulso ay magiging isang bilyon. Ang mapagkukunan ay angkop na kalkulahin lamang sa estado ng operating boltahe. Kapag nakaimbak ang device, hihinto ang daloy.

Oras ng pagbawi

Ito ang tagal ng oras na kinakailangan para sa isang aparato upang magsagawa ng kuryente pagkatapos tumugon sa isang ionizing particle. Mayroong pinakamataas na limitasyon para sa rate ng pulso, na naglilimita sa pagitan ng pagsukat. Ang halaga ay 10 microseconds.

Dahil sa oras ng pagbawi (tinatawag ding dead time), maaaring mabigo ang device sa isang mapagpasyang sandali. Para maiwasan ang overshooting, nag-install ang mga manufacturer ng mga lead screen.

May background ba ang counter

Ang background ay sinusukat sa isang makapal na pader na lead chamber. Ang karaniwang halaga ay hindi hihigit sa 2 pulso kada minuto.

Sino at saan gumagamit ng radiation dosimeters?

Maraming mga pagbabago ng Geiger-Muller counter ay ginawa sa isang pang-industriya na sukat. Nagsimula ang kanilang produksyon noong panahon ng Sobyet at nagpapatuloy ngayon, ngunit nasa Russian Federation na.

Ang aparato ay ginagamit:

• sa mga pasilidad ng nuklear;
• sa mga institusyong pang-agham;
• sa medisina;
• sa bahay.

Matapos ang aksidente sa Chernobyl nuclear power plant, ang mga ordinaryong mamamayan ay bumibili din ng mga dosimeter. Lahat ng device ay nilagyan ng Geiger counter. Ang ganitong mga dosimeter ay nilagyan ng isa o dalawang tubo.

Posible bang gumawa ng Geiger counter gamit ang iyong sariling mga kamay?

Mahirap gumawa ng counter sa sarili mo. Kailangan mo ng radiation sensor, at hindi lahat ay makakabili nito. Ang counter circuit mismo ay matagal nang kilala - sa mga aklat-aralin sa pisika, halimbawa, ito ay naka-print din. Gayunpaman, tanging isang tunay na "kaliwete" lang ang makakagawa ng device sa bahay.

Ang mga mahuhusay na self-taught craftsmen ay natutong gumawa ng substitute counter, na may kakayahang magsukat ng gamma at beta radiation gamit ang fluorescent lamp at incandescent lamp. Gumagamit din sila ng mga transformer mula sa sirang kagamitan, isang Geiger tube, isang timer, isang kapasitor, iba't ibang mga board, resistors.

Konklusyon

Kapag nag-diagnose ng radiation, kailangan mong isaalang-alang ang sariling background ng metro. Kahit na may isang disenteng makapal na lead shield, ang bilis ng pagpaparehistro ay hindi na-reset. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay may paliwanag: ang sanhi ng aktibidad ay ang cosmic radiation na tumagos sa tingga. Bawat minuto ay nagwawalis ang mga muon sa ibabaw ng Earth, na nirerehistro ng counter na may posibilidad na 100%.

May isa pang pinagmumulan ng background - radiation na naipon ng device mismo. Samakatuwid, may kaugnayan sa Geiger counter, angkop din na pag-usapan ang pagsusuot. Kung mas maraming radiation ang naipon ng device, mas mababa ang pagiging maaasahan ng data nito.

Ang isang eskematiko ng disenyo ng isang Heyger-Muller gas-discharge counter ay ipinapakita sa Fig. 5.4. Ang counter ay ginawa sa anyo ng isang metal na silindro na nagsisilbing isang katod SA, na may diameter na mm. Anode A nagsisilbing isang manipis na wire na bakal na may diameter na mm, na nakaunat sa kahabaan ng axis ng silindro at nakahiwalay sa cathode na may mga insulating plug NS... Ang silindro ay puno ng argon sa ilalim ng pinababang presyon ( 100 mm Hg) na may pagdaragdag ng isang maliit na halaga ( 0,5 %) mga singaw ng ethyl alcohol o halogens.

Sa fig. Ipinapakita ng 5.4 ang diagram ng koneksyon ng metro para sa pag-aaral ng mga katangian ng kasalukuyang boltahe nito. Ang isang palaging boltahe ay ibinibigay sa mga electrodes mula sa isang mapagkukunan ng EMF e... Ang halaga ng kasalukuyang dumadaan sa gas ay sinusukat ng pagbaba ng boltahe sa pagsukat ng paglaban R.

Ipagpalagay na ang gas ay nakalantad sa radiation ng pare-pareho ang intensity (ionizer). Bilang isang resulta ng pagkilos ng ionizer, ang gas ay nakakakuha ng ilang mga de-koryenteng kondaktibiti at isang kasalukuyang ay dadaloy sa circuit, ang pag-asa kung saan sa inilapat na boltahe ay ipinapakita sa
kanin. 5.5.

Sa mababang boltahe, ang kasalukuyang dumadaan sa aparato ay maliit. Posible na irehistro lamang ang kabuuang kasalukuyang sanhi ng pagpasa ng isang malaking bilang ng mga particle. Ang mga device na tumatakbo sa mode na ito ay tinatawag mga silid ng ionization... Ang mode na ito ay tumutugma sa mga seksyon ako at II.

Naka-on ang lokasyon ako ang kasalukuyang pagtaas sa proporsyon sa boltahe, i.e. Natupad ang batas ni Ohm. Sa seksyong ito, kasabay ng proseso ng ionization, ang reverse na proseso ay nagaganap - recombination (ang koneksyon sa pagitan ng mga positibong ion at mga electron sa pagbuo ng mga neutral na particle).

Sa karagdagang pagtaas ng boltahe, ang paglaki ng kasalukuyang lakas ay bumagal at ganap na huminto (seksyon II). Pumasok ang saturation current. Ang saturation current ay ang pinakamataas na halaga ng kasalukuyang kapag ang lahat ng mga ion at electron na nilikha ng panlabas na ionizer bawat yunit ng oras ay umabot sa mga electrodes sa parehong oras. Ang kasalukuyang saturation ay tinutukoy ng kapangyarihan ng ionizer. Ang saturation current ay isang sukatan ng ionizing effect ng ionizer: kung ihihinto mo ang pagkilos ng ionizer, pagkatapos ay titigil din ang discharge.

Sa karagdagang pagtaas ng boltahe, ang kasalukuyang pagtaas ng medyo mabagal (seksyon III). Sa mataas na boltahe, ang mga electron na nagmumula sa ilalim ng pagkilos ng isang panlabas na ionizer, na malakas na pinabilis ng isang electric field, ay bumangga sa mga neutral na molekula ng gas at na-ionize ang mga ito. Bilang resulta, nabuo ang mga pangalawang electron at positibong ion. Ang mga pangalawang electron, na pinabilis sa isang electric field, ay maaaring muling mag-ionize ng mga molekula ng gas. Ang kabuuang bilang ng mga electron at ion ay tataas na parang avalanche habang ang mga electron ay lumilipat patungo sa anode (ang prosesong ito ay tinatawag na epekto ionization). Mga counter na nagtatrabaho sa lugar na ito ( III) ay tinatawag proporsyonal.

Ang bilang ng mga electron na umaabot sa anode, na tinutukoy sa bilang ng mga pangunahing electron, ay tinatawag pakinabang ng gas... Ang pagtaas ng gas ay mabilis na tumataas sa pagtaas ng boltahe at sa mataas na boltahe ay nagsisimulang umasa sa bilang ng mga pangunahing electron. Sa kasong ito, ang counter mula sa proporsyonal na mode ay napupunta sa mode limitadong proporsyonalidad(plot IV). Walang mga counter na gumagana sa lugar na ito.

Sa mas mataas na boltahe, ang paglitaw ng hindi bababa sa isang pares ng mga ion ay humahantong sa pagsisimula ng isang self-sustained discharge (ang boltahe kung saan nangyayari ang isang self-sustained discharge ay tinatawag na pagkasira ng boltahe). Ang kasalukuyang ay huminto sa pagdepende sa bilang ng mga unang nabuong ions at ang enerhiya ng mga nakarehistrong particle. Nagsisimulang gumana ang counter sa Geiger mode (seksyon V). Ang aparato na gumagana sa lugar na ito ay tinatawag Geiger-Muller counter... Ang pagsasarili ng kasalukuyang lakas mula sa enerhiya ng mga ionizing particle ay ginagawang maginhawa para sa pagpaparehistro ang mga counter ng Geiger-Muller b-mga particle na may tuloy-tuloy na spectrum.

Ang isang karagdagang pagtaas sa boltahe ay humahantong sa paglitaw tuloy-tuloy na paglabas ng gas... Sa kasong ito, ang kasalukuyang pagtaas nang husto (seksyon VI), at maaaring mabigo ang metro.

Kaya, gumagana ang counter ng Geiger-Müller sa prinsipyo ng internal gas amplification. Kapag ang isang mataas na boltahe ay inilapat sa metro, ang patlang na malapit sa manipis na filament (anode) ay lubhang hindi magkakatulad. Dahil sa malaking potensyal na gradient, ang sisingilin na particle na pumapasok sa counter ay pinabilis ng field sa isang enerhiya na higit pa. 30 eV. Sa ganoong enerhiya ng particle, ang mekanismo ng impact ionization ay nagsisimulang gumana, dahil sa kung saan ang mga electron ay dumami sa bilang hanggang sa isang avalanche. Bilang isang resulta, ang isang negatibong pulso ay nabuo sa anode load resistance. Ang isang electron avalanche ay maaaring lumabas mula sa isang electron na nakulong sa pagitan ng cathode at anode.

Mga katangian ng Geiger-Muller counter

Kahusayan ang counter ay ang ratio ng bilang ng mga rehistradong particle sa kabuuang bilang ng mga particle na dumadaan dito. Ang kahusayan ng counter sa mga electron ay maaaring maabot 99,9 %. pagpaparehistro g-Ang mga sinag ay isinasagawa sa pamamagitan ng mabilis na mga electron, na nabuo sa pamamagitan ng pagsipsip o pagkalat g- quanta sa counter. Ang kahusayan ng mga counter sa g-quantam ay karaniwang nasa pagkakasunud-sunod ng%.

Ang isang mahalagang katangian ng metro ay background. Background ay tumutukoy sa mga pagbabasa ng aparato sa kawalan ng mga inimbestigahang pinagmumulan ng radiation. Ang counter background ay sanhi ng: cosmic radiation; ang pagkakaroon ng mga radioactive substance sa kapaligiran, kabilang ang mga materyales kung saan ginawa ang metro; kusang paglabas sa metro (false pulses). Karaniwan, para sa Geiger-Müller counter na may iba't ibang disenyo, ang background ay nagbabago sa loob ng imp./min. Ang mga espesyal na pamamaraan ay namamahala upang bawasan ang background sa pamamagitan ng isang order ng magnitude.

Ang Geiger-Muller counter ay maaaring magrehistro lamang ng isang particle. Upang irehistro ang susunod na butil, kinakailangan na patayin ang self-discharge nang maaga. Samakatuwid, ang isang mahalagang katangian ng metro ay patay na oras t- oras ng hindi aktibo ng metro, kung saan ang paglabas ng gas ay pinapatay. Karaniwan ang oras ng patay ay nasa utos ng s.

Ang pag-aalis ng gas discharge sa metro ay maaaring gawin sa dalawang paraan:

1) sa pamamagitan ng pagpapasok ng isang kumplikadong organic compound sa gas. Maraming mga kumplikadong molekula ang malabo sa ultraviolet radiation at pinipigilan ang kaukulang quanta na maabot ang katod. Ang enerhiya na inilabas ng mga ions sa katod, sa pagkakaroon ng mga naturang sangkap, ay ginugol hindi sa pagkuha ng mga electron mula sa katod, ngunit sa dissociation ng mga molekula. Ang paglitaw ng isang self-sustained discharge sa ganitong mga kondisyon ay nagiging imposible;

2) sa tulong ng paglaban. Ang pamamaraang ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na habang ang kasalukuyang naglalabas ay dumadaloy sa paglaban, ang isang malaking pagbagsak ng boltahe ay nangyayari dito. Bilang resulta, isang bahagi lamang ng inilapat na boltahe ang nahuhulog sa interelectrode gap, na lumalabas na hindi sapat upang mapanatili ang paglabas.

Ang patay na oras ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan: halaga ng boltahe sa metro; ang komposisyon ng filler gas; paraan ng pagpatay; buhay ng serbisyo; temperatura, atbp. Samakatuwid, mahirap kalkulahin.

Ang isa sa mga pinakasimpleng pamamaraan para sa pang-eksperimentong pagtukoy ng patay na oras ay dalawang-pinagmulan na pamamaraan.

Ang mga pagbabagong nuklear at pakikipag-ugnayan ng radiation sa bagay ay isang istatistikal na kalikasan. Samakatuwid, mayroong isang tiyak na posibilidad ng dalawa o higit pang mga particle na tumama sa counter sa panahon ng patay na oras. t na mairehistro bilang isang particle. Ipagpalagay na ang counter efficiency ay 100 %. Hayaan ang average na bilis ng mga particle na pumapasok sa counter. n- ang average na rate ng pagbibilang (ang bilang ng mga particle na nakarehistro sa bawat yunit ng oras). Sa panahon ng t irerehistro ang mga particle. Pinagsama-samang oras ng patay t ay magiging, at ang bilang ng mga hindi mabibilang na mga particle ay magiging katumbas ng. Ipagpalagay namin na ang bilang ng mga particle na tumama sa counter ay magiging katumbas ng kabuuan ng mga nakarehistro at hindi nabilang na mga particle.

Inimbento noong 1908 ng German physicist na si Hans Wilhelm Geiger, isang device na may kakayahang tumukoy ay malawakang ginagamit ngayon. Ang dahilan para dito ay ang mataas na sensitivity ng device, ang kakayahang magrehistro ng iba't ibang radiation. Ang kadalian ng pagpapatakbo at mababang gastos ay nagbibigay-daan sa iyo na bumili ng Geiger counter para sa sinumang magpasya na independiyenteng sukatin ang antas ng radiation sa anumang oras at sa anumang lugar. Ano ang device na ito at paano ito gumagana?

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Geiger counter

Ang disenyo nito ay medyo simple. Ang isang halo ng gas na binubuo ng neon at argon, na madaling ionized, ay ipinobomba sa isang selyadong silindro na may dalawang electrodes. Ito ay ibinibigay sa mga electrodes (mga 400 V), na sa kanyang sarili ay hindi nagiging sanhi ng anumang discharge phenomena hanggang sa mismong sandali kapag ang proseso ng ionization ay nagsisimula sa gaseous medium ng device. Ang hitsura ng mga particle na nagmumula sa labas ay humahantong sa katotohanan na ang mga pangunahing electron, na pinabilis sa kaukulang larangan, ay nagsisimulang mag-ionize ng iba pang mga molekula ng gas na daluyan. Bilang isang resulta, sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, isang avalanche-like na paglikha ng mga bagong electron at ions ay nangyayari, na matalas na nagpapataas ng conductivity ng electron-ion cloud. Ang isang discharge ay nangyayari sa gaseous na kapaligiran ng Geiger counter. Ang bilang ng mga impulses na nagaganap sa isang tiyak na tagal ng panahon ay direktang proporsyonal sa bilang ng mga nakapirming particle. Ito ay, sa pangkalahatan, ang prinsipyo ng Geiger counter.

Ang kabaligtaran na proseso, bilang isang resulta kung saan ang gaseous medium ay bumalik sa orihinal nitong estado, ay nangyayari sa kanyang sarili. Sa ilalim ng impluwensya ng mga halogens (karaniwang bromine o chlorine ang ginagamit), isang matinding recombination ng mga singil ang nangyayari sa medium na ito. Ang prosesong ito ay mas mabagal, at samakatuwid ang oras na kinakailangan upang maibalik ang sensitivity ng Geiger counter ay isang napakahalagang katangian ng pasaporte ng device.

Sa kabila ng katotohanan na ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang Geiger counter ay medyo simple, ito ay may kakayahang tumugon sa ionizing radiation ng iba't ibang uri. Ang mga ito ay α-, β-, γ-, pati na rin ang X-ray, neutron at lahat ay nakasalalay sa disenyo ng device. Kaya, ang entrance window ng isang Geiger counter na may kakayahang magrehistro ng α- at malambot na β-radiation ay gawa sa mika na may kapal na 3 hanggang 10 microns. Para sa pagtuklas, ito ay ginawa mula sa beryllium, at ultraviolet - mula sa kuwarts.

Saan inilapat ang Geiger counter

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Geiger counter ay ang batayan para sa pagpapatakbo ng karamihan sa mga modernong dosimeter. Ang mga maliliit na instrumento na ito, na medyo mababa ang gastos, ay medyo sensitibo at may kakayahang magpakita ng mga resulta sa madaling basahin na mga yunit ng pagsukat. Ang kanilang kadalian ng paggamit ay nagbibigay-daan sa mga device na ito na patakbuhin kahit na sa mga may napakalayo na konsepto ng dosimetry.

Ayon sa kanilang mga kakayahan at katumpakan ng pagsukat, ang mga dosimeter ay maaaring maging propesyonal at sambahayan. Sa tulong ng mga ito, posible na napapanahon at epektibong matukoy ang magagamit na mapagkukunan ng ionized radiation kapwa sa mga bukas na lugar at sa loob ng bahay.

Ang mga device na ito, gamit sa kanilang trabaho ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Geiger counter, ay maaaring agad na magbigay ng signal ng panganib gamit ang parehong visual at sound o vibration signal. Kaya, maaari mong palaging suriin ang pagkain, damit, suriin ang mga kasangkapan, kagamitan, materyales sa gusali, atbp. para sa kawalan ng radiation na nakakapinsala sa katawan ng tao.