Geiger-Muller sayacının yapısı ve çalışma prensibi

V Son zamanlarda ülkemizdeki sıradan vatandaşların radyasyon güvenliği konusuna ilgileri giderek artıyor. Ve bu sadece Çernobil nükleer santralindeki trajik olaylarla ve bunun diğer sonuçlarıyla değil, aynı zamanda gezegenin bir yerinde veya başka bir yerinde periyodik olarak meydana gelen çeşitli olaylarla da bağlantılıdır. Bu bağlamda, geçen yüzyılın sonunda cihazlar ortaya çıkmaya başladı. ev kullanımı için radyasyonun dozimetrik izlenmesi... Ve bu tür cihazlar birçok insanı sadece sağlıklarını değil, bazen hayatlarını da kurtardı ve bu sadece dışlama bölgesine bitişik bölgeler için geçerli değil. Bu nedenle, radyasyon güvenliği konuları bu güne kadar ülkemizin her yerinde geçerlidir.

V Tüm ev tipi ve hemen hemen tüm profesyonel modern dozimetreler ile donatılmıştır. Başka bir şekilde, dozimetrenin hassas elemanı olarak adlandırılabilir. Bu cihaz 1908 yılında Alman fizikçi Hans Geiger tarafından icat edildi ve yirmi yıl sonra bu gelişme başka bir fizikçi Walter Müller tarafından geliştirildi ve bugün hala kullanılan bu cihazın prensibidir.

n Bazı modern dozimetrelerin aynı anda dört sayacı vardır, bu da cihazın ölçüm doğruluğunu ve hassasiyetini artırmanın yanı sıra ölçüm süresini kısaltmayı mümkün kılar. Çoğu Geiger-Muller sayacı, gama ışınlarını, yüksek enerjili beta radyasyonunu ve X-ışınlarını tespit etme yeteneğine sahiptir. Ancak, yüksek enerjili alfa parçacıklarının belirlenmesi için özel gelişmeler vardır. Dozimetreyi, üç radyasyon türünden en tehlikelisi olan yalnızca gama radyasyonunu algılayacak şekilde ayarlamak için, hassas oda, beta parçacıklarının içeri girmesini kesmeyi mümkün kılan kurşun veya diğer çelikten yapılmış özel bir kasa ile kaplanmıştır. tezgah.

V ev ve profesyonel kullanım için modern dozimetreler, SBM-20, SBM-20-1, SBM-20U, SBM-21, SBM-21-1 gibi yaygın olarak kullanılan sensörlerdir. Odanın genel boyutlarında ve diğer parametrelerde farklılık gösterirler, 20 sensör hattı için aşağıdaki boyutlar karakteristiktir, 110 mm uzunluk, 11 mm çap ve 21. model için 20-22 mm uzunluk 6 mm çapında. Oda ne kadar büyükse, içinden o kadar fazla radyoaktif element geçeceğini ve sahip olduğu hassasiyet ve doğruluğun o kadar yüksek olduğunu anlamak önemlidir. Bu nedenle, sensörün 20 serisi için boyutlar 21 serisinden 8-10 kat daha büyüktür, yaklaşık olarak aynı oranlarda hassasiyette bir farkımız olacaktır.

İLE Bir Geiger sayacının yapısı aşağıdaki gibi şematik olarak açıklanabilir. Asal bir gazın (örneğin, argon, neon veya bunların karışımları) minimum basınç altında pompalandığı silindirik bir kaptan oluşan bir sensör, bu, katot ve anot arasında bir elektrik boşalmasının oluşmasını kolaylaştırmak için yapılır. Katot, çoğu zaman, hassas sensörün tüm metal gövdesidir ve anot, yalıtkanların üzerine yerleştirilmiş küçük bir teldir. Bazen katot ayrıca paslanmaz çelikten veya kurşundan yapılmış koruyucu bir kasa ile sarılır, bu, sayacı yalnızca gama kuantasını belirlemek üzere ayarlamak için yapılır.

NS Ev içi kullanım için, şu anda en çok uç yüz sensörleri kullanılmaktadır (örneğin, Beta-1, Beta-2). Bu tür sayaçlar, alfa parçacıklarını bile algılayabilecek ve kaydedebilecek şekilde tasarlanmıştır. Böyle bir sayaç, içinde elektrotlar bulunan düz bir silindir ve sadece 12 mikron kalınlığında bir mika filmden yapılmış bir giriş (çalışma) penceresidir. Bu tasarım, yüksek enerjili alfa parçacıklarının ve düşük enerjili beta parçacıklarının (yakın mesafeden) saptanmasına olanak tanır. Bu durumda, Beta-1 ve Beta 1-1 sayaçlarının çalışma penceresinin alanı 7 metrekaredir. Beta-2 cihazı için mika çalışma penceresinin alanı Beta-1'inkinden 2 kat daha büyüktür, belirlemek için kullanılabilir vb.

E Bir Geiger karşı odasının çalışma prensibinden bahsedecek olursak kısaca şu şekilde açıklanabilir. Aktive edildiğinde, bir yük direnci aracılığıyla katoda ve anoda yüksek bir voltaj (yaklaşık 350 - 475 volt) uygulanır, ancak dielektrik görevi gören bir soy gaz nedeniyle aralarında boşalma olmaz. Hazneye girdiğinde, enerjisi hazne gövdesinin veya katodun malzemesinden bir serbest elektronu nakavt etmeye yetecek kadar çıkar, bu elektron çığ benzeri bir hareketle çevresindeki asal gazdan serbest elektronları nakavt etmeye başlar ve iyonlaşması meydana gelir, bu da sonuçta elektrotlar arasında bir deşarja yol açar. Devre kapalıdır ve bu gerçek, bir kuantum gama veya X-ışını radyasyonunun tespiti gerçeği olan cihazın mikro devresi kullanılarak kaydedilebilir. Ardından kamera, bir sonraki parçacığın tespit edilmesini sağlayan orijinal durumuna geri döner.

H Haznedeki deşarj işlemini durdurmak ve hazneyi bir sonraki parçacığı kaydetmeye hazırlamak için iki yol vardır, bunlardan biri elektrotlara giden voltaj beslemesinin çok kısa bir süre için kesilmesi ve bunun durması gerçeğine dayanmaktadır. gaz iyonizasyon süreci. İkinci yöntem, inert gaza, örneğin iyot, alkol ve diğer maddeler gibi başka bir maddenin eklenmesine dayanırken, elektrotlar üzerindeki voltajda bir azalmaya yol açar, bu da daha fazla iyonizasyon sürecini ve hazneyi durdurur. sonraki radyoaktif elementi tespit edebilir hale gelir. Bu yöntem, yüksek kapasiteli bir çekme direnci kullanır.

NS karşı haznedeki deşarj sayısı hakkında ve ölçülen alandaki veya belirli bir nesnedeki radyasyon seviyesini yargılayabilirsiniz.

gayger sayacı

Yumuşak β-radyasyonu ölçmek için mika pencereli Geiger sayacı SI-8B (SSCB). Pencere şeffaftır, altında spiral tel elektrotu görebilirsiniz, diğer elektrot cihazın gövdesidir.

Ek bir elektronik devre, sayaca güç sağlar (kural olarak, en az 300), gerekirse deşarj söndürme sağlar ve sayaçtan yapılan deşarj sayısını sayar.

Geiger sayaçları kendi kendine sönmeyen ve kendi kendine sönen (boşalmayı sonlandırmak için harici bir devreye ihtiyaç duymayan) olarak ikiye ayrılır.

Sayacın hassasiyeti, gazın bileşimi, hacmi ve duvarlarının malzemesi ve kalınlığı ile belirlenir.

Not

Tarihsel nedenlerden dolayı, bu ve sonraki terimlerin Rusça ve İngilizce versiyonları arasında bir tutarsızlık olduğuna dikkat edilmelidir:

Ayrıca bakınız

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde bir "Geiger sayacının" ne olduğunu görün:

Geiger-Müller sayacı- Geigerio ir Miulerio skaitiklis durumları T sritis fizika atitikmenys: angl. Geiger Müller sayacı; Geiger Müller sayaç tüpü vok. Geiger Müller Zählrohr, n; GM Zählrohr, n rusya. Geiger Müller sayacı, m şaka. bilgisayar uzmanı de Geiger Müller, m; tüp… Fizikos terminų žodynas

deşarj Geiger-Muller sayacı- - Konular Petrol ve Gaz EN elektronik darbe yüksekliği analizörü ... Teknik çevirmen kılavuzu

- ... Vikipedi

- (Geiger Müller sayacı), bir şarj hacminden geçtiğinde tetiklenen bir gaz deşarj dedektörü. h c. Sinyalin büyüklüğü (akım darbesi) hc enerjisine bağlı değildir (cihaz kendi kendine deşarj modunda çalışır). G. s. 1908'de onun tarafından icat edildi. ... ... Fiziksel ansiklopedi

İyonlaştırıcı radyasyonu (a - ve b parçacıkları, g kuantumları, ışık ve X-ışını kuantumları, kozmik radyasyon parçacıkları vb.) tespit etmek için gaz deşarj cihazı. Geiger-Muller sayacı, hava geçirmez şekilde kapatılmış bir cam tüptür ... teknoloji ansiklopedisi

gayger sayacı- Geiger sayacı GEIGER SAYACI, gaz deşarjlı partikül dedektörü. Bir parçacık veya g kuantum hacmine girdiğinde ateşlenir. 1908 yılında Alman fizikçi H. Geiger tarafından icat edildi ve Alman fizikçi W. Müller ile birlikte geliştirildi. Geiger... ... Resimli Ansiklopedik Sözlük

GEYGERA SAYACI, gaz deşarjlı partikül dedektörü. Bir parçacık veya g kuantum hacmine girdiğinde ateşlenir. 1908 yılında Alman fizikçi H. Geiger tarafından icat edildi ve Alman fizikçi W. Müller ile birlikte geliştirildi. Geiger sayacı uygulaması ... ... modern ansiklopedi

Çeşitli radyoaktif ve diğer iyonlaştırıcı radyasyon türlerini tespit etmek ve incelemek için gaz deşarj cihazı: α ve β parçacıkları, γ kuantumları, ışık ve X-ışını kuantumları, kozmik ışınlardaki yüksek enerjili parçacıklar (Bkz. Kozmik ışınlar) ve ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

- [onun adına. fizikçiler H. Geiger (N. Geiger; 1882 1945) ve W. Muller (W. Muller; 1905 79)] radyoaktif ve diğer iyonlaştırıcı radyasyonun gaz deşarj dedektörü (kuantada, ışıkta ve x-ışını kuantumunda a ve beta parçacıkları , kozmik parçacıklar. radyasyon ... ... Büyük Ansiklopedik Politeknik Sözlük

Sayaç, bir şeyi saymak için kullanılan bir cihazdır. Sayaç (elektronik) sürekli toplama yoluyla birbirini takip eden olayların (örneğin darbeler) sayısını sayan veya birikim derecesini belirleyen bir cihaz ... ... Wikipedia

1908'de Alman fizikçi Hans Geiger, Ernst Rutherford'a ait kimya laboratuvarlarında çalıştı. Orada iyonize bir oda olan yüklü bir parçacık sayacını test etmeleri istendi. Oda, yüksek basınçlı gazla doldurulmuş bir elektro-kondansatördü. Pierre Curie bu cihazı pratikte gazlarda elektriği inceleyerek kullandı. Geiger'in fikri - iyon radyasyonunu tespit etme - uçucu gazların iyonlaşma seviyesi üzerindeki etkileriyle ilişkilendirildi.

1928'de Geiger ile birlikte çalışan Alman bilim adamı Walter Müller, iyonlaştırıcı parçacıkları kaydeden birkaç sayaç yarattı. Radyasyonu daha fazla araştırmak için cihazlara ihtiyaç vardı. Bir deney bilimi olan fizik, yapıları ölçmeden var olamazdı. Sadece birkaç radyasyon keşfedildi: γ, β, α. Geiger'in görevi, her tür radyasyonu hassas aletlerle ölçmekti.

Geiger-Muller sayacı basit ve ucuz bir radyoaktif sensördür. Tek tek parçacıkları yakalayan doğru bir alet değildir. Teknik, iyonlaştırıcı radyasyonun genel doygunluğunu ölçer. Fizikçiler, deneyler yaparken doğru hesaplamalar elde etmek için diğer sensörlerle birlikte kullanır.

İyonlaştırıcı radyasyon hakkında biraz

Doğrudan dedektörün tanımına gidilebilir, ancak iyonlaştırıcı radyasyon hakkında çok az şey biliyorsanız, çalışması anlaşılmaz görünecektir. Radyasyon ile madde üzerinde endotermik bir etki meydana gelir. Enerji buna katkıda bulunur. Örneğin, ultraviyole veya radyo dalgaları bu tür radyasyona ait değildir, ancak sert ultraviyole ışığı oldukça fazladır. Etki sınırının tanımlandığı yer burasıdır. Türe fotonik denir ve fotonların kendileri γ-kuantadır.

Ernst Rutherford, manyetik alana sahip bir cihaz kullanarak enerji emisyon süreçlerini 3 türe ayırdı:

• y bir fotondur;
• α, helyum atomunun çekirdeğidir;
• β yüksek enerjili bir elektrondur.

Parçacıklar α bir kağıt ağ ile korunabilir. β daha derine nüfuz eder. Penetrasyon yeteneği γ en yüksektir. Bilim adamlarının sonradan öğrendiği nötronlar tehlikeli parçacıklardır. Onlarca metrelik bir mesafede hareket ederler. Elektriksel nötrlüğe sahip olduklarından, farklı maddelerin molekülleri ile reaksiyona girmezler.

Bununla birlikte, nötronlar kolayca atomun merkezine düşer, yıkımına neden olur, bu nedenle radyoaktif izotoplar oluşur. Çürürken, izotoplar iyonlaştırıcı radyasyon oluşturur. Radyasyon, birkaç gün boyunca radyasyon almış bir insan, hayvan, bitki veya inorganik nesneden yayılır.

Geiger sayacının cihazı ve çalışma prensibi

Cihaz, içine asil bir gazın (argon-neon karışımı veya saf madde) enjekte edildiği bir metal veya cam tüpten oluşur. Tüpte hava yok. Gaz basınç altında eklenir ve alkol ve halojen içerir. Tüpün her tarafında bir tel var. Buna paralel bir demir silindir bulunur.

Tel anot, boruya katot denir. Birlikte elektrotlardır. Elektrotlara, kendi içinde deşarj fenomenine neden olmayan yüksek bir voltaj uygulanır. Gösterge, gazlı ortamında bir iyonlaşma merkezi görünene kadar bu durumda kalacaktır. Güç kaynağından, boruya bir eksi ve yüksek seviyeli bir dirençle yönlendirilen tele bir artı bağlanır. Onlarca yüzlerce voltluk sabit bir kaynaktan bahsediyoruz.

Bir parçacık boruya girdiğinde, soy gazın atomları onunla çarpışır. Temas halinde, elektronları gaz atomlarından ayıran enerji açığa çıkar. Daha sonra ikincil elektronlar oluşur ve bunlar da çarpışarak bir yığın yeni iyon ve elektrona yol açar. Elektronların anoda doğru hızı, elektrik alanından etkilenir. Bu işlem sırasında bir elektrik akımı üretilir.

Bir çarpışmada parçacıkların enerjisi kaybolur, iyonize gaz atomlarının arzı sona erer. Yüklü parçacıklar gaz deşarj Geiger sayacına girdiğinde, tüpün direnci düşer ve bu da orta fisyon voltajını hemen düşürür. Sonra direnç tekrar büyür - bu, gerginliğin restorasyonunu gerektirir. Dürtü negatif olur. Cihaz impulsları gösterir ve aynı zamanda parçacıkların sayısını tahmin ederek onları sayabiliriz.

Geiger sayaçlarının türleri

Tasarım gereği Geiger sayaçları 2 tiptir: düz ve klasik.

Klasik

İnce oluklu metalden yapılmıştır. Oluklu nedeniyle, boru, deformasyonunu önleyen sertlik ve dış etkenlere karşı direnç kazanır. Tüpün uçları, içinde cihazlara giden kapakların bulunduğu cam veya plastik yalıtkanlarla donatılmıştır.

Tüpün yüzeyi vernik ile kaplanmıştır (uçlar hariç). Klasik sayaç, bilinen tüm radyasyon türleri için evrensel bir ölçüm dedektörü olarak kabul edilir. Özellikle γ ve β için.

Düz

Yumuşak beta radyasyonunu algılamak için hassas sayaçlar farklı bir tasarıma sahiptir. Az miktarda beta partikülü nedeniyle vücutları düzdür. β'yı zayıf bir şekilde koruyan bir mika penceresi vardır. BETA-2 sensörü bu tür cihazlardan birinin adıdır. Diğer düz sayaçların özellikleri malzemeye bağlıdır.

Geiger sayacı parametreleri ve çalışma modları

Sayaç duyarlılığını hesaplamak için, numuneden gelen mikro röntgen sayısının bu radyasyondan gelen sinyal sayısına oranını tahmin edin. Cihaz, parçacığın enerjisini ölçmez, bu nedenle kesinlikle doğru bir tahminde bulunmaz. Cihazlar, izotop kaynak örnekleri kullanılarak kalibre edilir.

Ayrıca aşağıdaki parametrelere de bakmanız gerekir:

Çalışma alanı, giriş penceresi alanı

Mikropartiküllerin içinden geçtiği gösterge alanının özelliği, boyutuna bağlıdır. Alan ne kadar geniş olursa, o kadar çok parçacık yakalanır.

çalışma voltajı

Voltaj, ortalama özelliklere uygun olmalıdır. İşin en karakteristik özelliği, sabit darbe sayısının voltaja bağımlılığının düz kısmıdır. İkinci adı platodur. Bu noktada cihazın çalışması zirve aktivitesine ulaşır ve üst ölçüm limiti olarak adlandırılır. Değer 400 volttur.

çalışma genişliği

Çalışma genişliği, parlama voltajı ile kıvılcım deşarj voltajı arasındaki farktır. Değer 100 Volt'tur.

Eğim

Değer, volt başına darbe sayısının yüzdesi olarak ölçülür. Nabız sayımında ölçüm hatasını (istatistiksel) gösterir. Değer %0,15'tir.

Sıcaklık

Sıcaklık önemlidir çünkü sayaç genellikle zor koşullarda kullanılmalıdır. Örneğin, reaktörlerde. Genel kullanım sayaçları: -50 ila +70 C Santigrat.

İş kaynağı

Kaynak, cihazın okumalarının yanlış olduğu ana kadar kaydedilen tüm darbelerin toplam sayısı ile karakterize edilir. Cihaz kendi kendini söndürmek için organik madde içeriyorsa, darbe sayısı bir milyar olacaktır. Kaynak, yalnızca çalışma voltajı durumunda hesaplamak için uygundur. Cihaz saklandığında akış durur.

İyileşme süresi

Bu, bir cihazın iyonlaştırıcı bir parçacığa tepki verdikten sonra elektriği iletmesi için geçen süredir. Nabız hızı için ölçüm aralığını sınırlayan bir üst sınır vardır. Değer 10 mikrosaniyedir.

Kurtarma süresi nedeniyle (ölü zaman da denir), cihaz belirleyici bir anda arızalanabilir. Aşırıya kaçmayı önlemek için üreticiler kurşun ekranlar kurar.

Sayacın arka planı var mı

Arka plan, kalın duvarlı bir kurşun odasında ölçülür. Normal değer, dakikada 2 darbeden fazla değildir.

Radyasyon dozimetrelerini kim ve nerede kullanır?

Geiger-Muller sayaçlarının birçok modifikasyonu endüstriyel ölçekte üretilir. Üretimleri Sovyet döneminde başladı ve şimdi Rusya Federasyonu'nda devam ediyor.

Cihaz kullanılır:

• nükleer tesislerde;
• bilimsel enstitülerde;
• eczanede;
• evde.

Çernobil nükleer santralindeki kazadan sonra sıradan vatandaşlar da dozimetre satın alıyor. Tüm cihazlar bir Geiger sayacı ile donatılmıştır. Bu tür dozimetreler bir veya iki tüp ile donatılmıştır.

Kendi elinizle bir Geiger sayacı yapmak mümkün mü?

Kendiniz bir sayaç yapmak zordur. Bir radyasyon sensörüne ihtiyacınız var ve herkes onu satın alamaz. Sayaç devresinin kendisi uzun zamandır bilinmektedir - örneğin fizik ders kitaplarında da basılmıştır. Ancak, yalnızca gerçek bir "solak", cihazı evde yeniden üretebilir.

Yetenekli kendi kendini yetiştirmiş ustalar, bir flüoresan lamba ve bir akkor lamba kullanarak gama ve beta radyasyonunu da ölçebilen yedek bir sayaç yapmayı öğrendiler. Ayrıca bozuk ekipmandan transformatörler, bir Geiger tüpü, bir zamanlayıcı, bir kapasitör, çeşitli panolar, dirençler kullanırlar.

Çözüm

Radyasyonu teşhis ederken, sayacın kendi arka planını dikkate almanız gerekir. Yeterince kalın bir kurşun kalkanla bile, kayıt hızı sıfırlanmaz. Bu fenomenin bir açıklaması var: Aktivitenin nedeni, kurşun yoluyla nüfuz eden kozmik radyasyondur. Her dakika, sayaç tarafından %100 olasılıkla kaydedilen müonlar Dünya'nın yüzeyini süpürür.

Bir arka plan kaynağı daha var - cihazın kendisi tarafından biriken radyasyon. Bu nedenle Geiger sayacıyla ilgili olarak aşınmadan da bahsetmek uygundur. Cihaz ne kadar fazla radyasyon biriktirirse, verilerinin güvenilirliği o kadar düşük olur.

Bir Heyger-Muller gaz boşaltma sayacının tasarımının bir şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 5.4. Sayaç, katot görevi gören metal bir silindir şeklinde yapılmıştır. İLE, mm çapında. Anot A silindirin ekseni boyunca gerilmiş ve yalıtım tapaları ile katottan izole edilmiş mm çapında ince bir çelik tel görevi görür NS... Silindir, azaltılmış basınç altında argonla doldurulur ( 100 mm Hg) az miktarda ( 0,5 %) etil alkol veya halojen buharları.

İncirde. 5.4, ​​akım-voltaj özelliklerini incelemek için sayaç bağlantı şemasını gösterir. Elektrotlara EMF kaynağından sabit bir voltaj verilir e... Gazdan geçen akımın değeri, ölçüm direnci boyunca voltaj düşüşü ile ölçülür. r.

Gazın sabit yoğunlukta (iyonlaştırıcı) radyasyona maruz kaldığını varsayalım. İyonlaştırıcının etkisinin bir sonucu olarak, gaz bir miktar elektriksel iletkenlik kazanır ve devrede bir akım akacaktır, bunun uygulanan voltaja bağımlılığı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
pilav. 5.5.

Düşük voltajlarda cihazdan geçen akım küçüktür. Yalnızca çok sayıda parçacığın geçişinin neden olduğu toplam akımı kaydetmek mümkündür. Bu modda çalışan cihazlara denir. iyonizasyon odaları... Bu mod, bölümlere karşılık gelir. ben ve II.

Konum açık ben akım, voltajla orantılı olarak artar, yani. Ohm kanunu yerine getirilmiştir. Bu bölümde, iyonizasyon işlemiyle eşzamanlı olarak, ters işlem gerçekleşir - rekombinasyon (pozitif iyonlar ve elektronlar arasındaki nötr parçacıkların oluşumu ile bağlantı).

Gerilimin daha da artmasıyla, akım gücünün büyümesi yavaşlar ve tamamen durur (bölüm II). Doygunluk akımı ayarlanır. Doyma akımı, harici iyonlaştırıcı tarafından birim zamanda oluşturulan tüm iyon ve elektronların aynı anda elektrotlara ulaştığında oluşan maksimum akım değeridir. Doyma akımı, iyonlaştırıcının gücü tarafından belirlenir. Doyma akımı, iyonlaştırıcının iyonlaştırıcı etkisinin bir ölçüsüdür: iyonlaştırıcının hareketini durdurursanız, deşarj da duracaktır.

Gerilimin daha da artmasıyla akım oldukça yavaş artar (bölüm III). Yüksek voltajlarda, bir elektrik alanı tarafından kuvvetle hızlandırılan harici bir iyonlaştırıcı tarafından üretilen elektronlar, nötr gaz molekülleriyle çarpışır ve onları iyonize eder. Sonuç olarak, ikincil elektronlar ve pozitif iyonlar oluşur. Bir elektrik alanında hızlanan ikincil elektronlar, gaz moleküllerini yeniden iyonize edebilir. Elektronlar anoda doğru hareket ettikçe toplam elektron ve iyon sayısı çığ gibi artacaktır (bu sürece denir darbe iyonizasyonu). Bu alanda çalışan sayaçlar ( III) arandı orantılı.

Birincil elektron sayısına atıfta bulunulan anoda ulaşan elektron sayısına denir. gaz kazancı... Gaz kazancı artan voltajla hızla artar ve yüksek voltajlarda birincil elektronların sayısına bağlı olmaya başlar. Bu durumda orantısal moddan gelen sayaç moda geçer. sınırlı orantılılık(komplo IV). Bu alanda çalışan sayaç bulunmamaktadır.

Daha da yüksek bir voltajda, en az bir çift iyonun ortaya çıkması, kendi kendine devam eden bir deşarjın başlamasına yol açar (kendi kendine devam eden bir deşarjın meydana geldiği voltaj denir. arıza gerilimi). Akım, başlangıçta oluşan iyonların sayısına ve kayıtlı parçacıkların enerjisine bağlı olmaktan çıkar. Sayaç Geiger modunda çalışmaya başlar (bölüm V). Bu alanda çalışan cihaza denir. Geiger-Müller sayacı... Akım gücünün iyonlaştırıcı parçacıkların enerjisinden bağımsız olması Geiger-Muller sayaçlarını kayıt için uygun hale getirir B-Sürekli spektrumlu parçacıklar.

Voltajda daha fazla artış ortaya çıkmasına neden olur sürekli gaz deşarjı... Bu durumda, akım keskin bir şekilde artar (bölüm VI) ve sayaç arızalanabilir.

Böylece Geiger-Müller sayacı, dahili gaz amplifikasyonu prensibine göre çalışır. Sayaca yüksek bir voltaj uygulandığında, ince filamanın (anot) yakınındaki alan son derece homojen değildir. Büyük potansiyel gradyan nedeniyle, sayaca giren yüklü parçacık, alan tarafından daha fazla enerjiye hızlandırılır. 30 ev. Parçacığın böyle bir enerjisinde, elektronların bir çığa kadar çoğaldığı için çarpma iyonizasyon mekanizması çalışmaya başlar. Sonuç olarak, anot yük direncinde negatif bir darbe üretilir. Bir elektron çığı, katot ve anot arasında sıkışan tek bir elektrondan kaynaklanabilir.

Geiger-Muller sayacının özellikleri

Yeterlik sayaç, kayıtlı parçacık sayısının, içinden geçen toplam parçacık sayısına oranıdır. Sayacın elektronlara karşı verimliliği ulaşabilir 99,9 %. kayıt G-ışın, absorpsiyon veya saçılma ile oluşan hızlı elektronlar aracılığıyla gerçekleştirilir. G- sayaçtaki kuanta. sayaçların verimliliği G- quanta genellikle % mertebesindedir.

Sayacın önemli bir özelliği arka fon. Arka plan incelenen radyasyon kaynaklarının yokluğunda cihazın okumalarını ifade eder. Sayaç arka planına şunlar neden olur: kozmik radyasyon; sayacın yapıldığı malzemeler de dahil olmak üzere çevrede radyoaktif maddelerin varlığı; sayaçta kendiliğinden boşalmalar (yanlış darbeler). Tipik olarak, çeşitli tasarımlara sahip Geiger-Müller sayaçları için arka plan imp./dk içinde dalgalanır. Özel yöntemler, arka planı bir büyüklük sırasına göre azaltmayı başarır.

Geiger-Muller sayacı yalnızca bir parçacığı kaydedebilir. Bir sonraki parçacığı kaydetmek için, kendi kendine deşarjı önceden söndürmek gerekir. Bu nedenle, sayacın önemli bir özelliği, ölü zaman t- gaz deşarjının söndüğü sayacın hareketsiz kalma süresi. Genellikle ölü zaman s mertebesindedir.

Sayaçtaki gaz deşarjının söndürülmesi iki şekilde yapılabilir:

1) gaza karmaşık bir organik bileşik ekleyerek. Birçok karmaşık molekül, ultraviyole radyasyona karşı opaktır ve karşılık gelen kuantaların katoda ulaşmasını engeller. Bu tür maddelerin varlığında katotta iyonlar tarafından salınan enerji, elektronları katottan çekmeye değil, moleküllerin ayrışmasına harcanır. Bu gibi durumlarda kendi kendine devam eden bir deşarjın ortaya çıkması imkansız hale gelir;

2) direnç yardımı ile. Bu yöntem, deşarj akımının direnç üzerinden akarken, direnç üzerinde büyük bir voltaj düşmesi meydana gelmesiyle açıklanır. Sonuç olarak, uygulanan voltajın sadece bir kısmı elektrotlar arası boşluğa düşer ve bu da deşarjı sürdürmek için yetersiz kalır.

Ölü zaman birçok faktöre bağlıdır: sayaçtaki voltaj değeri; dolgu gazının bileşimi; söndürme yöntemi; hizmet ömrü; sıcaklık vb. Bu nedenle hesaplanması zordur.

Ölü zamanın deneysel olarak belirlenmesi için en basit yöntemlerden biri, iki kaynak yöntemi.

Nükleer dönüşümler ve radyasyonun madde ile etkileşimleri istatistiksel niteliktedir. Bu nedenle, ölü zaman sırasında iki veya daha fazla parçacığın sayaca çarpma olasılığı vardır. T tek parçacık olarak kaydedilecek. Sayaç verimliliğinin olduğunu varsayalım. 100 %. Sayaca giren parçacıkların ortalama hızı olsun. n- ortalama sayma hızı (birim zaman başına kaydedilen partikül sayısı). Sırasında T parçacıklar kaydedilecektir. kümülatif ölü zaman T olacak ve sayılmayan parçacıkların sayısı eşit olacaktır. Sayaca çarpan parçacıkların sayısının kayıtlı ve sayılmayan parçacıkların toplamına eşit olacağını varsayacağız.

1908 yılında Alman fizikçi Hans Wilhelm Geiger tarafından icat edilen, belirleme yeteneğine sahip bir cihaz bugün yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun nedeni, cihazın yüksek hassasiyeti, çeşitli radyasyonları kaydetme yeteneğidir. Kullanım kolaylığı ve düşük maliyet, herhangi bir zamanda ve herhangi bir yerde radyasyon seviyesini bağımsız olarak ölçmeye karar veren herkes için bir Geiger sayacı satın almanızı sağlar. Bu cihaz nedir ve nasıl çalışır?

Geiger sayacının çalışma prensibi

Tasarımı oldukça basittir. Kolayca iyonize olabilen neon ve argondan oluşan bir gaz karışımı, iki elektrotlu sızdırmaz bir silindire pompalanır. Cihazın gazlı ortamında iyonizasyon işleminin başladığı ana kadar kendi başına herhangi bir deşarj fenomenine neden olmayan elektrotlara (yaklaşık 400 V) beslenir. Dışarıdan gelen parçacıkların görünümü, ilgili alanda hızlanan birincil elektronların gazlı ortamın diğer moleküllerini iyonize etmeye başlamasına neden olur. Sonuç olarak, bir elektrik alanının etkisi altında, elektron-iyon bulutunun iletkenliğini keskin bir şekilde artıran çığ benzeri bir yeni elektron ve iyon oluşumu meydana gelir. Geiger sayacının gazlı ortamında bir deşarj meydana gelir. Belirli bir zaman periyodunda meydana gelen darbelerin sayısı, sabit parçacıkların sayısı ile doğru orantılıdır. Bu, genel anlamda, Geiger sayacının ilkesidir.

Gazlı ortamın orijinal durumuna geri dönmesinin bir sonucu olarak ters işlem kendi kendine gerçekleşir. Halojenlerin etkisi altında (genellikle brom veya klor kullanılır), bu ortamda yoğun bir yük rekombinasyonu meydana gelir. Bu işlem çok daha yavaştır ve bu nedenle Geiger sayacının hassasiyetini geri yüklemek için gereken süre, cihazın çok önemli bir pasaport özelliğidir.

Geiger sayacının çalışma prensibi oldukça basit olmasına rağmen, çeşitli tiplerdeki iyonlaştırıcı radyasyona cevap verme yeteneğine sahiptir. Bunlar α-, β-, γ- ve ayrıca X-ışını, nötrondur ve her şey cihazın tasarımına bağlıdır. Böylece, α- ve yumuşak β-radyasyonunu kaydedebilen bir Geiger sayacının giriş penceresi, 3 ila 10 mikron kalınlığında mikadan yapılmıştır. Tespit için berilyumdan ve ultraviyole - kuvarstan yapılır.

Geiger sayacı nerede uygulanır?

Geiger sayacının çalışma prensibi, çoğu modern dozimetrenin çalışmasının temelidir. Nispeten düşük bir maliyeti olan bu küçük aletler oldukça hassastır ve sonuçları okunması kolay ölçü birimlerinde gösterebilmektedir. Kullanım kolaylıkları, bu cihazların çok uzak dozimetri kavramlarına sahip olanlar tarafından bile çalıştırılmasına olanak tanır.

Yeteneklerine ve ölçüm doğruluğuna göre dozimetreler profesyonel ve ev tipi olabilir. Bunların yardımıyla, hem açık alanlarda hem de iç mekanlarda mevcut iyonize radyasyon kaynağını zamanında ve etkili bir şekilde belirlemek mümkündür.

Çalışmalarında Geiger sayacının çalışma prensibini kullanan bu cihazlar, hem görsel hem de sesli veya titreşimli sinyalleri kullanarak anında tehlike sinyali verebilir. Böylece, insan vücuduna zararlı radyasyon olmaması için her zaman yiyecekleri, kıyafetleri kontrol edebilir, mobilya, ekipman, inşaat malzemeleri vb.