Geiger-Muller gaz deşarj sayacının şematik tasarımı Şekil 1'de gösterilmektedir. 5.4. Sayaç katot görevi gören metal bir silindir şeklinde yapılmıştır İLE, çap mm. Anot A silindirin ekseni boyunca gerilmiş ve izolasyon tapaları ile katottan izole edilmiş, mm çapında ince bir çelik tel kullanılır P. Silindir azaltılmış basınçta argonla doldurulur ( 100 mmHg) küçük bir miktar ilavesiyle ( 0,5 %) etil alkol veya halojen buharları.

İncirde. Şekil 5.4, ölçüm cihazının akım-gerilim özelliklerini incelemek üzere bağlanmasına yönelik bir devre şemasını göstermektedir. Bir EMF kaynağından elektrotlara sabit bir voltaj sağlanır e. Gazdan geçen akımın miktarı, ölçüm direncindeki voltaj düşüşüyle ​​ölçülür. R.

Gazın sabit yoğunlukta radyasyona (iyonlaştırıcı) maruz kaldığını varsayalım. İyonlaştırıcının hareketinin bir sonucu olarak, gaz bir miktar elektriksel iletkenlik kazanır ve devrede bir akım akar, bunun uygulanan voltaja bağımlılığı şekilde gösterilir.
pirinç. 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 aşağıdaki alanlara karşılık gelir: BEN Ve II.

Konum açık BEN akım voltajla orantılı olarak artar, yani. Ohm kanunu sağlanmıştır. Bu alanda iyonlaşma süreciyle eş zamanlı olarak ters süreç meydana gelir - rekombinasyon (pozitif iyonların ve elektronların nötr parçacıklar oluşturmak için birbirleriyle bağlanması).

Gerilimin daha da artmasıyla akımdaki artış yavaşlar ve tamamen durur (bölüm II). Doyma akımı oluşur. Doyma akımı, harici iyonlaştırıcının birim zamanda oluşturduğu iyon ve elektronların tamamının elektrotlara aynı anda ulaştığı andaki maksimum akım değeridir. Doyma akımının büyüklüğü iyonlaştırıcının gücü ile belirlenir. Doyma akımı iyonlaştırıcının iyonlaştırıcı etkisinin bir ölçüsüdür: iyonlaştırıcının hareketi durdurulursa deşarj da duracaktır.

Gerilimin daha da artmasıyla akım oldukça yavaş artar (bölüm III). Yüksek voltajlarda, harici bir iyonlaştırıcının etkisi altında ortaya çıkan elektronlar oldukça hızlanır. Elektrik alanı nötr gaz molekülleriyle çarpışır ve onları iyonlaştırır. Sonuç olarak ikincil elektronlar ve pozitif iyonlar oluşur. Hızlandırılmış ikincil elektronlar Elektrik alanı, gaz moleküllerini yeniden iyonlaştırabilir. Toplam sayısı Elektronlar anoda doğru ilerledikçe elektron ve iyonlar çığ gibi artacaktır (bu işleme denir) darbe iyonizasyonu). Bu alanda çalışan sayaçlar ( III), arandı orantılı.

Anoda ulaşan elektron sayısının birincil elektron sayısına bölünmesine denir. gaz kazanç katsayısı. Gaz kazancı artan voltajla hızla artar ve yüksek voltajlarda birincil elektron sayısına bağlı olmaya başlar. Bu durumda sayaç oransal moddan moda geçer. sınırlı orantılılık(komplo IV). Bu alanda çalışan muhasebeci bulunmamaktadır.

Daha da yüksek bir voltajda, en az bir çift iyonun ortaya çıkması, kendi kendine deşarjın başlamasına yol açar (kendi kendine devam eden bir deşarjın meydana geldiği voltaja denir) arıza gerilimi). Akım, başlangıçta oluşan iyonların sayısına ve tespit edilen 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 bir spektruma sahip parçacıklar.

Gerilimde daha fazla bir artış meydana gelmesine yol açar sürekli gaz deşarjı. Bu durumda akım keskin bir şekilde artar (bölüm VI) ve ölçüm cihazı arızalanabilir.

Böylece Geiger-Müller sayacı dahili gaz amplifikasyonu prensibine göre çalışır. Sayaca yüksek voltaj uygulandığında ince ipliğin (anot) yakınındaki alan son derece homojen değildir. Büyük potansiyel gradyanı nedeniyle, sayaca giren yüklü bir parçacık alan tarafından 100'den fazla enerjiye kadar hızlandırılır. 30 eV. Böyle bir parçacık enerjisinde, elektronların çığ gibi çoğalması nedeniyle darbe iyonizasyon mekanizması çalışmaya başlar. Sonuç olarak anot yük direncinde negatif bir darbe oluşur. Katot ile anot arasında sıkışıp kalan tek bir elektrondan elektron çığı doğabilir.

Geiger-Muller sayacı özellikleri

Yeterlik sayaç, kayıtlı parçacık sayısının içinden geçen toplam parçacık sayısına oranıdır. Elektron sayacı verimliliği ulaşabilir 99,9 %. Kayıt G-Işınlar, soğurma veya saçılma sırasında oluşan hızlı elektronlar aracılığıyla iletilir. G-sayaçtaki kuantum. Sayaçların verimliliği G-quanta genellikle % düzeyindedir.

Sayacın önemli bir özelliği arka plan. arka planÇalışılan radyasyon kaynaklarının yokluğunda cihaz okumalarını çağırın. Sayacın arka planı şunlardan kaynaklanmaktadır: kozmik radyasyon; radyoaktif maddelerin varlığı çevre sayacın yapıldığı malzemeler dahil; sayaçta kendiliğinden boşalmalar (yanlış darbeler). Tipik olarak farklı tasarımlara sahip Geiger-Müller sayaçları için arka plan darbe/dakika sınırları dahilinde dalgalanır. Özel yöntemler Arka planı büyüklük sırasına göre azaltmak mümkündür.

Bir Geiger-Muller sayacı yalnızca bir parçacığı tespit edebilir. Bir sonraki parçacığı kaydetmek için önce kendi kendine deşarjı söndürmek gerekir. Bu yüzden önemli karakteristik sayaç ölü zaman t– Gaz deşarjının söndürüldüğü sayacın kullanılmadığı süre. Tipik olarak ölü zaman s düzeyindedir.

Sayaçtaki gaz deşarjının söndürülmesi iki şekilde yapılabilir:

1) gaza karmaşık bir bileşik katarak organik bileşik. Birçok karmaşık molekül ultraviyole radyasyona karşı opaktır ve karşılık gelen kuantumun katoda ulaşmasını engeller. Bu tür maddelerin varlığında katotta iyonlar tarafından salınan enerji, elektronların katottan koparılması için değil, moleküllerin ayrışması için harcanır. Bu gibi durumlarda bağımsız bir deşarjın meydana gelmesi imkansız hale gelir;

2) direnç kullanmak. Bu yöntem, deşarj akımının direnç üzerinden akarken direnç boyunca büyük bir voltaj düşüşünün meydana gelmesiyle açıklanmaktadır. Sonuç olarak, uygulanan voltajın yalnızca bir kısmı elektrotlar arası boşluğa düşer ve bu da deşarjı sürdürmek için yetersiz kalır.

Ölü süre birçok faktöre bağlıdır: ölçüm cihazının voltaj seviyesi; doldurma gazının bileşimi; söndürme yöntemi; hizmet ömrü; sıcaklık vb. Bu nedenle hesaplanması zordur.

Ölü zamanı deneysel olarak belirlemek için en basit yöntemlerden biri iki kaynak yöntemi.

Radyasyonun madde ile nükleer dönüşümleri ve etkileşimleri doğası gereği istatistikseldir. Sonuç olarak, ölü zaman sırasında iki veya daha fazla parçacığın sayaca çarpma olasılığı vardır. T, tek bir parçacık olarak kaydedilecektir. Sayacın verimliliğinin şöyle olduğunu varsayalım: 100 %. Parçacık sayacına çarpmanın ortalama hızı olsun. N– ortalama sayma oranı (birim zaman başına kaydedilen parçacık sayısı). Sırasında T parçacıklar kaydedilecektir. Toplam ölü zaman T olacak ve sayılmayan parçacıkların sayısı eşit olacaktır. Sayaca giren parçacık sayısının kayıtlı ve sayılmamış parçacıkların toplamına eşit olacağını varsayacağız.

İyonlaştırıcı radyasyonun cihazlar tarafından kaydedilmesi, radyasyonun bir dedektör ve ölçüm devresi tarafından ölçüm uygulamasında kabul edilen elektrik sinyallerine dönüştürülmesine dayanmaktadır.

İyonlaştırıcı radyasyonu ölçmek için kullanılan aletler çeşitli fiziksel büyüklükleri kaydedebilir. Bunlardan en ilgi çekici olanları: emilme, maruz kalma ve eşdeğer dozlar ve güçleri, parçacık akı yoğunluğu, parçacık akışı, hacimsel, kütle, yüzey, etkili aktiviteler.

İyonlaştırıcı radyasyonu ölçen herhangi bir cihaz, bir dedektör, bir ölçüm devresi (kaydedici veya analizör) ve yardımcı elemanlar içerir.

Dedektör Radyasyon parametreleri hakkındaki bilgileri elektrik sinyal enerjisine dönüştürür. Radyasyon enerjisinin diğer enerji türlerine dönüştürülmesine bağlı olarak dedektörler aşağıdaki gruplara ayrılabilir:

• iyonizasyon (gaz sayaçları, iyonizasyon odaları, yarı iletken sayaçlar);
• parıldama;
• fotografik;
• kimyasal.

Ölçüm devresi, diğer cihazların gözlemlenmesi, kaydedilmesi, hesaplanması veya kontrolü için uygun elektrik sinyalleri biçimindeki bilgileri seçer, dönüştürür, biriktirir, saklar ve çıktı olarak verir. Yardımcı elemanlar dedektörün ve ölçüm devresinin belirlenmiş çalışma modlarını sağlar. Bunlar arasında güç kaynakları, çalışma modu programlama üniteleri, sağlık izleme ve kalibrasyon üniteleri, kayıt cihazları (dijital baskı cihazları, grafik kaydediciler, osiloskoplar, nabız sayaçları vb.) yer almaktadır.

Cihazların işlevsel devreleri büyük ölçüde radyasyon dedektörlerinden ve ölçüm devresinin çıkışından gelen sinyallerin şekliyle belirlenir (darbe şeklinde - ayrı bir bilgi biçimi veya yavaş yavaş değişen bir akım (voltaj) şeklinde) ) - analog bir bilgi biçimi).

Ayrı bir giriş ve çıkış bilgisi biçimine sahip cihazlar, amplifikatörleri, standartlaştırıcıları ve darbe ayırıcılarını, ikili, ondalık ve diğer gösterim yöntemlerinde toplama ve belleğe sahip sayma ve analiz devrelerini içerebilir.

Radyasyon parametreleri hakkında bilgi taşıyan darbeler genlik, şekil ve ortaya çıkma süresi bakımından farklılık gösterebilir. Bu darbelerin ve parametrelerinin analiz cihazları kullanılarak ayrıştırılmasıyla, ortalama darbe tekrarlama hızına dayalı olarak yalnızca radyasyon akısı yoğunluğunu değil, aynı zamanda radyasyonun enerjisini, türünü ve uzaysal dağılımını da ölçmek mümkündür.

Analiz cihazları genellikle iki bilgi işleme modunda çalışır. İlk durumda, analizör belirtilen parametrelere sahip darbeleri seçer, ikincisinde ise sinyaller, bağlı olarak gruplar halinde seçilir. verilen parametreler seçim.

Analog giriş ve çıkış bilgisi olan cihazlarda elektrometrik ve çıkışlı DC yükselteçler kullanılır. DC'den AC'ye ön dönüşüm devreleri AC dönüştürücüleri ve amplifikatörleri kullanır.

Gerekli ölçüm aralığını belirli bir doğrulukla karşılamak için, analog tipte çıkış bilgisine sahip cihazlar, doğrusal ve doğrusal olmayan ölçeklere (logaritmik, doğrusal-logaritmik vb.) sahip gösterge ve kayıt cihazlarının yanı sıra dijital baskı cihazlı dijital voltmetreler kullanır.

Cihazların çıkışındaki bilgiler, girişteki bilginin biçimine bakılmaksızın ayrık veya analog olabilir.

Mevcut radyasyon dedektörlerinden (iyonizasyon odaları) gelen analog bilgiler, dozaj - yük kuantizasyonu yoluyla bir dizi cihazda ayrık bilgilere dönüştürülür.

Girişinde ayrık bilgi bulunan cihazların önemli bir kısmı analog çıkış bilgisine sahiptir; Bunlara radyometreler, röntgenometreler, ortalama darbe tekrarlama hızına sahip yoğunluk ölçerler dahildir.

Ölçüm sonuçları görsel olarak gözlemlenen sinyaller şeklinde sunulabilir (işaretçi aletlerin okumaları, bir osiloskop veya bilgisayar ekranında vb.); bir kayıt cihazı (nabız sayacı, kaydedici, dijital baskı cihazı vb.) tarafından kaydedilmiştir. Sinyaller telefonlar, ziller, sirenler vb. tarafından üretilen ses olabilir ve diğer cihazları kontrol etmek için kullanılabilir.

Maddeyle etkileşime girdiğinde her türlü radyasyon iyonizasyon ve uyarılmanın ortaya çıkmasına neden olur. Yüklü parçacıklar bu işlemlere doğrudan neden olur; gama ışınları emildiğinde, fotoelektrik etki, Compton etkisi veya çift oluşumu sonucu ortaya çıkan hızlı elektronlar tarafından iyonizasyon, nötronlar durumunda ise hızlı uçan çekirdekler tarafından iyonizasyon oluşturulur. Bu durumda, bir birincil parçacık yüzbinlerce iyonun ortaya çıkmasına neden olabilir, bu nedenle iyonizasyona eşlik eden ikincil etkiler (elektrik akımı, ışık parlaması, fotoğraf plakasının kararması vb.) Bir kişi tarafından fark edilebilir. doğrudan duyularının yardımıyla; bazen bu etkilerin gereken sayıda arttırılması gerekir. Dolayısıyla iyonlaşma, iyonlaştırıcı radyasyonun madde ile etkileşimi olgusunun bir tür yükselticisidir. Bu nedenle, tüm kayıt cihazlarının çalışması şu ya da bu şekilde madde atomlarının iyonizasyonunun ve uyarılmasının kullanılmasıyla bağlantılıdır.

Tarafından üretilen elektronlar çeşitli türler Ortamda etkileşimler engellenir ve enerjileri atomların iyonlaşmasına ve uyarılmasına harcanır. Ortaya çıkan iyonlar ve serbest elektronlar hızla yeniden birleşir, böylece yük çok kısa bir süre sonra kaybolur (gazlar için 10-5 saniye). Ortamda bir elektrik alanı yaratıldığında bu gerçekleşmez. Bu durumda yük taşıyıcıları alan boyunca bir yönde pozitif, diğer yönde negatif olacak şekilde sürüklenecektir. Yüklerin hareketi, yükün büyüklüğünün belirlenebildiği ölçülerek bir elektrik akımıdır.

Tam olarak böyle çalışıyor iyonizasyon odası. Gazla doldurulmuş kapalı bir hacimdir ve içinde iki tane bulunur. metal elektrot(Şekil 7.1). Elektrotlara bağlı elektrik voltajı. Bir γ-kuantumun bir madde ile etkileşimi sırasında oluşan bir elektronun geçişi sırasında, serbest yükler - iyonlar ve elektronlar - elektrotlara doğru sürüklenir ve devrede elektronun oluşturduğu yük ile orantılı bir akım darbesi belirir.

Pirinç. 7.1.

Ne yazık ki, düşük enerjili parçacıklar ve γ-kuantum tarafından oluşturulan elektronlardan gelen akım darbeleri çok küçüktür. Bunların doğru bir şekilde ölçülmesi zordur, bu nedenle iyonizasyon odaları, iyonizasyon odasından geçerken çok daha büyük akım darbeleri üreten α parçacıkları gibi ağır parçacıkları tespit etmek için kullanılır.

İyonizasyon odasının elektrotları üzerindeki voltajı arttırırsanız, bu olaya denir. gaz takviyesi. Bir elektrik alanında hareket eden serbest elektronlar, odayı dolduran gazın atomlarını iyonize etmeye yetecek enerjiyi elde eder. İyonlaştığında, bir elektron başka bir iyon-elektron çifti oluşturur, böylece toplam yük sayısı Şekil 2'de gösterildiği gibi ikiyle çarpılır. 7.2. Buna karşılık, yeni oluşan elektronlar da iyonlaşma yeteneğine sahiptir ve böylece yük tekrar tekrar artar. Özel bir elektrot formuyla gaz kazanç katsayısı 105'e ulaşabilir. Buradaki önemli gerçek, son yükün birincil yükle, dolayısıyla parçacık veya γ-kuantum tarafından oluşturulan elektronun enerjisiyle orantılı kalmasıdır. Bu nedenle bu tür cihazlara denir orantılı sayaçlar

Tipik olarak, ekseni boyunca ince bir metal telin, bir ipliğin çekildiği bir silindir şeklinde orantılı bir sayaç yapılır. Akım kaynağının negatif kutbu sayaç gövdesine, akım kaynağının pozitif kutbu ise dişe bağlanır. Böyle bir cihazda, elektrik alanı esas olarak ipliğin yakınında yoğunlaşır ve ipliğin yarıçapı ne kadar küçük olursa alan kuvvetinin maksimum değeri o kadar yüksek olur. Bu nedenle, gaz amplifikasyonu için gerekli olan yüksek alan güçleri, ölçüm cihazının gövdesi ile filaman arasındaki nispeten küçük potansiyel farklarıyla elde edilebilir.

Pirinç. 7.2.

Alınan oransal sayaçlar geniş kullanım Yüklü parçacıkların geçişi sırasında basitliği ve büyük akım darbeleri nedeniyle. Günümüzde orantısal sayaçlar esas olarak β-radyasyonunu, yumuşak γ-radyasyonunu, α-parçacıklarını ve nötronları kaydetmek için kullanılmaktadır. İncirde. 7.3 orantılı sayaçların ana türlerini sunar.

Pirinç. 7.3.

Oransal sayaç elektrik devresine iyonizasyon odasıyla aynı şekilde bağlanır. Ve ondan gelen elektriksel uyarılar kameradan gelenlerle aynı, yalnızca daha büyük boyutta. Görünüşe göre tek yapılması gereken, gaz amplifikasyonunun daha büyük olması için yeterince yüksek bir voltaj uygulamaktır ve oransal sayaç o kadar büyük darbeler üretecektir ki, daha fazla amplifikasyon olmadan onlarla çalışmak mümkün olacaktır. Ancak gerçekte durum böyle değildir. Gerçek şu ki, büyük gaz amplifikasyonları ile sayaç dengesiz bir şekilde çalışmaya başlar ve parçacık enerjisi ile darbe genliği arasındaki orantı bozulur.

Arızaları önlemek ve elektrik alanını dengelemek için sayacın çok dikkatli bir şekilde yapılması, elektrotlarının temizlenmesi ve parlatılması gerekir. Çapı milimetrenin yüzde biri ile ölçülen bir ipliği cilalamak çok zordur. Sayaçtaki elektrik alanı filaman boyunca eşit değilse, o zaman dürtü yalnızca parçacığın enerjisine değil, aynı zamanda doğal olarak istenmeyen bir durum olan sayaca giriş konumuna da bağlı olacaktır.

Bu nedenle, orantılı bir sayacın tasarımının, alanı dengelemek için içine ilave elektrotlar eklenerek sıklıkla karmaşık hale getirilmesi gerekir. Tüm bu karmaşıklıkların bir sonucu olarak, onlarca, yüzlerce ve hatta bazen binlerce kez gaz amplifikasyonuna sahip sayaçlar üretmek mümkündür, ancak bu çoğu zaman çok az olduğu için onlardan alınan darbelerle herhangi bir işlem yapılmadan çalışılabilir. sonraki amplifikasyon.

Sayacın elektrotları arasındaki voltajı daha da arttırırsak ne olacağını düşünelim. Bu durumda, yüklü bir parçacık sayaca çarptığında, pozitif elektroda yüksek hızda çarpan ve birkaç fotonu - ultraviyole radyasyon kuantumu - devre dışı bırakan son derece güçlü bir elektron çığı oluşur.

Negatif elektroda çarpan bu fotonlar yeni elektronları koparabilir, ikincisi tekrar pozitif elektroda vb. koşabilir. Sonuç olarak, sayaçta, yeni parçacıkların sayaca girip girmediğine bakılmaksızın sabit yoğunlukta yanacak olan, bağımsız olarak adlandırılan bir deşarj ortaya çıkar. (Işıklı reklamların neon tüplerinde deşarj tam da bu şekilde yanıyor.)

Sayacın kendisine çarpan her parçacığa tepki vermesi gerekiyor, dolayısıyla kimsenin bu çalışma moduna ihtiyacı yok. Ancak özel anahtarlama devreleri kullanılarak veya sayacın atmosferine bazı ağır gazlar eklenerek, bir parçacığın sayaca çarpmasıyla oluşan bağımsız boşalmanın çok kısa bir süre sonra kendiliğinden söneceği koşullar yaratmak mümkündür. Böylece sayaca giren her yeni parçacık, kısa süreli fakat oldukça güçlü bir akımın ortaya çıkmasına neden olacaktır.

Yukarıda açıklanan modda çalışan iyonlaştırıcı radyasyonun en yaygın dedektörü (sensörü) Geiger-Müller sayacı. Çalışma prensibi, iyonlaştırıcı parçacıkların geçişi sırasında gazda bir boşalmanın meydana gelmesine dayanmaktadır. Esas olarak kolayca iyonize olabilen neon ve argondan oluşan bir gaz karışımı, iki elektrotlu, iyi boşaltılmış, yalıtılmış bir silindire verilir ve bu silindire enerji verilir (cihaz β- ve γ-radyasyonunu tespit etmelidir). Silindir cam, metal vb. Olabilir. Tipik olarak sayaçlar radyasyonu tüm yüzeyleri boyunca algılar, ancak bu amaç için silindirde özel bir "pencere"ye sahip olanlar da vardır.

Elektrotlara yüksek voltaj uygulanır sen (Şekil 7.4), kendi başına herhangi bir deşarj olayına neden olmaz. Sayaç, gazlı ortamında bir iyonizasyon merkezi görünene kadar bu durumda kalacaktır - dışarıdan gelen iyonlaştırıcı bir parçacık tarafından üretilen iyon ve elektronların izi. Bir elektrik alanında hızlanan birincil elektronlar, gazlı ortamın diğer moleküllerini "yol boyunca" iyonize ederek giderek daha fazla yeni elektron ve iyon üretir. Bir çığ gibi gelişen bu süreç, elektrotlar arası alanda iletkenliğini keskin bir şekilde artıran bir elektron-iyon bulutunun oluşmasıyla sona erer. Sayacın gaz ortamında çıplak gözle bile görülebilen (kap şeffafsa) bir deşarj meydana gelir.

Pirinç. 7.4.

Ters işlem - halojen sayaçlar olarak adlandırılan gazlı ortamın orijinal durumuna geri dönmesi - kendi kendine gerçekleşir. Eylem, gaz ortamında küçük miktarlarda bulunan ve yoğun yük rekombinasyonuna katkıda bulunan halojenlerle (genellikle klor veya brom) devreye girer. Ancak bu süreç çok daha yavaştır. Bir Geiger sayacının radyasyon duyarlılığını eski haline getirmek ve aslında performansını belirlemek için gereken sürenin uzunluğu - "ölü" zaman - onun önemli bir özelliğidir. Örneğin, gaz deşarjlı bir Geiger-Müller sayacı için SBM-20-1 yazın, "ölü" zaman sen = 400 V, 190 R/μs'dir.

Geiger sayaçları en çok yanıt verebilecek kapasitededir farklı şekiller iyonlaştırıcı radyasyon - alfa, beta, gama, ultraviyole, x-ışını, nötron. Ancak sayacın gerçek spektral hassasiyeti büyük ölçüde tasarımına bağlıdır.

Bir Geiger-Müller sayacının darbe genliği birkaç on, hatta yüzlerce volta ulaşabilir. Bu tür dürtülerle herhangi bir güçlendirme olmadan çalışabilirsiniz. Ancak bu zafer yüksek bir bedelle kazanıldı. Gerçek şu ki, bir Geiger-Müller sayacındaki darbenin genliği yalnızca sayacın özellikleri ve elektrik devresinin parametreleri tarafından belirlenir ve birincil parçacığın türünden veya enerjisinden tamamen bağımsızdır.

Yalnızca birkaç çift iyon yaratan yavaş bir elektron ile birkaç bin iyon yaratan bir alfa parçacığından gelen uyarıların aynı olduğu ortaya çıktı. Bu nedenle Geiger-Muller sayaçları yalnızca düzgün radyasyon alanlarında uçan parçacıkların sayısını saymak için kullanılabilir, ancak türlerini ve enerjilerini belirlemek için kullanılamaz.

gayger sayacı

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

Ek bir elektronik devre sayaca güç sağlar (genellikle en az 300), gerekirse deşarjın iptal edilmesini sağlar ve sayaç üzerinden yapılan deşarjların sayısını sayar.

Geiger sayaçları kendi kendine sönmeyen ve kendi kendine sönen (harici bir deşarj sonlandırma devresi gerektirmeyen) olarak ikiye ayrılır.

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

Not

Şunu belirtmek gerekir ki, buna göre tarihsel nedenler Rusya ile arasında bir fark vardı İngilizce versiyonları bu ve sonraki terimler:

Ayrıca bakınız

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde “Geiger sayacının” ne olduğunu görün:

Geiger-Müller sayacı- Geigerio ir Miulerio skaitiklis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Geiger Müller sayacı; Geiger Müller sayaç tüpü vok. Geiger Müller Zählrohr, n; GM Zählrohr, n rus. Geiger Muller sayacı, m pranc. Geiger Müller'in bilgisayarı, m; tüp … Fizikos terminų žodynas

Geiger-Muller bit sayacı- - Konular Petrol ve gaz endüstrisi TR elektronik darbe yüksekliği analizörü… Teknik Çevirmen Kılavuzu

- ... Vikipedi

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

İyonlaştırıcı radyasyonun (a – ve b parçacıkları, g kuantumu, ışık ve x-ışını kuantumu, kozmik radyasyon parçacıkları vb.) tespit edilmesi için gaz boşaltma cihazı. Geiger-Müller sayacı, hermetik olarak kapatılmış bir cam tüptür. Teknoloji ansiklopedisi

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

Geiger sayacı, gaz deşarjlı parçacık dedektörü. Bir parçacık veya g kuantum hacmine girdiğinde tetiklenir. 1908 yılında Alman fizikçi H. Geiger tarafından icat edildi ve Alman fizikçi W. Muller ile birlikte geliştirildi. Geiger sayacı uygulandı... ... Modern ansiklopedi

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

- [ismiyle Almanca. fizikçiler H. Geiger (H. Geiger; 1882 1945) ve W. Muller (W. Muller; 1905 79)] radyoaktif ve diğer iyonlaştırıcı radyasyonun (a ve beta parçacıkları, kuantum, ışık ve x-ışını kuantumu, kozmik parçacıklar, radyasyon... ... Büyük Ansiklopedik Politeknik Sözlüğü

Sayaç, bir şeyi saymak için kullanılan bir cihazdır. Sayaç (elektronik) sürekli toplama kullanarak birbirini takip eden olayların sayısını (örneğin darbeler) saymak veya birikim derecesini belirlemek için kullanılan bir cihaz ... ... Vikipedi

Geiger sayacı radyasyonu ölçmek için ana sensördür. Gama, alfa, beta radyasyonu ve x-ışınlarını tespit eder. İyonizasyon odaları gibi diğer radyasyon tespit yöntemleriyle karşılaştırıldığında en yüksek hassasiyete sahiptir. Bu Asıl sebep yaygın dağılımıdır. Radyasyonu ölçmek için diğer sensörler çok nadiren kullanılır. Hemen hemen tüm radyasyon izleme cihazları Geiger sayaçlarına dayanmaktadır. Seri olarak üretiliyorlar ve çeşitli seviyelerde cihazlar var: askeri sınıf dozimetrelerden Çin tüketim mallarına kadar. Günümüzde radyasyon ölçümü için herhangi bir cihazın satın alınması sorun değildir.

Kısa bir süre öncesine kadar dozimetrik cihazların yaygın bir dağılımı yoktu. Böylece, 1986'da Çernobil kazası sırasında, nüfusun herhangi bir radyasyon izleme cihazına sahip olmadığı ortaya çıktı ve bu, bu arada, felaketin sonuçlarını daha da ağırlaştırdı. Aynı zamanda amatör radyo ve teknik yaratıcılık çevrelerinin yayılmasına rağmen Geiger sayaçları mağazalarda satılmadığından ev yapımı dozimetre yapmak imkansızdı.

Geiger sayaçları nasıl çalışır?

Bu, son derece basit çalışma prensibine sahip bir elektrikli vakum cihazıdır. Sensör radyoaktif radyasyon Boşaltılan inert gazla doldurulmuş, metal kaplamalı metal veya cam bir odadır. Odanın ortasına bir elektrot yerleştirilir. Odanın dış duvarları yüksek voltaj kaynağına (genellikle 400 volt) bağlanır. Dahili elektrot hassas amplifikatöre bağlanır. İyonlaştırıcı radyasyon (radyasyon) bir parçacık akışıdır. Kelimenin tam anlamıyla elektronları yüksek voltajlı katottan anot filamentlerine aktarırlar. Üzerinde basitçe bir amplifikatöre bağlanarak ölçülebilen bir voltaj indüklenir.

Geiger sayacının yüksek hassasiyeti çığ etkisinden kaynaklanmaktadır. Amplifikatörün çıkışta algıladığı enerji, iyonlaştırıcı radyasyon kaynağının enerjisi değildir. Bu, dozimetrenin kendisinin yüksek voltajlı güç kaynağının enerjisidir. Nüfuz eden parçacık yalnızca bir elektronu (metre tarafından tespit edilen bir akıma dönüşen bir enerji yükü) aktarır. Soy gazlardan oluşan bir gaz karışımı: elektrotlar arasına argon, neon verilir. Yüksek gerilim deşarjlarını söndürmek için tasarlanmıştır. Böyle bir deşarj meydana gelirse bu, sayacın hatalı çalışması olacaktır. Sonraki ölçüm devresi bu tür emisyonları göz ardı eder. Ayrıca yüksek voltajlı güç kaynağının da bunlardan korunması gerekir.

Geiger sayacındaki güç devresi, 400 voltluk bir çıkış voltajında ​​\u200b\u200bbirkaç mikroamperlik çıkış akımı sağlar. Besleme voltajının kesin değeri, her marka sayaç için teknik özelliklerine göre belirlenir.

Geiger sayacı özellikleri, hassasiyet, kaydedilen radyasyon

Bir Geiger sayacı kullanarak ayrıca kayıt yapabilirsiniz. yüksek doğruluk Gama ve beta radyasyonunu ölçün. Ne yazık ki radyasyonun türü doğrudan tespit edilemiyor. Bu, sensör ile incelenen nesne veya arazi arasına bariyerler kurularak dolaylı olarak yapılır. Gama ışınları oldukça şeffaftır ve arka planları değişmez. Dozimetre beta radyasyonu tespit ederse, o zaman uzaktan bile bir ayırıcı bariyer kurmak Ince tabaka metal beta parçacıklarının akışını neredeyse tamamen engelleyecektir.

Geçmişte yaygın olan DP-22 ve DP-24 kişisel dozimetre setleri Geiger sayaçlarını kullanmıyordu. Bunun yerine iyonizasyon odası sensörü kullanıldı, dolayısıyla hassasiyet çok düşüktü. Geiger sayaçlarını kullanan modern dozimetrik cihazlar binlerce kat daha hassastır. Güneş arka plan radyasyonundaki doğal değişiklikleri kaydetmek için kullanılabilirler.

Geiger sayacının dikkate değer bir özelliği, gerekli seviyeden onlarca ve yüzlerce kat daha yüksek hassasiyetidir. Tamamen korunan bir kurşun odasındaki sayacı açarsanız, büyük bir doğal radyasyon arka planı gösterecektir. Bu okumalar, çok sayıda laboratuvar testiyle doğrulanan ölçüm cihazının kendi tasarım hatası değildir. Bu tür veriler uzaydaki doğal radyasyon arka planının bir sonucudur. Deney sadece Geiger sayacının ne kadar hassas olduğunu gösteriyor.

Özellikle bu parametreyi ölçmek için teknik özellikler“İmp mikrosaniye sayacının hassasiyeti”nin değeri (mikrosaniye başına darbe) gösterilir. Bu dürtülerin sayısı arttıkça hassasiyet de artar.

Geiger sayacı, dozimetre devresi ile radyasyon ölçümü

Dozimetre devresi iki fonksiyonel modüle ayrılabilir: yüksek voltajlı güç kaynağı ve ölçüm devresi. Yüksek voltajlı güç kaynağı - analog devre. Dijital dozimetrelerdeki ölçüm modülü her zaman dijitaldir. Bu, karşılık gelen değeri cihaz ölçeğinde sayılar biçiminde görüntüleyen bir darbe sayacıdır. Radyasyon dozunu ölçmek için dakikadaki nabız sayısını, 10, 15 saniyelik veya diğer değerleri saymak gerekir. Mikrodenetleyici, darbe sayısını standart radyasyon birimlerinde dozimetre ölçeğinde belirli bir değere dönüştürür. İşte en yaygın olanları:

• X-ışını (genellikle mikro-X-ışını kullanılır);
• Sievert (mikrosievert - mSv);
• Gri, sevindim
• Mikrowatt/m2 cinsinden akı yoğunluğu.

Sievert, radyasyon için en popüler ölçüm birimidir. Tüm normlar bununla ilgilidir, ek yeniden hesaplamaya gerek yoktur. Rem, radyasyonun biyolojik nesneler üzerindeki etkisini belirleyen bir birimdir.

Gaz deşarjlı Geiger sayacının yarı iletken radyasyon sensörüyle karşılaştırılması

Geiger sayacı bir gaz boşaltma cihazıdır ve modern trend mikroelektronik - her yerde onlardan kurtulmak. Yarı iletken radyasyon sensörlerinin düzinelerce versiyonu geliştirilmiştir. Kaydeddikleri arka plan radyasyonunun seviyesi Geiger sayaçlarına göre önemli ölçüde daha yüksektir. Yarı iletken sensörün hassasiyeti daha kötüdür ancak başka bir avantajı daha vardır: verimlilik. Yarı iletkenler yüksek voltaj gücüne ihtiyaç duymazlar. Pille çalışan taşınabilir dozimetreler için çok uygundurlar. Diğer bir avantaj ise alfa parçacıklarının kaydedilmesidir. Sayacın gaz hacmi yarı iletken sensörden önemli ölçüde daha büyüktür, ancak boyutları taşınabilir ekipman için bile hala kabul edilebilir düzeydedir.

Alfa, beta ve gama radyasyonunun ölçümü

Gama radyasyonu ölçülmesi en kolay olanıdır. Bu Elektromanyetik radyasyon, bu bir foton akışıdır (ışık aynı zamanda bir foton akışıdır). Işıktan farklı olarak çok daha yüksek bir frekansa ve çok kısa bir dalga boyuna sahiptir. Bu onun atomlara nüfuz etmesini sağlar. Sivil savunmada gama radyasyonu delici radyasyondur. Evlerin, arabaların, çeşitli yapıların duvarlarından nüfuz eder ve yalnızca birkaç metrelik bir toprak veya beton tabakası tarafından tutulur. Gama kuantumunun kaydı, dozimetrenin güneşin doğal gama radyasyonuna göre kalibrasyonu ile gerçekleştirilir. Radyasyon kaynağı gerektirmez. Beta ve alfa radyasyonu ile bu tamamen farklı bir konudur.

İyonlaştırıcı radyasyon α (alfa radyasyonu) harici nesnelerden geliyorsa, neredeyse zararsızdır ve Helyum atomlarının çekirdek akışını temsil eder. Bu parçacıkların aralığı ve geçirgenliği, ortamın geçirgenliğine bağlı olarak birkaç mikrometre (maksimum milimetre) kadar küçüktür. Bu özelliğinden dolayı Geiger sayacı tarafından neredeyse hiç kaydedilmemektedir. Aynı zamanda alfa radyasyonunun kaydedilmesi de önemlidir, çünkü bu parçacıklar hava, yiyecek veya suyla vücuda nüfuz ettiğinde son derece tehlikelidir. Geiger sayaçları bunların tespiti için sınırlı ölçüde kullanılmaktadır. Özel yarı iletken sensörler daha yaygındır.

Beta parçacığı bir elektron olduğundan, beta radyasyonu Geiger sayacı tarafından mükemmel bir şekilde tespit edilir. Atmosferde yüzlerce metre uçabilir, ancak iyi emilir metal yüzeyler. Bu bakımdan Geiger sayacının mika pencereli olması gerekir. Metal hazne küçük bir duvar kalınlığından yapılmıştır. Dahili gazın bileşimi küçük bir basınç düşüşü sağlayacak şekilde seçilir. Beta radyasyon dedektörü uzak probun üzerine yerleştirilir. Bu tür dozimetreler günlük yaşamda pek yaygın değildir. Bunlar çoğunlukla askeri ürünlerdir.

Geiger sayaçlı kişisel dozimetre

Bu sınıftaki cihazlar, iyonizasyon odalı eski modellerin aksine oldukça hassastır. Birçok yerli üretici tarafından güvenilir modeller sunulmaktadır: Terra, MKS-05, DKR, Radex, RKS. Hepsi bu otonom cihazlar Veriler standart ölçü birimleriyle ekranda görüntülenir. Birikmiş radyasyon dozunu ve anlık arka plan seviyesini görüntülemek için bir mod vardır.

Umut verici bir yön, bir akıllı telefona ev tipi dozimetre eklenmesidir. Bu tür cihazlar yabancı üreticiler tarafından üretilmektedir. Zengin teknik yeteneklere sahiptirler; okumaları saklama, hesaplama, yeniden hesaplama ve radyasyonun günler, haftalar ve aylar boyunca toplanması işlevlerine sahiptirler. Şu ana kadar düşük üretim hacimleri nedeniyle bu cihazların maliyeti oldukça yüksek.

Ev yapımı dozimetreler, neden gerekli?

Geiger sayacı, dozimetrenin özel bir öğesidir ve hiçbir şekilde erişilemez. kendi emeğiyle. Ayrıca sadece dozimetrelerde bulunur veya radyo mağazalarında ayrı olarak satılır. Bu sensör mevcutsa, dozimetrenin diğer tüm bileşenleri çeşitli tüketici elektroniği parçalarından bağımsız olarak monte edilebilir: televizyonlar, anakartlar vb. Amatör radyo sitelerinde ve forumlarda artık yaklaşık bir düzine tasarım sunulmaktadır. Bunları toplamaya değer çünkü bunlar en kanıtlanmış seçeneklerdir. ayrıntılı kılavuzlar Kurulum ve devreye alma için.

Geiger sayacı anahtarlama devresi her zaman yüksek voltaj kaynağının varlığını ima eder. Sayacın tipik çalışma voltajı 400 volttur. Engelleyici bir jeneratör devresi kullanılarak elde edilir ve bu en çok karmaşık eleman Dozimetre diyagramları. Sayaç çıkışı düşük frekanslı bir amplifikatöre bağlanabilir ve hoparlördeki tıklamaları sayabilir. Böyle bir dozimetre, üretim için neredeyse hiç zamanın olmadığı acil durumlarda monte edilir. Teorik olarak Geiger sayacının çıkışı, bilgisayar gibi ev ekipmanlarının ses girişine bağlanabilir.

Hassas ölçümlere uygun ev yapımı dozimetrelerin tamamı mikrodenetleyiciler üzerine monte edilmiştir. Program ücretsiz erişimle hazır olarak yazıldığı için burada programlama becerilerine gerek yoktur. Buradaki zorluklar evde elektronik üretimi için tipiktir: baskılı devre kartı, radyo bileşenlerinin lehimlenmesi, muhafaza imalatı. Bütün bunlar küçük bir atölyede çözülüyor. Geiger sayaçlarından ev yapımı dozimetreler şu durumlarda yapılır:

• hazır bir dozimetre satın almak mümkün değildir;
• özel özelliklere sahip bir cihaza ihtiyacınız var;
• Bir dozimetre inşa etme ve kurma sürecini incelemek gerekir.

Ev yapımı bir dozimetre, başka bir dozimetre kullanılarak doğal arka plana göre kalibre edilir. Bu inşaat sürecini tamamlar.

Sorularınız varsa makalenin altındaki yorumlara bırakın. Biz veya ziyaretçilerimiz onlara cevap vermekten mutluluk duyacağız