A sugárzás regisztrálásának módszerei és technikai eszközei. A dozimetria ionizációs módszerei

Geiger számláló SI-8B (USSR) csillámablakkal lágy β-sugárzás mérésére. Az ablak átlátszó, alatta egy spirálhuzal elektróda látható, a másik elektróda a készülék teste

Sztori

Az elvet 1908-ban Hans Geiger javasolta; 1928-ban Walter Müller Geiger irányítása alatt a gyakorlatba ültette a készülék több változatát, amelyek a számláló által regisztrált sugárzás típusától függően eltérő kialakításúak voltak.

Eszköz

Ez egy gázzal töltött kondenzátor, amely áttöri, amikor egy ionizáló részecske áthalad egy térfogatú gázon. Egy további elektronikus áramkör látja el a mérőt tápellátással (általában legalább 300 V). Ha szükséges, biztosítja a kisülés elnyomását és a számlálón keresztül számolja a kisülések számát.

A Geiger-számlálók nem önkioltókra és önkioltókra oszthatók (nem igényelnek külső kisütés-lezáró áramkört).

Az ionizáló sugárzás gyenge fluxusainak Geiger-számlálóval történő mérésekor figyelembe kell venni a saját hátterét. Még vastag ólomárnyékolás esetén sem megy nullára a számlálási sebesség. A számláló spontán aktivitásának egyik oka a kozmikus sugárzás kemény komponense, amely jelentős csillapítás nélkül hatol át akár több tíz centiméternyi ólomon keresztül is, és főként müonokból áll. A Föld felszíne közelében minden négyzetcentiméteren percenként átlagosan körülbelül 1 müon repül át, miközben ezek Geiger-számlálóval történő regisztrálásának hatékonysága közel 100%. Egy másik háttérforrás maga a pult anyagainak radioaktív "szennyeződése". Ezenkívül a belső háttérhez jelentősen hozzájárul a számláló katódjáról spontán elektronkibocsátás.

Geiger-Muller számláló

D A sugárzás szintjének meghatározásához speciális eszközt használnak -. És a háztartási és a legtöbb professzionális dozimetrikus vezérlőkészülék ilyen eszközéhez érzékeny elemet használnak Geiger számlálócső . A radiométer ezen része lehetővé teszi a sugárzás szintjének pontos meghatározását.

A Geiger-számláló története

NÁL NÉL először 1908-ban született meg a radioaktív anyagok bomlásának intenzitásának meghatározására szolgáló készülék, amelyet egy német talált fel. Hans Geiger fizikus . Húsz évvel később egy másik fizikussal együtt Walter Müller a készüléket továbbfejlesztették, és e két tudós tiszteletére nevezték el.

NÁL NÉL az atomfizika fejlődésének és kialakulásának időszakában a volt Szovjetunióban is létrejöttek a megfelelő eszközök, amelyeket széles körben alkalmaztak a fegyveres erőkben, az atomerőművekben és a speciális sugárzásfigyelő csoportokban. polgári védelem. A múlt század hetvenes évei óta az ilyen doziméterek tartalmaztak egy Geiger-elvekre épülő számlálót, nevezetesen SBM-20 . Ez a számláló pontosan olyan, mint egy másik analógja STS-5 , a mai napig széles körben használatos, és része is modern eszközökkel dozimetriai ellenőrzés .

1. ábra. STS-5 gázkisülési számláló.

2. ábra. SBM-20 gázkisülési számláló.

A Geiger-Muller számláló működési elve

És A radioaktív részecskék regisztrálásának Geiger által javasolt ötlete viszonylag egyszerű. Az elektromos impulzusok megjelenésének elvén alapszik egy inert gáz közegben egy erősen töltött radioaktív részecske vagy egy elektromágneses rezgéskvantum hatására. A számláló hatásmechanizmusának részletesebb kifejtéséhez térjünk ki egy kicsit a kialakítására és a benne lezajló folyamatokra, amikor egy radioaktív részecske áthalad a készülék érzékeny elemén.

R a regisztráló eszköz egy zárt palack vagy tartály, amely inert gázzal van megtöltve, lehet neon, argon stb. Egy ilyen tartály készülhet fémből vagy üvegből, és a benne lévő gáz alacsony nyomású, ezt szándékosan teszik, hogy egyszerűsítsék a töltött részecske észlelésének folyamatát. A tartály belsejében két elektróda (katód és anód) található, amelyekre egy speciális terhelési ellenálláson keresztül nagy egyenfeszültséget vezetnek.

3. ábra. A Geiger-számláló bekapcsolására szolgáló eszköz és áramkör.

P A mérő inert gáz közegben történő aktiválásakor a közeg nagy ellenállása miatt nem történik kisülés az elektródákon, de a helyzet megváltozik, ha radioaktív részecske vagy elektromágneses rezgések kvantum jut be a készülék érzékeny elemének kamrájába. . Ilyenkor egy kellően nagy energiatöltésű részecske bizonyos számú elektront kiüt a legközelebbi környezetből, pl. a testelemektől vagy maguktól a fizikai elektródáktól. Az ilyen elektronok inert gáz környezetben, a katód és az anód közötti nagy feszültség hatására elkezdenek az anód felé mozogni, és útközben ionizálják ennek a gáznak a molekuláit. Ennek eredményeként kiütik a másodlagos elektronokat a gázmolekulákból, és ez a folyamat geometriai léptékben növekszik egészen addig, amíg az elektródák között lebomlik. Kisülési állapotban az áramkör nagyon rövid időre bezárul, és ez áramugrást okoz a terhelési ellenállásban, és ez az ugrás teszi lehetővé egy részecske vagy kvantum áthaladását a regisztrációs kamrán.

T Ez a mechanizmus lehetővé teszi egy részecske regisztrálását, azonban olyan környezetben, ahol az ionizáló sugárzás kellően intenzív, a regisztrálókamra gyors visszaállítása szükséges az eredeti helyzetébe, hogy meg lehessen határozni. új radioaktív részecske . Ezt kettővel érik el különböző utak. Ezek közül az első az elektródák feszültségellátásának rövid időre történő leállítása, ilyenkor az inert gáz ionizációja hirtelen leáll, és a tesztkamra új beépítése lehetővé teszi, hogy a felvételt az elejétől kezdjük. Ezt a típusú számlálót ún nem önkioltó dózismérők . A második típusú készülékek, nevezetesen az önkioltó doziméterek, működési elve az, hogy a közömbös gázkörnyezetbe különféle elemeken alapuló speciális adalékokat, például brómot, jódot, klórt vagy alkoholt adnak. Ebben az esetben jelenlétük automatikusan a kisülés megszűnéséhez vezet. A tesztkamra ilyen felépítésével terhelési ellenállásként néha több tíz megaohmos ellenállást használnak. Ez lehetővé teszi a kisülés során a potenciálkülönbség éles csökkentését a katód és az anód végein, ami leállítja a vezető folyamatot, és a kamra visszatér eredeti állapotába. Meg kell jegyezni, hogy az elektródák 300 V-nál kisebb feszültsége automatikusan leállítja a kisülés fenntartását.

Az egész leírt mechanizmus lehetővé teszi nagy mennyiségű radioaktív részecske regisztrálását rövid időn belül.

A radioaktív sugárzás fajtái

H hogy megértsük, mi van regisztrálva Geiger–Muller kontrázik , érdemes elidőzni azon, hogy milyen típusai léteznek. Azonnal érdemes megemlíteni, hogy a gázkisüléses mérőórák a többség részét képezik modern doziméterek, csak a radioaktív töltésű részecskék vagy kvantumok számát képesek regisztrálni, de nem tudják meghatározni sem azok energetikai jellemzőit, sem a sugárzás típusát. Ehhez a dozimétereket multifunkcionálisabbá és célzottabbá teszik, és a helyes összehasonlítás érdekében pontosabban meg kell érteni a képességeiket.

P ról ről modern ötletek A magfizikai sugárzás két típusra osztható, az első formájában elektromágneses mező , a második a formában részecskeáramlás (testes sugárzás). Az első típus lehet gamma-részecskék áramlása vagy röntgensugarak . Fő jellemzőjük, hogy képesek hullám formájában nagyon nagy távolságokra terjedni, miközben könnyen átjutnak különféle tárgyakon és könnyen behatolnak a legtöbb különféle anyagok. Például, ha egy személynek el kell rejtőznie a gamma-sugárzás áramlása elől, mivel atomrobbanás, majd egy ház vagy egy bombaóvóhely pincéjébe bújva, annak relatív tömítettségének függvényében, mindössze 50 százalékkal lesz képes megvédeni magát az ilyen típusú sugárzásoktól.

4. ábra. A röntgen- és gamma-sugárzás mennyisége.

T milyen típusú sugárzás impulzus jellegű, és a környezetben fotonok vagy kvantumok formájában történő terjedés jellemzi, azaz. rövid kitörések elektromágneses sugárzás. Az ilyen sugárzásnak különböző energia- és frekvenciakarakterisztikája lehet, például a röntgensugárzásnak ezerszer kisebb a frekvenciája, mint a gamma-sugárzásnak. Ezért a gamma-sugárzás sokkal veszélyesebb számára emberi testés hatásuk sokkal pusztítóbb.

És A korpuszkuláris elven alapuló sugárzás alfa és béta részecskék (testek). Egy nukleáris reakció eredményeként keletkeznek, amelynek során egyes radioaktív izotópok hatalmas mennyiségű energia felszabadulásával másokká alakulnak. Ebben az esetben a béta részecskék egy elektronfolyam, az alfa részecskék pedig sokkal nagyobb és stabilabb képződmények, amelyek két neutronból és két egymáshoz kötött protonból állnak. Valójában a hélium atom magja ilyen szerkezettel rendelkezik, így azt lehet állítani, hogy az alfa-részecskék áramlása a héliummagok áramlása.

A következő osztályozást fogadták el , az alfa-részecskéknek van a legkevésbé áthatoló képességük, hogy megvédjék magukat tőlük, a vastag karton is elég az embernek, a béta-részecskéknek nagyobb az áthatoló képességük, hogy az ember meg tudja védeni magát egy ilyen sugárzástól, fémvédelemre lesz szüksége. néhány milliméter vastag (például alumíniumlemez). Gyakorlatilag nincs védelem a gamma-kvantumokkal szemben, és jelentős távolságokra terjednek, elhalványulnak, ahogy távolodnak az epicentrumtól vagy a forrástól, és engedelmeskednek az elektromágneses hullámterjedés törvényeinek.

5. ábra. Alfa és béta típusú radioaktív részecskék.

Nak nek E három sugárzási típus energiamennyisége is eltérő, és közülük az alfa-részecske-fluxus a legnagyobb. Például, az alfa részecskék energiája hétezerszer nagyobb, mint a béta részecskék energiája , azaz átütő erő különféle típusok sugárzás, fordítottan arányos áthatoló erejükkel.

D az emberi szervezet számára leginkább veszélyes típus radioaktív sugárzást kell figyelembe venni gamma kvantumok , a nagy áthatolóerő miatt, majd leszálló, béta részecskék és alfa részecskék. Ezért elég nehéz meghatározni az alfa-részecskéket, ha ezt hagyományos számlálóval lehetetlen megmondani. Geiger – Muller, hiszen szinte minden tárgy akadályt jelent számukra, nem beszélve az üveg- vagy fémedényről. Egy ilyen számlálóval meg lehet határozni a béta részecskéket, de csak akkor, ha energiájuk elegendő ahhoz, hogy áthaladjon a számlálótartály anyagán.

Alacsony energiájú béta részecskékhez hagyományos számláló Geiger-Muller hatástalan.

O A gamma-sugárzáshoz hasonló helyzetben fennáll annak a lehetősége, hogy áthaladnak a tartályon anélkül, hogy ionizációs reakciót váltanának ki. Ehhez egy speciális képernyőt (sűrű acélból vagy ólomból) szerelnek be a mérőórákba, amely lehetővé teszi a gamma-sugarak energiájának csökkentését, és így aktiválja a kisülést az ellenkamrában.

A Geiger-Muller számlálók alapvető jellemzői és különbségei

TÓL TŐL ki is kell emelnie néhányat alapvető jellemzőiés a különféle felszerelt dózismérők közötti különbségek Geiger-Muller gázkisülési számlálók. Ehhez össze kell hasonlítania néhányat.

A leggyakoribb Geiger-Muller számlálók fel vannak szerelve hengeres vagy végérzékelők. A hengeresek hasonlóak egy hosszúkás hengerhez, kis sugarú cső formájában. A vég ionizációs kamra lekerekített vagy téglalap alakú. kis méretek, de jelentős végmunkafelülettel. Néha vannak olyan végkamrák, amelyek hosszúkás hengeres csővel rendelkeznek, és a végén egy kis bejárati ablak található. Különféle konfigurációk számlálók, azaz maguk a kamerák képesek regisztrálni különböző típusok sugárzás vagy ezek kombinációi (például gamma- és béta-sugarak kombinációi, vagy az alfa, béta és gamma teljes spektruma). Ez a mérőház speciális kialakításának, valamint az anyagnak köszönhetően válik lehetővé.

E A mérők rendeltetésszerű használatának másik fontos eleme az a bemeneti érzékelő elem területe és munkaterület . Más szóval, ez az a szektor, amelyen keresztül a számunkra érdekes radioaktív részecskék bejutnak és regisztrálnak. Minél nagyobb ez a terület, a számláló annál jobban képes lesz felfogni a részecskéket, és annál erősebb lesz a sugárzásra való érzékenysége. Az útlevéladatokban a munkafelület területe általában négyzetcentiméterben van feltüntetve.

E másik fontos mutató, amelyet a dózismérő jellemzői jelzik, az zajszint (impulzus per másodpercben mérve). Más szavakkal, ezt a mutatót nevezhetjük belső háttérértéknek. Laboratóriumban meghatározható, ehhez a készüléket egy jól védett, általában vastag ólomfalú helyiségbe, kamrába helyezik, és rögzítik a készülék által kibocsátott sugárzás mértékét. Nyilvánvaló, hogy ha egy ilyen szint elég jelentős, akkor ezek az indukált zajok közvetlenül befolyásolják a mérési hibákat.

Minden szakembernek és sugárzásnak van olyan jellemzője, mint a sugárzási érzékenység, amelyet impulzusok per másodpercben (imp/s), vagy impulzusok per mikroröntgenben (imp/µR) is mérnek. Egy ilyen paraméter, vagy inkább annak használata közvetlenül függ az ionizáló sugárzás forrásától, amelyre a számláló be van állítva, és amelyen további mérést végeznek. A hangolást gyakran források végzik, beleértve az olyan radioaktív anyagokat, mint a rádium - 226, a kobalt - 60, a cézium - 137, a szén - a 14 és mások.

E Egy másik mutató, amely alapján érdemes összehasonlítani a dozimétereket ionsugárzás detektálási hatékonyság vagy radioaktív részecskék. Ennek a kritériumnak az az oka, hogy nem minden, a dózismérő érzékeny elemén áthaladó radioaktív részecskét regisztrálnak. Ez akkor fordulhat elő, ha a gamma-sugárzás kvantum nem okozott ionizációt a számlálókamrában, vagy az áthaladó és ionizációt, kisülést okozó részecskék száma olyan nagy, hogy a készülék nem számolja őket megfelelően, illetve egyéb okok miatt. Egy adott doziméter ezen jellemzőjének pontos meghatározásához bizonyos radioaktív források, például plutónium-239 (alfa-részecskék) vagy tallium-204, stroncium-90, ittrium-90 (béta-sugárzó) felhasználásával tesztelik. egyéb radioaktív anyagok.

TÓL TŐL A következő szempont, amelyet figyelembe kell venni regisztrált energiatartomány . Bármely radioaktív részecske vagy sugárzási kvantum eltérő energetikai jellemzőkkel rendelkezik. Ezért a dozimétereket úgy tervezték, hogy ne csak egy bizonyos típusú sugárzást mérjenek, hanem a megfelelő energiajellemzőket is. Az ilyen mutatót megaelektronvoltban vagy kiloelektronvoltban (MeV, KeV) mérik. Például, ha a béta részecskék nem rendelkeznek elegendő energiával, akkor nem tudnak kiütni egy elektront a számlálókamrában, ezért nem lesznek regisztrálva, vagy csak a nagy energiájú alfa részecskék képesek áttörni a Geiger-Muller számláló testének anyaga és kiüt egy elektron.

És A fentiek alapján a sugárdózismérők modern gyártói a készülékek széles skáláját gyártják különféle célokra és meghatározott iparágakban. Ezért érdemes megfontolni a Geiger-számlálók speciális típusait.

Különféle lehetőségek Geiger-Muller számlál

P A doziméterek első változata a gamma-fotonok és a nagyfrekvenciás (kemény) béta-sugárzás regisztrálására és detektálására tervezett eszközök. A korábban gyártott és modern, például háztartási, és például professzionális sugárdózismérők szinte mindegyike erre a mérési tartományra készült. Az ilyen sugárzásnak elegendő energiája és nagy áthatolóereje van ahhoz, hogy a Geiger-számlálókamera regisztrálni tudja őket. Az ilyen részecskék és fotonok könnyen áthatolnak a pult falán és ionizációs folyamatot idéznek elő, amit a doziméter megfelelő elektronikus kitöltésével könnyen rögzíthetünk.

D Az ilyen típusú sugárzás regisztrálásához népszerű számlálók, mint pl SBM-20 , amelynek egy hengeres csőhenger formájú érzékelője koaxiálisan huzalozott katóddal és anóddal rendelkezik. Ezenkívül az érzékelőcső falai egyidejűleg katódként és házként is szolgálnak, és ezekből készülnek rozsdamentes acélból. Ennek a számlálónak a következő jellemzői vannak:

• az érzékeny elem munkaterületének területe 8 négyzetcentiméter;
• 280 impulzus / s vagy 70 impulzus / μR nagyságrendű sugárzási érzékenység a gamma-sugárzásra (a cézium - 137 vizsgálatot 4 μR / s sebességgel végezték);
• a doziméter belső háttere kb. 1 imp/s;
• Az érzékelőt úgy tervezték, hogy érzékelje a 0,05 MeV és 3 MeV közötti energiájú gamma-sugárzást, az alsó határ mentén pedig a 0,3 MeV energiájú béta részecskéket.

6. ábra. Geiger számlálókészülék SBM-20.

Nál nél ezt a számlálót Különféle módosítások történtek, pl. SBM-20-1 vagy SBM-20U , amelyek hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, de alapvető kialakításuk különbözik érintkező elemekés mérőkör. Ennek a Geiger-Muller számlálónak a többi változata, ezek az SBM-10, SI29BG, SBM-19, SBM-21, SI24BG is hasonló paraméterekkel rendelkeznek, ezek közül sok megtalálható a ma boltokban kapható háztartási sugárdózismérőkben. .

TÓL TŐL A sugárzási dózismérők következő csoportja regisztrálásra szolgál gamma-fotonok és röntgensugarak . Ha az ilyen eszközök pontosságáról beszélünk, akkor meg kell érteni, hogy a foton és a gamma-sugárzás olyan elektromágneses sugárzási kvantumok, amelyek fénysebességgel (körülbelül 300 000 km / s) mozognak, így egy ilyen objektum regisztrálása meglehetősen nehéz feladat.

Az ilyen Geiger-számlálók hatékonysága körülbelül egy százalék.

H Ennek növeléséhez a katód felületének növelése szükséges. Valójában a gamma kvantumokat közvetetten rögzítik, köszönhetően az általuk kiütött elektronoknak, amelyek később részt vesznek egy inert gáz ionizációjában. Ennek a jelenségnek a lehető leghatékonyabb előmozdítása érdekében speciálisan megválasztják az ellenkamra anyagát és falvastagságát, valamint a katód méreteit, vastagságát és anyagát. Itt az anyag nagy vastagsága és sűrűsége csökkentheti a regisztrációs kamra érzékenységét, a túl kicsi pedig lehetővé teszi, hogy a nagyfrekvenciás béta-sugárzás könnyen bejusson a kamerába, és növelje az eszköz számára természetes sugárzási zaj mértékét, ami elnyomja a gamma-kvantumok detektálásának pontosságát. Természetesen a pontos arányokat a gyártók választják ki. Valójában ezen az elven a dózismérőket gyártják Geiger-Muller számlál számára közvetlen meghatározás gamma-sugárzás a földön, míg egy ilyen eszköz kizárja a sugárzás és a radioaktív hatások egyéb típusainak meghatározását, ami lehetővé teszi a sugárszennyezettség és a szint pontos meghatározását negatív hatás személyenként csak a gammasugárzásra.

NÁL NÉL hengeres érzékelőkkel felszerelt háztartási doziméterek, a következő típusok vannak telepítve: SI22G, SI21G, SI34G, Gamma 1-1, Gamma - 4, Gamma - 5, Gamma - 7ts, Gamma - 8, Gamma - 11 és még sokan mások. Ezen túlmenően egyes típusoknál a bemeneti, végi, érzékeny ablakra speciális szűrő van beépítve, amely kifejezetten az alfa és béta részecskék levágására szolgál, és ezenkívül megnöveli a katód területét. hatékony meghatározás gamma kvantumok. Ezek az érzékelők közé tartoznak a Beta - 1M, Beta - 2M, Beta - 5M, Gamma - 6, Beta - 6M és mások.

H A cselekvésük elvének pontosabb megértése érdekében érdemes részletesebben megvizsgálni az egyik számlálót. Például egy végszámláló érzékelővel Béta - 2M , amelynek a munkaablak lekerekített formája van, ami körülbelül 14 négyzetcentiméter. Ebben az esetben a kobalt sugárzási érzékenysége - 60 körülbelül 240 impulzus / μR. Ez a típus A mérő nagyon alacsony önzajjal rendelkezik , ami nem több, mint 1 impulzus másodpercenként. Ez a vastag falú ólomkamrának köszönhető, amelyet viszont a 0,05 MeV és 3 MeV közötti energiájú fotonsugárzás érzékelésére terveztek.

7. ábra. Gammaszámláló vége Beta-2M.

A gamma-sugárzás meghatározásához teljesen lehetséges a gamma-béta impulzusok számlálói használata, amelyek a kemény (nagy frekvenciájú és nagy energiájú) béta részecskék és gamma-kvantumok kimutatására szolgálnak. Például az SBM modell 20. Ha ebben a doziméter modellben ki akarjuk zárni a béta részecskék regisztrálását, akkor elég egy ólomrácsot, vagy bármilyen más fém anyagból készült pajzsot beépíteni (az ólomszita a hatásosabb ). A legtöbb tervező ezt a legáltalánosabb módszert használja a gamma- és röntgensugarak számlálóinak létrehozásakor.

A "lágy" béta sugárzás regisztrálása.

Nak nek Mint korábban említettük, a lágy béta sugárzás (alacsony energiájú és viszonylag alacsony frekvenciájú sugárzás) regisztrálása meglehetősen nehéz feladat. Ehhez biztosítani kell a regisztrációs kamrába való könnyebb behatolásuk lehetőségét. Erre a célra egy speciális vékony munkaablakot készítenek, általában csillámból vagy polimer fóliából, amely gyakorlatilag nem akadályozza meg az ilyen típusú béta-sugárzás behatolását az ionizációs kamrába. Ebben az esetben maga az érzékelő teste katódként működhet, az anód pedig lineáris elektródák rendszere, amelyek egyenletesen vannak elosztva és szigetelőkre vannak felszerelve. A regisztrációs ablak a végváltozatban készül, és ebben az esetben csak egy vékony csillámfilm jelenik meg a béta részecskék útján. Az ilyen számlálókkal ellátott doziméterekben a gammasugárzást alkalmazásként, sőt, kiegészítő szolgáltatásként regisztrálják. És ha meg akar szabadulni a gamma-kvantumok regisztrációjától, akkor minimálisra kell csökkentenie a katód felületét.

8. ábra. Geiger számláló készülék.

TÓL TŐL Meg kell jegyezni, hogy a lágy béta részecskék meghatározására szolgáló számlálókat meglehetősen régen hozták létre, és sikeresen használták a múlt század második felében. Közülük a leggyakoribbak az ilyen típusú érzékelők voltak SBT10 és SI8B , amelyen vékony falú csillámos ablakok voltak. Több modern változat egy ilyen eszköz Béta 5 körülbelül 37 négyzetméteres munkaablakfelülettel rendelkezik, téglalap alakú csillám anyagból. Az érzékelő elem ilyen méreteinél a készülék körülbelül 500 impulzust / μR képes regisztrálni, ha kobalttal mérik - 60. Ugyanakkor a részecskék detektálási hatékonysága akár 80 százalék. Az eszköz további mutatói a következők: az önzaj 2,2 impulzus / s, az energiaérzékelési tartomány 0,05 és 3 MeV között van, míg a lágy béta sugárzás meghatározásának alsó küszöbe 0,1 MeV.

9. ábra. Béta-gamma számláló vége Beta-5.

És Természetesen érdemes megemlíteni Geiger-Muller számlál képes kimutatni az alfa-részecskéket. Ha a lágy béta sugárzás regisztrálása meglehetősen nehéz feladatnak tűnik, akkor az alfa-részecskék kimutatása még nehezebb, még nagy energiaindikátorok mellett is. nehéz feladat. Egy ilyen probléma csak a munkaablak vastagságának megfelelő csökkentésével oldható meg olyan vastagságra, amely elegendő lesz az alfa-részecske bejutásához az érzékelő regisztráló kamrájába, valamint a bemenet szinte teljes közelítésével. ablak az alfa-részecskék sugárzási forrására. Ennek a távolságnak 1 mm-nek kell lennie. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen eszköz automatikusan regisztrál minden más típusú sugárzást, ráadásul kellően magas hatásfokkal. Ennek van pozitív és negatív oldala is:

Pozitív - egy ilyen készülék a radioaktív sugárzás elemzésének legszélesebb körére használható

negatív - a megnövekedett érzékenység miatt jelentős mértékű zaj keletkezik, ami megnehezíti a beérkezett regisztrációs adatok elemzését.

Nak nek Ezen túlmenően, bár a csillám munkaablak túl vékony, növeli a számláló képességeit, de az ionizációs kamra mechanikai szilárdságának és tömítettségének rovására, különösen mivel maga az ablak meglehetősen nagy munkafelülettel rendelkezik. Összehasonlításképpen a fent említett SBT10 és SI8B számlálókban, amelyeknél a munkaablak felülete kb. 30 nm/cm, a csillámréteg vastagsága 13-17 µm, szükséges vastagság a 4-5 mikronos alfa-részecskék regisztrálásához a bejárati ablak legfeljebb 0,2 m2-es lehet, beszélgetünk az SBT9 számlálóról.

O A regisztrációs munkaablak nagy vastagságát azonban kompenzálhatja a radioaktív objektum közelsége, és fordítva, a csillámablak viszonylag kis vastagsága esetén lehetővé válik egy alfa-részecske regisztrálása 1-nél nagyobb távolságra. 2 mm. Érdemes példát hozni, 15 mikronig terjedő ablakvastagságnál az alfa-sugárzás forrásának megközelítése 2 mm-nél kisebb legyen, míg az alfa-részecskék forrása egy sugárzással rendelkező plutónium-239 emitter. energia 5 MeV. Folytassuk, 10 µm-es bemeneti ablakvastagságnál már 13 mm-es távolságból is lehet alfa-részecskéket regisztrálni, ha 5 µm vastagságú csillámablak készül, akkor az alfa-sugárzás rögzítése 24 mm-es távolság stb. Egy másik fontos paraméter, amely közvetlenül befolyásolja az alfa-részecskék kimutatásának képességét, az az energia jelző. Ha az alfa részecske energiája nagyobb, mint 5 MeV, akkor bármely típusú munkaablak vastagságához ennek megfelelően növekszik a regisztrációs távolsága, ha pedig az energia kisebb, akkor a távolságot csökkenteni kell, egészen a a lágy alfa sugárzás regisztrálásának teljes lehetetlensége.

E még egy fontos pont, ami lehetővé teszi az alfa-számláló érzékenységének növelését, ez a gamma-sugárzás regisztrálási képességének csökkenése. Ehhez elegendő a katód geometriai méreteit minimalizálni, és a gamma-fotonok áthaladnak a regisztrációs kamrán anélkül, hogy ionizációt okoznának. Egy ilyen intézkedés lehetővé teszi a gamma-sugárzás ionizációra gyakorolt ​​hatásának ezerszeres, sőt tízezerszeres csökkentését. Már nem lehet kiküszöbölni a béta-sugárzás hatását a regisztrációs kamrára, de van egy meglehetősen egyszerű kiút ebből a helyzetből. Először a teljes típusú alfa és béta sugárzást rögzítik, majd egy vastag papírszűrőt szerelnek be, és egy második mérést végeznek, amely csak a béta részecskéket regisztrálja. Az alfa-sugárzás értékét ebben az esetben a teljes sugárzás és a béta-sugárzás számításának külön mutatója közötti különbségként számítják ki.

Például , érdemes jellemzőket kínálni modern pult Beta-1, amely lehetővé teszi az alfa, béta, gamma sugárzás regisztrálását. Íme a mutatók:

• az érzékeny elem munkazónájának területe 7 m²/cm;
• a csillámréteg vastagsága 12 mikron (az alfa-részecskék hatékony érzékelési távolsága plutónium esetében 239, körülbelül 9 mm, kobalt esetében - 60, a sugárzás érzékenysége körülbelül 144 impulzus / mikroR);
• a sugárzás mérési hatékonysága az alfa részecskék esetében - 20% (plutónium esetében - 239), a béta részecskék esetében - 45% (tallium -204 esetén), és a gamma-kvantumok esetében - 60% (a stroncium - 90, ittrium - 90 összetételére);
• a doziméter saját háttere kb. 0,6 imp/s;
• Az érzékelőt úgy tervezték, hogy érzékelje a 0,05 MeV és 3 MeV közötti energiájú gamma-sugárzást, az alsó határ mentén pedig a 0,1 MeV-nál nagyobb energiájú béta-részecskéket, valamint az 5 MeV vagy annál nagyobb energiájú alfa-részecskéket.

10. ábra. Alfa-béta-gamma számláló vége Beta-1.

Nak nek Természetesen továbbra is meglehetősen széles kínálat létezik a szűkebb és professzionálisabb felhasználásra tervezett pultokból. Az ilyen eszközök számos további beállítással és opcióval rendelkeznek (elektromos, mechanikus, radiometrikus, klimatikus stb.), amelyek számos speciális kifejezést és funkciót tartalmaznak. Mi azonban nem fogunk rájuk összpontosítani. Valóban, hogy megértsük alapelvek akciók Geiger-Muller számlál , a fent leírt modellek elegendőek.

NÁL NÉL Fontos megemlíteni azt is, hogy vannak speciális alosztályok Geiger számlál , amelyeket kifejezetten annak meghatározására terveztek különféle fajták egyéb sugárzás. Például az ultraibolya sugárzás mennyiségének meghatározásához, a koronakisülés elvén működő lassú neutronok észleléséhez és meghatározásához, valamint egyéb, ehhez a témához nem közvetlenül kapcsolódó lehetőségeket nem veszik figyelembe.

Az atomenergiához kapcsolódó emberi tevékenység, valamint az ipar (ideértve a katonai) tevékenység környezeti következményeihez kapcsolódóan, a radioaktív anyagokat termékeik alkotórészeként vagy alapjaként használó ipar (ideértve a katonai) tevékenység környezeti következményeihez kapcsolódóan a sugárbiztonsági és sugárdozimetriai alapismeretek tanulmányozása egyre inkább irányadóvá válik. ma elég aktuális téma. A természetes ionizáló sugárforrások mellett évről évre egyre több helyen jelenik meg emberi tevékenység következtében sugárzással szennyezett. Így az Ön és szerettei egészségének megőrzése érdekében ismernie kell egy adott terület vagy tárgyak és élelmiszerek szennyezettségének mértékét. Ebben segíthet egy doziméter - egy olyan eszköz, amely az ionizáló sugárzás effektív dózisát vagy teljesítményét méri egy bizonyos ideig.

Mielőtt folytatná ennek az eszköznek a gyártását (vagy vásárlását), ismernie kell a mért paraméter természetét. Az ionizáló sugárzás (sugárzás) fotonokból, elemi részecskékből vagy atomok hasadási töredékeiből álló áramlat, amely képes egy anyagot ionizálni. Több típusra oszlik. alfa sugárzás alfa részecskék - hélium-4 atommagok - áramlata, a radioaktív bomlás során megszülető alfa részecskék egy papírlappal könnyen megállíthatók, így főként a szervezetbe kerülve jelent veszélyt. béta sugárzás- ez a béta-bomlásból származó elektronok áramlása, az 1 MeV-ig terjedő energiájú béta részecskék elleni védelemhez elég egy pár milliméter vastag alumíniumlemez. Gamma sugárzás sokkal nagyobb áthatoló ereje van, mivel nagy energiájú fotonokból áll, amelyeknek nincs töltése, a több centiméteres rétegű nehéz elemek (ólom stb.) hatékonyak a védelemben. Minden típusú ionizáló sugárzás áthatoló ereje az energiától függ.

A Geiger-Muller számlálókat elsősorban az ionizáló sugárzás regisztrálására használják. Ez az egyszerű és hatékony eszköz általában egy belülről fémezett fém- vagy üveghenger, és ennek a hengernek a tengelye mentén egy vékony fémszál van kifeszítve, maga a palack ritka gázzal van megtöltve. A működési elv az ütési ionizáción alapul. Amikor ionizáló sugárzás éri a pult falát, az elektronok kiütődnek belőle, a gázban mozgó és gázatomokkal ütköző elektronok kiütik az atomokból az elektronokat, és pozitív ionokat és szabad elektronokat hoznak létre. A katód és az anód közötti elektromos tér olyan energiákra gyorsítja az elektronokat, amelyeknél az ütközési ionizáció megindul. Ionok lavina keletkezik, ami az elsődleges hordozók szaporodásához vezet. Megfelelően nagy térerősség mellett ezeknek az ionoknak az energiája elegendő ahhoz, hogy független kisülést fenntartani képes másodlagos lavinákat generáljanak, aminek következtében a számlálón átmenő áram erősen megnő.

Nem minden Geiger-számláló képes minden típusú ionizáló sugárzás regisztrálására. Alapvetően egy sugárzásra érzékenyek - alfa-, béta- vagy gamma-sugárzásra, de gyakran bizonyos mértékig más sugárzást is képesek érzékelni. Így például az SI-8B Geiger számlálót a lágy béta sugárzás érzékelésére tervezték (igen, a részecskék energiájától függően a sugárzás lágyra és keményre osztható), de ez az érzékelő némileg érzékeny az alfa sugárzásra is. és gamma-sugárzás.

A cikk dizájnjához közelítve azonban a legegyszerűbb, természetesen hordozható Geiger-számláló, vagy inkább doziméter elkészítése a feladatunk. Ennek az eszköznek a gyártásához csak az SBM-20-at sikerült beszereznem. Ezt a Geiger-számlálót a kemény béta- és gamma-sugárzás regisztrálására tervezték. A legtöbb más mérőhöz hasonlóan az SBM-20 is 400 voltos feszültségen működik.

Az SBM-20 Geiger-Muller számláló főbb jellemzői (táblázat a referenciakönyvből):

Ez a számláló viszonylag alacsony pontossággal méri az ionizáló sugárzást, de elegendő az ember számára megengedett sugárzási dózis túllépésének meghatározásához. Az SBM-20-at jelenleg sok háztartási dózismérőben használják. A teljesítmény javítása érdekében gyakran több csövet használnak egyszerre. A gamma-sugárzás mérési pontosságának növelésére pedig a dozimétereket béta sugárzási szűrőkkel látják el, ebben az esetben a doziméter csak a gammasugárzást regisztrálja, de meglehetősen pontosan.

A sugárdózis mérésekor több olyan tényezőt is figyelembe kell venni, amelyek fontosak lehetnek. Még az ionizáló sugárzás forrásainak teljes hiányában is a Geiger-számláló bizonyos számú impulzust ad. Ez az úgynevezett egyedi számláló háttér. Ez több tényezőt is magában foglal: magának a számlálónak az anyagainak radioaktív szennyeződését, a számláló katódjáról spontán elektronkibocsátást és a kozmikus sugárzást. Mindez időegységenként bizonyos mennyiségű "extra" impulzusokat ad.

Tehát egy egyszerű doziméter sémája az SBM-20 Geiger-számlálón alapul:

Az áramkört kenyérsütőtáblára állítom össze:

Az áramkör nem tartalmaz szűkös alkatrészeket (kivéve természetesen magát a mérőt), és nem tartalmaz programozható elemeket (mikrokontrollereket), amelyek lehetővé teszik az áramkör rövid időn belüli összeállítását, különösebb nehézségek nélkül. Az ilyen dózismérő azonban nem tartalmaz skálát, és a sugárdózist füllel kell meghatározni a kattintások számával. Mint ez klasszikus változat. Az áramkör egy 9 voltos - 400 voltos feszültségátalakítóból áll.

Az NE555 chipen multivibrátor készül, amelynek frekvenciája körülbelül 14 kHz. A működési frekvencia növelése érdekében az R1 ellenállás értékét körülbelül 2,7 kOhm-ra csökkentheti. Ez akkor hasznos, ha az Ön által választott (vagy esetleg elkészített) fojtó nyikorogni fog - a működési gyakoriság növekedésével a nyikorgás eltűnik. Az L1 induktorra 1000 - 4000 μH névleges teljesítményre van szükség. A leggyorsabb módja annak, hogy megfelelő fojtót találjunk leégett helyen energiatakarékos izzó. Ilyen fojtótekercset használnak az áramkörben, a fenti képen egy magra van feltekerve, amelyet általában impulzustranszformátorok készítésére használnak. A T1 tranzisztor bármilyen más n-terű csatornát használhat, legalább 400 voltos, de lehetőleg nagyobb feszültségforrással. Egy ilyen konverter csak néhány milliamper áramot ad 400 voltos feszültség mellett, de ez elegendő ahhoz, hogy a Geiger-számláló többször működjön. A feltöltött C3 kondenzátor áramkörének áramellátásának kikapcsolása után az áramkör még körülbelül 20-30 másodpercig fog működni, figyelembe véve kis kapacitású. A VD2 szupresszor a feszültséget 400 V-ra korlátozza. A C3 kondenzátort legalább 400-450 voltos feszültséghez kell használni.

Bármilyen piezo hangszóró vagy hangszóró használható Ls1-ként. Ionizáló sugárzás hiányában nem folyik áram az R2 - R4 ellenállásokon (a képen öt ellenállás van a kenyérsütőtáblán, de teljes ellenállásuk megfelel az áramkörnek). Amint a megfelelő részecske belép a Geiger-számlálóba, a gáz ionizációja megtörténik az érzékelő belsejében, és ellenállása meredeken csökken, aminek következtében áramimpulzus lép fel. A C4 kondenzátor levágja az állandó részt, és csak áramimpulzust ad át a hangszórónak. Kattanást hallunk.

Esetemben a régi telefonokból két akkumulátort használnak áramforrásként (kettőt, mivel az alkalmazott elemalap miatt a szükséges teljesítménynek 5,5 V-nál nagyobbnak kell lennie az áramkör elindításához).

Tehát az áramkör működik, időnként kattog. Most hogyan kell használni. A legegyszerűbb lehetőség - kicsit kattan - minden rendben, gyakran vagy akár folyamatosan kattint - rossz. Egy másik lehetőség az, hogy hozzávetőlegesen megszámolja a percenkénti impulzusok számát, és a kattintások számát mikroR / h-ra konvertálja. Ehhez ki kell venni a Geiger-számláló érzékenységi értékét a referenciakönyvből. A különböző források azonban mindig kissé eltérő számokkal rendelkeznek. Ideális esetben a kiválasztott Geiger-számlálóhoz laboratóriumi méréseket kell végezni referencia sugárforrásokkal. Tehát az SBM-20 esetében az érzékenység értéke 60 és 78 impulzus / μR között változik a különböző források és referenciakönyvek szerint. Tehát kiszámoltuk az impulzusok számát egy percben, majd ezt a számot megszorozzuk 60-al, hogy megközelítsük az egy óra alatti impulzusok számát, és mindezt elosztjuk az érzékelő érzékenységével, azaz 60-zal vagy 78-al, vagy bármivel, amit kapunk. közelebb kerül a valósághoz, és ennek eredményeként az értéket µR/h-ban kapjuk. A megbízhatóbb érték érdekében több mérést kell végezni, és ezek között ki kell számítani a számtani átlagot. A biztonságos sugárzási szint felső határa körülbelül 20-25 mikroR/óra. A megengedett szint körülbelül 50 μR / h. NÁL NÉL különböző országok számok változhatnak.

P.S. Ennek a témának a megfontolására egy cikk a helyiségekbe, vízbe stb. behatoló radongáz koncentrációjáról szóló cikk késztetett. ban ben különböző régiókban ország és forrásai.

A rádióelemek listája

Kijelölés	Típusú	Megnevezés	Mennyiség	jegyzet	Pontszám	A jegyzettömböm
IC1	Programozható időzítő és oszcillátor	NE555	1			Jegyzettömbhöz
T1	MOSFET tranzisztor	IRF710	1			Jegyzettömbhöz
VD1	egyenirányító dióda	1N4007	1			Jegyzettömbhöz
VD2	Védő dióda	1V5KE400CA	1			Jegyzettömbhöz
C1, C2	Kondenzátor	10 nF	2			Jegyzettömbhöz
C3	elektrolit kondenzátor	2,7 uF	1			Jegyzettömbhöz
C4	Kondenzátor	100 nF	1	400V

Sugárbiztonság és a szennyezettség mértéke környezet nem zavarta a világ országainak sok polgárát egészen addig a pillanatig, amikor olyan katasztrofális események történtek, amelyek több száz és ezer ember életét és egészségét követelték. A sugárszennyezés szempontjából a legtragikusabbak Fukusima, Nagaszaki és csernobili katasztrófa. Ezek a területek és a hozzájuk kapcsolódó történetek ma is minden ember emlékezetében tárolódnak, és olyan tanulságot jelentenek, amely külpolitikai helyzettől és szinttől függetlenül pénzügyi jólét A sugárbiztonság miatt mindig érdemes aggódni. Tudni kell, hogy a Geiger-számláló mely részecskéket regisztrálja, milyen megelőző mentési intézkedéseket kell alkalmazni, ha katasztrófa történik.

Mire használható a Geiger-számláló? A többszörös miatt ember okozta katasztrófákés a levegő sugárzási szintjének kritikus növekedése az elmúlt néhány évtizedben, az emberiség egyedi és maximálisan feltalált és feltalált. praktikus készülékek részecskék regisztrálásához Geiger-számláló segítségével háztartási és ipari használatra. Ezek az eszközök lehetővé teszik a sugárszennyezettség mértékének mérését, valamint a szennyezettség helyzetének statikus ellenőrzését egy területen vagy területen, figyelembe véve a időjárás, földrajzi helyés az éghajlati ingadozások.

Mi a Geiger-számláló működési elve? Vásároljon dozimétert még ma háztartás típusa a Geiger számlálókészüléket pedig bárki meg tudja csinálni. Megjegyzendő, hogy olyan körülmények között, amikor a sugárzás lehet természetes és mesterséges is, az embernek folyamatosan figyelemmel kell kísérnie otthonában a sugárzási hátteret, valamint pontosan tudnia kell, hogy a Geiger-számláló mely részecskéket regisztrálja, a megelőző védelem módszereiről és módszereiről. ionizáló anyagoktól és . Tekintettel arra, hogy a sugárzást az ember speciális felszerelés nélkül nem láthatja, nem érezheti, sok ember gyanú nélkül is hosszan fertőzött lehet.

Milyen sugárzástól kell Geiger számláló?

Fontos emlékeztetni arra, hogy a sugárzás különböző lehet, attól függ, milyen töltött részecskékből áll, és milyen messze terjedt el a forrásától. Mire való a Geiger számláló? Például a sugárzás alfa-részecskéi nem tekinthetők veszélyesnek és agresszívnek az emberi szervezetre nézve, de hosszabb expozíció esetén bizonyos betegségekhez, jóindulatú daganatokhoz és gyulladásokhoz vezethetnek. A béta-sugárzást tartják a legveszélyesebbnek és az emberi egészségre károsabbnak. A Geiger-számláló működési elve pontosan a levegőben lévő ilyen részecskék mérésére irányul.

A béta töltések előállíthatók mesterségesen az atomerőművek vagy vegyi laboratóriumok működése eredményeként, valamint természetes módon, vulkáni kőzetek és más földalatti források révén. Egyes esetekben a levegőben lévő béta típusú ionizáló elemek nagy koncentrációja rákhoz, jóindulatú daganatokhoz, fertőzésekhez, nyálkahártya hámláshoz, pajzsmirigy- és csontvelői rendellenességekhez vezethet.

Mi az a Geiger-számláló, és hogyan működik a Geiger-számláló? Ez egy speciális készülék neve, amely háztartási és professzionális típusú doziméterekkel és radiométerekkel van felszerelve. A Geiger-számláló a doziméter érzékeny eleme, amely bizonyos érzékenységi szint beállítása mellett segít meghatározni az ionizáló anyagok koncentrációját a levegőben egy adott időtartam alatt.

A Geiger-számlálót, amelynek fotója fent látható, először Walter Müller tudós találta fel és tesztelte a gyakorlatban a huszadik század elején. A Geiger-számláló előnyeit és hátrányait a jelenlegi generációk értékelhetik. Ezt az eszközt eddig széles körben használták a mindennapi életben és az ipari területen. Egyes kézművesek saját Geiger pultot is készítenek.

Továbbfejlesztett sugárzási dózismérők

El kell mondanunk, hogy a Geiger-számláló és a doziméter feltalálása óta napjainkig ezek az univerzális eszközök számos fejlesztési és korszerűsítési szakaszon mentek keresztül. Ma már az ilyen eszközökkel nemcsak otthoni vagy munkahelyi háttérsugárzást lehet ellenőrizni, hanem optimalizáltabb és továbbfejlesztett modelleket is alkalmazhatunk, amelyek segítenek mérni a sugárzás szintjét az atomerőművekben, valamint a tanfolyamon. katonai műveletekről.

Modern módszerek A Geiger-számláló alkalmazásai nemcsak a levegőben lévő ionizáló anyagok teljes mennyiségének rögzítését teszik lehetővé egy bizonyos időtartam alatt, hanem a sűrűségükre, töltési fokukra, a sugárzás típusára és a sugárzásra gyakorolt ​​hatás jellegére is reagálni lehet. a felület.

Például a Geiger-számlálók háztartási vagy személyes használatra történő kijelölése nem igényel továbbfejlesztett képességeket, mivel ezeket általában háztartási használatraés a sugárzási háttér ellenőrzésére szolgálnak a házban, élelmiszereken, ruházaton vagy építőanyagok, amely potenciálisan tartalmazhat egy bizonyos töltési szintet. Azonban az ipari és professzionális doziméterek komolyabb és összetettebb sugárzási kibocsátások teszteléséhez szükségesek és szolgálnak állandó módon az atomerőművek sugárterének ellenőrzése, kémiai laboratóriumok vagy atomerőművek.

hívj most
és szabadulj
szaktanácsadás

kap

Figyelembe véve azt a tényt, hogy sokan modern országok ma van egy erős atomfegyver A bolygó minden emberének rendelkeznie kell professzionális doziméterekkel és Geiger-számlálókkal, hogy időben ellenőrizni tudja a sugárzási mezőt, és vészhelyzet vagy katasztrófa esetén megmentse saját és szerettei életét. Hasznos előzetesen tanulmányozni a Geiger-számláló előnyeit és hátrányait is.

Érdemes elmondani, hogy a Geiger-számlálók működési elve nemcsak a sugárzás intenzitására és a levegőben lévő ionizáló részecskék számára reagál, hanem lehetővé teszi az alfa-sugárzás és a béta-sugárzás elkülönítését is. Mivel a béta-sugárzást tartják a legagresszívebbnek és legerősebbnek töltés- és ionkoncentrációjával, a tesztelésére szolgáló Geiger-számlálókat speciális ólomból vagy acélból készült bilincsekkel borítják, hogy kigyomlálják a felesleges elemeket, és ne károsítsák a berendezést a tesztelés során.

A különféle sugárzási áramlások kiszűrésének és szétválasztásának képessége ma már sok ember számára lehetővé tette, hogy kiváló minőségű dozimétereket használjanak, hogy a lehető legvilágosabban kiszámítsák egy adott terület különféle típusú sugárzási elemekkel való szennyezettségének veszélyét és mértékét.

Miből készül a Geiger-számláló?

Hol használják a Geiger-számlálót? Mint fentebb említettük, a Geiger-számláló nem külön elem, hanem vezető és fő elemként szolgál a doziméter tervezésében. Szükséges a legmagasabb minőség és pontos ellenőrzés sugárzási háttér egy adott területen.

Azt kell mondani, hogy a Geiger-számláló viszonylag egyszerű eszközkialakítással rendelkezik. Általában a kialakítása a következő jellemzőkkel rendelkezik.

A Geiger-számláló egy inert gázt tartalmazó kis tartály. gázként különböző gyártók használat különböző elemekés anyagok. A Geiger-számlálókat a lehető leggyakrabban argonnal, neonnal vagy e két anyag keverékével töltött hengerekkel állítják elő. Érdemes elmondani, hogy a mérőpalackot megtöltő gáz minimális nyomás alatt van. Erre azért van szükség, hogy ne legyen feszültség a katód és az anód között, és ne keletkezzen elektromos impulzus.

A katód a teljes számláló kialakítása. Az anód egy vezeték ill fém csatlakozás a henger és a doziméter fő szerkezete között, az érzékelőhöz csatlakoztatva. Megjegyzendő, hogy bizonyos esetekben a sugárzási elemekre közvetlenül reagáló anód speciálisan gyártható. védőbevonat, amely lehetővé teszi az anódon áthatoló és a végső mérést befolyásoló ionok szabályozását.

Hogyan működik a Geiger-számláló?

Miután tisztáztuk a Geiger-számláló kialakításának főbb pontjait, érdemes röviden ismertetni a Geiger-számláló működési elvét. Elrendezésének egyszerűsége miatt működése és működése is rendkívül könnyen magyarázható. A Geiger-számláló a következőképpen működik:

1. Amikor a dozimétert a katód és az anód között bekapcsoljuk, egy ellenállás segítségével megnövekszik az elektromos feszültség. A feszültség azonban nem csökkenhet működés közben, mivel a mérőpalack inert gázzal van megtöltve.
2. Amikor egy töltött ion eléri az anódot, az inert gázzal keveredni kezd, hogy ionizálódjon. Így a sugárzó elem egy érzékelő segítségével van rögzítve, és befolyásolhatja a sugárzási háttér mutatóit az ellenőrzött területen. A teszt végét általában egy Geiger-számláló jellegzetes hangja jelzi.

Amint fentebb említettük, a Geiger-számlálók egyes anódjaival készülnek speciális bevonat. Az ilyen intézkedésekre azért van szükség, hogy a számláló csak a béta-sugárzást rögzítse a legjobb minőségben, és reagáljon az emberi szervezetre legveszélyesebb töltött részecskékre.

Az ellenőrizetlen ionizáló sugárzás bármilyen formában veszélyes. Ezért szükség van a nyilvántartására, nyomon követésére és elszámolására. A mesterséges intelligencia regisztrálásának ionizációs módszere az egyik olyan dozimetriai módszer, amely lehetővé teszi, hogy tisztában legyen a valós sugárzási helyzettel.

Mi az ionizációs módszer a sugárzás regisztrálására?

Ez a módszer az ionizációs hatások regisztrálásán alapul. Az elektromos tér megakadályozza az ionok rekombinációját, és mozgásukat a megfelelő elektródákhoz irányítja. Ez lehetővé teszi az ionizáló sugárzás hatására képződött ionok töltésének nagyságának mérését.

Érzékelők és jellemzőik

Az ionizációs módszerben detektorként a következőket használják:

• ionizációs kamrák;
• Geiger-Muller számlálók;
• arányos számlálók;
• félvezető detektorok;
• satöbbi.

A félvezető detektorok kivételével minden detektor gázzal töltött palack, amelybe két elektróda van szerelve, rájuk kapcsolt egyenfeszültséggel. Az ionok az elektródákon gyűlnek össze, amelyek az ionizáló sugárzás gázhalmazállapotú közegen való áthaladása során keletkeznek. negatív ionok az anódra, pozitív pedig a katódra mozog, ionizációs áramot képezve. Értékével megbecsülhető a regisztrált részecskék száma és meghatározható a sugárzás intenzitása.

A Geiger-Muller számláló működési elve

A számláló működése ütési ionizáción alapul. A gázban mozgó elektronok (amelyeket a sugárzás kiüt, amikor a pult falának ütköznek) ütköznek az atomjaival, kiütik belőlük az elektronokat, aminek következtében szabad elektronok és pozitív ionok keletkeznek. A katód és az anód között létezik elektromos mező olyan gyorsulást ad a szabad elektronoknak, amely elegendő az ütközési ionizáció elindításához. Ennek a reakciónak az eredményeként nagyszámú ionok a számlálón keresztüli áram éles növekedésével és feszültségimpulzussal, amelyet a rögzítőeszköz rögzít. Ezután a lavinakibocsátás megszűnik. Csak ezután lehet regisztrálni a következő részecskét.

Az ionizációs kamra és a Geiger-Muller számláló közötti különbség.

A gázszámláló (Geiger-számláló) másodlagos ionizációt alkalmaz, ami az áram nagy gázerősítését hozza létre, ami azért következik be, mert az ionizáló anyag által létrehozott mozgó ionok sebessége olyan nagy, hogy új ionok keletkeznek. Ők viszont ionizálni is tudják a gázt, ezáltal fejlesztve a folyamatot. Így minden részecske 10 6-szor több iont termel, mint amennyi egy ionizációs kamrában lehetséges, így lehetővé válik az alacsony intenzitású ionizáló sugárzás mérése is.

Félvezető detektorok

A félvezető detektorok fő eleme egy kristály, és a működési elve csak annyiban tér el az ionizációs kamrától, hogy az ionok a kristály vastagságában jönnek létre, és nem a gázrésben.

Példák ionizációs regisztrációs módszereken alapuló doziméterekre

Az ilyen típusú modern eszköz a 27012 klinikai doziméter ionizációs kamra készlettel, amely ma szabvány.

Az egyedi doziméterek közül a KID-1, KID-2, DK-02, DP-24 stb., valamint az ID-0.2, amely a fent említettek modern analógja, széles körben elterjedt.