Metode și mijloace tehnice de înregistrare a radiațiilor. Metode de ionizare de dozimetrie

Contor Geiger SI-8B (URSS) cu o fereastră de mica pentru măsurarea radiațiilor β moi. Fereastra este transparentă, sub ea se vede un electrod spiralat, celălalt electrod este corpul dispozitivului

Poveste

Principiul a fost propus în 1908 de Hans Geiger; în 1928, Walter Müller, lucrând sub conducerea lui Geiger, a pus în practică mai multe versiuni ale dispozitivului, care diferă ca design în funcție de tipul de radiație pe care îl înregistra contorul.

Dispozitiv

Este un condensator umplut cu gaz, care se sparge atunci când o particulă ionizantă trece printr-un volum de gaz. Un circuit electronic suplimentar oferă contorului putere (de obicei, cel puțin 300 de volți). Dacă este necesar, asigură suprimarea descărcării și numără numărul de descărcări prin contor.

Contoarele Geiger sunt împărțite în neauto-stingere și auto-stingere (nu necesită un circuit extern de terminare a descărcarii).

La măsurarea fluxurilor slabe de radiații ionizante cu un contor Geiger, este necesar să se țină cont de propriul fond. Chiar și în ecranul de plumb gros, rata de numărare nu ajunge niciodată la zero. Unul dintre motivele acestei activități spontane a contorului este componenta dura a radiației cosmice, care pătrunde fără atenuare semnificativă chiar și prin zeci de centimetri de plumb și este formată în principal din muoni. O medie de aproximativ 1 muon pe minut zboară prin fiecare centimetru pătrat de lângă suprafața Pământului, în timp ce eficiența înregistrării lor cu un contor Geiger este de aproape 100%. O altă sursă de fundal este „contaminarea” radioactivă a materialelor contorului în sine. În plus, o contribuție semnificativă la fondul intrinsec este adusă de emisia spontană de electroni din catodul contorului.

Contor Geiger-Muller

D Pentru a determina nivelul de radiație, se folosește un dispozitiv special -. Și pentru astfel de dispozitive de uz casnic și cele mai multe dispozitive profesionale de control dozimetric, se utilizează ca element sensibil Contor Geiger . Această parte a radiometrului vă permite să determinați cu exactitate nivelul de radiație.

Istoria contorului Geiger

LA mai întâi, un dispozitiv pentru determinarea intensității dezintegrarii materialelor radioactive s-a născut în 1908, a fost inventat de un german fizicianul Hans Geiger . Douăzeci de ani mai târziu, împreună cu un alt fizician Walter Müller dispozitivul a fost îmbunătățit, iar în onoarea acestor doi oameni de știință a fost numit.

LA perioada de dezvoltare și formare a fizicii nucleare în fosta Uniune Sovietică, au fost create și dispozitive corespunzătoare, care au fost utilizate pe scară largă în forțele armate, la centralele nucleare și în grupuri speciale de monitorizare a radiațiilor aparare civila. Din anii șaptezeci ai secolului trecut, astfel de dozimetre includeau un contor bazat pe principiile Geiger, și anume SBM-20 . Acest contor, exact ca unul dintre analogii săi STS-5 , este utilizat pe scară largă până în zilele noastre și face, de asemenea, parte din mijloace moderne control dozimetric .

Fig.1. Contor de descărcare de gaz STS-5.

Fig.2. Contor de descărcare de gaze SBM-20.

Principiul de funcționare al contorului Geiger-Muller

Și Ideea de înregistrare a particulelor radioactive propusă de Geiger este relativ simplă. Se bazează pe principiul apariției impulsurilor electrice într-un mediu gazos inert sub acțiunea unei particule radioactive foarte încărcate sau a unui cuantum de oscilații electromagnetice. Pentru a ne concentra mai detaliat asupra mecanismului de acțiune al contorului, să ne oprim puțin asupra designului său și asupra proceselor care au loc în el, atunci când o particulă radioactivă trece prin elementul sensibil al dispozitivului.

R dispozitivul de înregistrare este un cilindru sau recipient etanș care este umplut cu un gaz inert, poate fi neon, argon etc. Un astfel de recipient poate fi realizat din metal sau sticlă, iar gazul din el este sub presiune scăzută, acest lucru se face intenționat pentru a simplifica procesul de detectare a unei particule încărcate. În interiorul containerului există doi electrozi (catod și anod) cărora li se aplică o tensiune DC mare printr-un rezistor special de sarcină.

Fig.3. Dispozitivul și circuitul pentru pornirea contorului Geiger.

P Când contorul este activat într-un mediu gazos inert, pe electrozi nu are loc o descărcare din cauza rezistenței mari a mediului, situația se schimbă însă dacă o particulă radioactivă sau un cuantum de oscilații electromagnetice intră în camera elementului sensibil. a dispozitivului. În acest caz, o particulă cu o sarcină de energie suficient de mare scoate un anumit număr de electroni din cel mai apropiat mediu, adică. din elementele corpului sau electrozii fizici înșiși. Astfel de electroni, odată aflați într-un mediu gazos inert, sub acțiunea unei tensiuni înalte între catod și anod, încep să se deplaseze spre anod, ionizând moleculele acestui gaz pe parcurs. Ca rezultat, ei scot electronii secundari din moleculele de gaz, iar acest proces crește la scară geometrică până când apare o defalcare între electrozi. În starea de descărcare, circuitul este închis pentru o perioadă foarte scurtă de timp, iar acest lucru provoacă un salt de curent în rezistorul de sarcină, iar acest salt vă permite să înregistrați trecerea unei particule sau cuantum prin camera de înregistrare.

T Acest mecanism face posibilă înregistrarea unei particule, totuși, într-un mediu în care radiațiile ionizante sunt suficient de intense, este necesară o revenire rapidă a camerei de înregistrare la poziția inițială pentru a putea determina particule radioactive noi . Acest lucru se realizează prin doi căi diferite. Prima dintre acestea este oprirea alimentării cu tensiune a electrozilor pentru o perioadă scurtă de timp, caz în care ionizarea gazului inert se oprește brusc, iar o nouă includere a camerei de testare vă permite să începeți înregistrarea de la bun început. Acest tip de contor se numește dozimetre care nu se autosting . Al doilea tip de dispozitive, și anume dozimetrele cu autostingere, principiul funcționării acestora este adăugarea de aditivi speciali pe bază de diferite elemente în mediul gazos inert, de exemplu, brom, iod, clor sau alcool. În acest caz, prezența lor duce automat la încetarea descărcării. Cu o astfel de structură a camerei de testare, rezistențele uneori de câteva zeci de megaohmi sunt folosite ca rezistență de sarcină. Acest lucru permite în timpul descărcării să se reducă brusc diferența de potențial la capetele catodului și anodului, ceea ce oprește procesul conductiv și camera revine la starea inițială. Trebuie remarcat faptul că tensiunea pe electrozi mai mică de 300 de volți încetează automat menținerea descărcării.

Întregul mecanism descris permite înregistrarea unui număr mare de particule radioactive într-o perioadă scurtă de timp.

Tipuri de radiații radioactive

H pentru a înțelege ce este înregistrat Contoare Geiger–Muller , merită să ne gândim la ce tipuri există. Merită menționat imediat că contoarele cu descărcare în gaz, care fac parte din majoritatea dozimetre moderne, sunt capabili doar să înregistreze numărul de particule sau cuante încărcate radioactive, dar nu pot determina nici caracteristicile energetice ale acestora, nici tipul de radiație. Pentru a face acest lucru, dozimetrele sunt mai multifuncționale și mai direcționate și, pentru a le compara corect, ar trebui să le înțelegeți mai precis capacitățile.

P despre idei moderne radiațiile de fizică nucleară pot fi împărțite în două tipuri, primul sub formă câmp electromagnetic , al doilea în formă fluxul de particule (radiații corporale). Primul tip poate fi flux de particule gamma sau raze X . Caracteristica lor principală este capacitatea de a se propaga sub formă de undă pe distanțe foarte mari, în timp ce trec cu ușurință prin diverse obiecte și pot pătrunde cu ușurință în cele mai multe diverse materiale. De exemplu, dacă o persoană trebuie să se ascundă de fluxul de raze gamma, din cauza explozie nucleara, ascunzându-se apoi în subsolul unei case sau al unui adăpost anti-bombă, sub rezerva relativă etanșeitate a acestuia, se va putea proteja de acest tip de radiații cu doar 50 la sută.

Fig.4. Quante de raze X și radiații gamma.

T ce tip de radiație este de natură pulsată și se caracterizează prin propagarea în mediu sub formă de fotoni sau cuante, adică. explozii scurte radiatie electromagnetica. O astfel de radiație poate avea caracteristici de energie și frecvență diferite, de exemplu, radiația cu raze X are o frecvență de o mie de ori mai mică decât razele gamma. De aceea razele gamma sunt mult mai periculoase pentru corpul uman iar impactul lor este mult mai distructiv.

Și Radiațiile bazate pe principiul corpuscular sunt particule alfa și beta (corpusculi). Ele apar ca urmare a unei reacții nucleare, în care unii izotopi radioactivi sunt transformați în alții cu eliberarea unei cantități enorme de energie. În acest caz, particulele beta sunt un flux de electroni, iar particulele alfa sunt formațiuni mult mai mari și mai stabile, constând din doi neutroni și doi protoni legați unul de celălalt. De fapt, nucleul atomului de heliu are o astfel de structură, astfel încât se poate argumenta că fluxul particulelor alfa este fluxul nucleelor ​​de heliu.

A fost adoptată următoarea clasificare , particulele alfa au cea mai mică capacitate de penetrare de a se proteja de ele, cartonul gros este suficient pentru o persoană, particulele beta au o capacitate de penetrare mai mare, astfel încât o persoană să se poată proteja de un flux de astfel de radiații, va avea nevoie de protecție metalică mai multe milimetri grosime (de exemplu, tablă de aluminiu). Practic, nu există nicio protecție împotriva cuantelor gamma și se răspândesc pe distanțe considerabile, estompând pe măsură ce se îndepărtează de epicentru sau sursă și respectând legile propagării undelor electromagnetice.

Fig.5. Particule radioactive de tip alfa și beta.

La Cantitatea de energie pe care o posedă toate aceste trei tipuri de radiații este, de asemenea, diferită, iar fluxul de particule alfa are cel mai mare dintre ele. De exemplu, energia deținută de particulele alfa este de șapte mii de ori mai mare decât energia particulelor beta , adică putere de pătrundere tipuri variate radiația, este invers proporțională cu puterea lor de penetrare.

D pentru corpul uman cel mai mult tip periculos sunt luate în considerare radiațiile radioactive cuante gamma , datorită puterii mari de penetrare, iar apoi descrescătoare, particulele beta și particulele alfa. Prin urmare, este destul de dificil să se determine particulele alfa, dacă este imposibil de spus cu un contor convențional. Geiger - Muller, deoarece aproape orice obiect este un obstacol pentru ei, ca să nu mai vorbim de un recipient din sticlă sau metal. Este posibil să se determine particule beta cu un astfel de contor, dar numai dacă energia lor este suficientă pentru a trece prin materialul containerului contor.

Pentru particule beta cu energii scăzute contor obișnuit Geiger-Muller este ineficient.

O Într-o situație similară cu radiațiile gamma, există posibilitatea ca acestea să treacă prin recipient fără a declanșa o reacție de ionizare. Pentru a face acest lucru, în contoare este instalat un ecran special (din oțel dens sau plumb), care vă permite să reduceți energia razelor gamma și să activați astfel descărcarea în camera de contra.

Caracteristici de bază și diferențe ale contoarelor Geiger-Muller

DIN ar trebui să evidențieze și unele caracteristici de bazăși diferențe între diferite dozimetre echipate Contoare de descărcare de gaze Geiger-Muller. Pentru a face acest lucru, ar trebui să comparați unele dintre ele.

Cele mai comune contoare Geiger-Muller sunt echipate cilindric sau senzori de capăt. Cilindricele sunt similare cu un cilindru alungit sub forma unui tub cu o rază mică. Camera de ionizare finală are o formă rotunjită sau dreptunghiulară. mărime mică, dar cu o suprafață de lucru finală semnificativă. Uneori există varietăți de camere de capăt cu un tub cilindric alungit cu o fereastră mică de intrare pe partea de capăt. Diverse configurații contoarele, și anume camerele în sine, se pot înregistra tipuri diferite radiații sau combinațiile acestora (de exemplu, combinații de raze gamma și beta sau întregul spectru alfa, beta și gamma). Acest lucru devine posibil datorită designului special conceput al carcasei contorului, precum și materialului din care este realizat.

E O altă componentă importantă pentru utilizarea prevăzută a contoarelor este zona elementului senzor de intrare și zonă de muncă . Cu alte cuvinte, acesta este sectorul prin care vor intra și vor fi înregistrate particulele radioactive de interes pentru noi. Cu cât această zonă este mai mare, cu atât contorul va fi mai capabil să capteze particule și cu atât sensibilitatea sa la radiații va fi mai puternică. Datele pașaportului k indică aria suprafeței de lucru, de regulă, în centimetri pătrați.

E încă unul indicator important, care este indicat în caracteristicile dozimetrului, este nivelul de zgomot (măsurată în impulsuri pe secundă). Cu alte cuvinte, acest indicator poate fi numit valoarea de fond intrinsecă. Se poate determina în laborator, pentru aceasta dispozitivul este plasat într-o încăpere sau cameră bine protejată, de obicei cu pereți groși de plumb, și se înregistrează nivelul de radiație emis de aparatul în sine. Este clar că dacă un astfel de nivel este suficient de semnificativ, atunci aceste zgomote induse vor afecta direct erorile de măsurare.

Fiecare profesionist și radiație are o caracteristică precum sensibilitatea la radiații, măsurată și în impulsuri pe secundă (imp/s) sau în impulsuri pe microroentgen (imp/µR). Un astfel de parametru, sau mai degrabă utilizarea acestuia, depinde direct de sursa de radiații ionizante, la care este reglat contorul și de care se vor efectua măsurători ulterioare. Adesea, reglarea se face prin surse, inclusiv materiale radioactive precum radiu - 226, cobalt - 60, cesiu - 137, carbon - 14 și altele.

E Un alt indicator prin care merită compararea dozimetrelor este eficiența detectării radiațiilor ionice sau particule radioactive. Existența acestui criteriu se datorează faptului că nu vor fi înregistrate toate particulele radioactive care trec prin elementul sensibil al dozimetrului. Acest lucru se poate întâmpla în cazul în care cuantumul radiației gamma nu a provocat ionizare în camera de contor sau numărul de particule care au trecut și au cauzat ionizarea și descărcarea este atât de mare încât dispozitivul nu le numără în mod adecvat și din alte motive. Pentru a determina cu precizie această caracteristică a unui anumit dozimetru, acesta este testat folosind unele surse radioactive, de exemplu, plutoniu-239 (pentru particule alfa) sau taliu - 204, stronțiu - 90, ytriu - 90 (emițător beta), precum și alte materiale radioactive.

DIN Următorul criteriu de luat în considerare este intervalul de energie înregistrat . Orice particulă radioactivă sau cuantum de radiație are o caracteristică energetică diferită. Prin urmare, dozimetrele sunt concepute pentru a măsura nu numai un anumit tip de radiație, ci și caracteristicile energetice ale acestora. Un astfel de indicator este măsurat în megaelectronvolți sau kiloelectronvolți, (MeV, KeV). De exemplu, dacă particulele beta nu au suficientă energie, atunci ele nu vor putea elimina un electron din contracamera și, prin urmare, nu vor fi înregistrate, sau numai particulele alfa de înaltă energie vor putea străpunge materialul corpului contorului Geiger-Muller și elimină un electron.

Și Pe baza celor de mai sus, producătorii moderni de dozimetre de radiații produc o gamă largă de dispozitive pentru diverse scopuri și industrii specifice. Prin urmare, merită să luați în considerare tipuri specifice de contoare Geiger.

Diverse opțiuni Contoare Geiger-Muller

P Prima versiune a dozimetrelor sunt dispozitive concepute pentru a înregistra și detecta fotonii gamma și radiațiile beta de înaltă frecvență (hard). Aproape toate dozimetrele de radiație produse anterior și moderne, atât de uz casnic, de exemplu:, cât și profesionale, de exemplu, sunt proiectate pentru acest domeniu de măsurare. O astfel de radiație are suficientă energie și putere mare de penetrare, astfel încât camera de contor Geiger să le poată înregistra. Astfel de particule și fotoni pătrund cu ușurință în pereții contorului și provoacă procesul de ionizare, iar acest lucru este ușor de înregistrat prin umplerea electronică corespunzătoare a dozimetrului.

D Pentru a înregistra acest tip de radiații, contoare populare precum SBM-20 , având un senzor sub forma unui tub-cilindru cilindric cu un catod și un anod cu fir coaxial. Mai mult, pereții tubului senzori servesc simultan ca catod și carcasă și sunt fabricați din din oțel inoxidabil. Acest contor are următoarele caracteristici:

• aria zonei de lucru a elementului sensibil este de 8 centimetri pătrați;
• sensibilitatea la radiații la radiațiile gamma de ordinul a 280 de impulsuri / s, sau 70 de impulsuri / μR (testarea a fost efectuată pentru cesiu - 137 la 4 μR / s);
• fondul intrinsec al dozimetrului este de aproximativ 1 imp/s;
• Senzorul este proiectat pentru a detecta radiațiile gamma cu o energie în intervalul de la 0,05 MeV la 3 MeV și particulele beta cu o energie de 0,3 MeV de-a lungul limitei inferioare.

Fig.6. Dispozitiv de contor Geiger SBM-20.

La acest contor Au existat diverse modificări, de exemplu, SBM-20-1 sau SBM-20U , care au caracteristici similare, dar diferă în design fundamental elemente de contactși circuit de măsurare. Alte modificări ale acestui contor Geiger-Muller, și acestea sunt SBM-10, SI29BG, SBM-19, SBM-21, SI24BG, au și parametri similari, multe dintre ele se găsesc în dozimetrele de radiații de uz casnic care se găsesc astăzi în magazine. .

DIN Următorul grup de dozimetre de radiații este proiectat să înregistreze fotoni gamma și raze X . Dacă vorbim despre acuratețea unor astfel de dispozitive, trebuie înțeles că fotonii și radiațiile gamma sunt cuante de radiații electromagnetice care se mișcă cu viteza luminii (aproximativ 300.000 km/s), deci înregistrarea unui astfel de obiect este o sarcină destul de dificilă.

Eficiența unor astfel de contoare Geiger este de aproximativ unu la sută.

H Pentru a o mări, este necesară o creștere a suprafeței catodului. De fapt, cuante gamma sunt înregistrate indirect, datorită electronilor eliminați de acestea, care participă ulterior la ionizarea unui gaz inert. Pentru a promova cât mai eficient acest fenomen, materialul și grosimea peretelui contracamerei, precum și dimensiunile, grosimea și materialul catodului sunt special selectate. Aici, o grosime și densitate mare a materialului pot reduce sensibilitatea camerei de înregistrare, iar prea mic va permite radiației beta de înaltă frecvență să pătrundă cu ușurință în cameră și, de asemenea, să crească cantitatea de zgomot de radiație natural pentru dispozitiv, ceea ce va înecă acuratețea detectării cuante gamma. Desigur, proporțiile exacte sunt selectate de producători. De fapt, pe acest principiu, dozimetrele sunt fabricate pe baza Contoare Geiger-Muller pentru definire directă radiații gamma pe sol, în timp ce un astfel de dispozitiv exclude posibilitatea de a determina orice alte tipuri de radiații și efecte radioactive, ceea ce vă permite să determinați cu exactitate contaminarea cu radiații și nivelul impact negativ de persoană numai pentru radiații gamma.

LA dozimetre domestice care sunt echipate cu senzori cilindrici, sunt instalate următoarele tipuri: SI22G, SI21G, SI34G, Gamma 1-1, Gamma - 4, Gamma - 5, Gamma - 7ts, Gamma - 8, Gamma - 11 și multe altele. În plus, în unele tipuri, este instalat un filtru special pe fereastra de intrare, finală, sensibilă, care servește în mod special pentru a tăia particulele alfa și beta și, în plus, crește zona catodului, pentru mai mult. definiție eficientă cuante gamma. Acești senzori includ Beta - 1M, Beta - 2M, Beta - 5M, Gamma - 6, Beta - 6M și alții.

H Pentru a înțelege mai clar principiul acțiunii lor, merită să luăm în considerare mai detaliat unul dintre aceste contoare. De exemplu, un contor final cu un senzor Beta - 2M , care are o formă rotunjită a ferestrei de lucru, care are aproximativ 14 centimetri pătrați. În acest caz, sensibilitatea la radiații la cobalt - 60 este de aproximativ 240 de impulsuri / μR. Acest tip Contorul are un autozgomot foarte scăzut , care nu este mai mult de 1 puls pe secundă. Acest lucru este posibil datorită camerei de plumb cu pereți groși, care, la rândul său, este proiectată pentru a detecta radiația fotonică cu energii în intervalul de la 0,05 MeV la 3 MeV.

Fig.7. Contor gamma final Beta-2M.

Pentru a determina radiația gamma, este foarte posibil să se utilizeze contoare pentru impulsuri gamma-beta, care sunt concepute pentru a înregistra particule beta dure (de înaltă frecvență și energie înaltă) și cuante gamma. De exemplu, modelul SBM este 20. Dacă doriți să excludeți înregistrarea particulelor beta în acest model de dozimetru, atunci este suficient să instalați un ecran de plumb sau un scut din orice alt material metalic (un ecran de plumb este mai eficient ). Acesta este cel mai comun mod pe care îl folosesc majoritatea designerilor atunci când creează contoare pentru raze gamma și X.

Înregistrarea radiațiilor beta „moale”.

La După cum am menționat mai devreme, înregistrarea radiațiilor soft beta (radiații cu caracteristici de energie scăzută și frecvență relativ scăzută) este o sarcină destul de dificilă. Pentru a face acest lucru, este necesar să se asigure posibilitatea pătrunderii lor mai ușoare în camera de înregistrare. În aceste scopuri, se realizează o fereastră de lucru subțire specială, de obicei din mică sau o peliculă polimerică, care practic nu creează obstacole pentru pătrunderea acestui tip de radiație beta în camera de ionizare. În acest caz, corpul senzorului în sine poate acționa ca un catod, iar anodul este un sistem de electrozi liniari, care sunt distribuiți uniform și montați pe izolatori. Fereastra de înregistrare este realizată în versiunea finală, iar în acest caz apare doar o peliculă subțire de mica pe calea particulelor beta. În dozimetrele cu astfel de contoare, radiațiile gamma sunt înregistrate ca o aplicație și, de fapt, ca o caracteristică suplimentară. Și dacă doriți să scăpați de înregistrarea cuantelor gamma, atunci trebuie să minimizați suprafața catodului.

Fig.8. Dispozitiv de contor Geiger.

DIN Trebuie remarcat faptul că contoarele pentru determinarea particulelor beta moi au fost create cu destul de mult timp în urmă și au fost utilizate cu succes în a doua jumătate a secolului trecut. Printre aceștia, cei mai des întâlniți au fost senzorii de acest tip SBT10 și SI8B , care avea ferestre de lucru din mica cu pereți subțiri. Mai mult versiune modernă un astfel de dispozitiv Beta 5 are o suprafață de lucru a ferestrei de aproximativ 37 mp/cm, forma rectangulara material mica. Pentru astfel de dimensiuni ale elementului sensibil, dispozitivul este capabil să înregistreze aproximativ 500 de impulsuri/µR, dacă este măsurat cu cobalt - 60. În același timp, eficiența de detecție a particulelor este de până la 80%. Alți indicatori ai acestui dispozitiv sunt următorii: autozgomotul este de 2,2 impulsuri / s, intervalul de detectare a energiei este de la 0,05 la 3 MeV, în timp ce pragul inferior pentru determinarea radiației beta moale este de 0,1 MeV.

Fig.9. Încheiați contorul beta-gamma Beta-5.

Și Desigur, merită menționat Contoare Geiger-Muller capabil să detecteze particule alfa. Dacă înregistrarea radiației beta moale pare a fi o sarcină destul de dificilă, atunci este și mai dificil să detectați o particulă alfa, chiar și cu indicatori de energie ridicată. sarcină dificilă. O astfel de problemă poate fi rezolvată doar printr-o reducere corespunzătoare a grosimii ferestrei de lucru la o grosime suficientă pentru trecerea unei particule alfa în camera de înregistrare a senzorului, precum și prin aproximarea aproape completă a ferestrei de intrare. la sursa de radiație a particulelor alfa. Această distanță ar trebui să fie de 1 mm. Este clar că un astfel de dispozitiv va înregistra automat orice alte tipuri de radiații și, în plus, cu o eficiență suficient de mare. Aceasta are atât laturi pozitive, cât și negative:

Pozitiv - un astfel de dispozitiv poate fi utilizat pentru cea mai largă gamă de analiză a radiațiilor radioactive

negativ - datorita sensibilitatii crescute va aparea o cantitate semnificativa de zgomot, ceea ce va face dificila analiza datelor de inregistrare primite.

La În plus, deși fereastra de lucru cu mica este prea subțire, crește capacitățile contorului, dar în detrimentul rezistenței mecanice și etanșeității camerei de ionizare, mai ales că fereastra în sine are o suprafață de lucru destul de mare. Pentru comparație, în contoarele SBT10 și SI8B, pe care le-am menționat mai sus, cu o suprafață de lucru a ferestrei de aproximativ 30 mp/cm, grosimea stratului de mică este de 13–17 µm, iar cu grosimea necesară pentru a înregistra particulele alfa la 4-5 microni, fereastra de intrare nu poate fi făcută decât de cel mult 0,2 mp/cm, vorbim despre contorul SBT9.

O Cu toate acestea, grosimea mare a ferestrei de lucru de înregistrare poate fi compensată de apropierea de obiectul radioactiv și invers, cu o grosime relativ mică a ferestrei de mică, devine posibilă înregistrarea unei particule alfa la o distanță mai mare de 1 - 2 mm. Merită să dam un exemplu, cu o grosime a ferestrei de până la 15 microni, apropierea de sursa de radiație alfa ar trebui să fie mai mică de 2 mm, în timp ce sursa de particule alfa este înțeleasă a fi un emițător de plutoniu-239 cu o radiație. energie de 5 MeV. Să continuăm, cu o grosime a ferestrei de intrare de până la 10 µm, este posibil să se înregistreze particulele alfa deja la o distanță de până la 13 mm, dacă o fereastră de mica este realizată cu o grosime de până la 5 µm, atunci radiația alfa va fi înregistrată la o distanță de 24 mm etc. O alta parametru important, care afectează direct capacitatea de a detecta particulele alfa, este lor indicator energetic. Dacă energia particulei alfa este mai mare de 5 MeV, atunci distanța de înregistrare a acesteia pentru grosimea ferestrei de lucru de orice tip va crește în consecință, iar dacă energia este mai mică, atunci distanța trebuie redusă, până la imposibilitatea totală a înregistrării radiațiilor alfa moi.

E încă una punct important, permițând creșterea sensibilității contorului alfa, aceasta este o scădere a capacității de înregistrare a radiațiilor gamma. Pentru a face acest lucru, este suficient să minimizați dimensiunile geometrice ale catodului, iar fotonii gamma vor trece prin camera de înregistrare fără a provoca ionizare. O astfel de măsură face posibilă reducerea influenței razelor gamma asupra ionizării cu mii și chiar de zeci de mii de ori. Nu mai este posibil să se elimine influența radiației beta asupra camerei de înregistrare, dar există o cale destul de simplă de ieșire din această situație. Mai întâi, se înregistrează radiațiile alfa și beta de tip total, apoi se instalează un filtru de hârtie groasă și se face o a doua măsurătoare, care va înregistra doar particule beta. Valoarea radiației alfa în acest caz este calculată ca diferență între radiația totală și un indicator separat al calculului radiației beta.

De exemplu , merită să oferim caracteristici tejghea modernă Beta-1, care vă permite să înregistrați radiațiile alfa, beta, gamma. Iată valorile:

• aria zonei de lucru a elementului sensibil este de 7 mp/cm;
• grosimea stratului de mică este de 12 microni (distanța efectivă de detectare a particulelor alfa pentru plutoniu este de 239, aproximativ 9 mm, pentru cobalt - 60, sensibilitatea la radiații este de aproximativ 144 impulsuri / microR);
• eficiența măsurării radiațiilor pentru particulele alfa - 20% (pentru plutoniu - 239), particulele beta - 45% (pentru taliu -204) și cuante gamma - 60% (pentru compoziția stronțiului - 90, ytriu - 90);
• fondul propriu al dozimetrului este de aproximativ 0,6 imp/s;
• Senzorul este proiectat pentru a detecta radiația gamma cu o energie în intervalul de la 0,05 MeV la 3 MeV și particule beta cu o energie mai mare de 0,1 MeV de-a lungul limitei inferioare și particule alfa cu o energie de 5 MeV sau mai mult.

Fig.10. Încheierea contorului alfa-beta-gamma Beta-1.

La Desigur, există încă o gamă destul de largă de contoare care sunt concepute pentru o utilizare mai restrânsă și mai profesională. Astfel de dispozitive au o serie de setări și opțiuni suplimentare (electrice, mecanice, radiometrice, climatice etc.), care includ mulți termeni și opțiuni speciali. Cu toate acestea, nu ne vom concentra asupra lor. Într-adevăr, pentru a înțelege principii de baza actiuni Contoare Geiger-Muller , modelele descrise mai sus sunt suficiente.

LA De asemenea, este important de menționat că există subclase speciale Contoare Geiger , care sunt special concepute pentru a determina diferite feluri alte radiații. De exemplu, pentru a determina magnitudinea radiației ultraviolete, pentru a detecta și determina neutroni lenți care funcționează pe principiul unei descărcări corona și alte opțiuni care nu sunt direct legate de acest subiect nu vor fi luate în considerare.

În legătură cu consecințele asupra mediului ale activităților umane legate de energia nucleară, precum și industria (inclusiv cea militară), folosind substanțe radioactive ca componentă sau bază a produselor lor, studiul elementelor de bază ale siguranței radiațiilor și dozimetriei radiațiilor devine un subiect destul de relevant astăzi. Pe lângă sursele naturale de radiații ionizante, în fiecare an tot mai multe locuri apar contaminate cu radiații ca urmare a activității umane. Astfel, pentru a vă păstra sănătatea și sănătatea celor dragi, trebuie să cunoașteți gradul de contaminare a unei anumite zone sau obiecte și alimente. Un dozimetru poate ajuta în acest sens - un dispozitiv pentru măsurarea dozei efective sau a puterii radiațiilor ionizante pe o anumită perioadă de timp.

Înainte de a continua cu fabricarea (sau achiziția) acestui dispozitiv, este necesar să aveți o idee despre natura parametrului măsurat. Radiația ionizantă (radiația) este un flux de fotoni, particule elementare sau fragmente de fisiune ale atomilor capabili să ionizeze o substanță. Este împărțit în mai multe tipuri. radiatii alfa este un flux de particule alfa - nuclee de heliu-4, particulele alfa născute în timpul dezintegrarii radioactive pot fi oprite cu ușurință de o foaie de hârtie, deci prezintă un pericol mai ales atunci când intră în organism. radiații beta- acesta este fluxul de electroni care apar în timpul dezintegrarii beta, pentru a proteja împotriva particulelor beta cu energii de până la 1 MeV, este suficientă o placă de aluminiu de câțiva milimetri grosime. Radiația gamma are o putere de penetrare mult mai mare, deoarece constă din fotoni de înaltă energie care nu au încărcătură; elementele grele (plumb, etc.) cu un strat de câțiva centimetri sunt eficiente pentru protecție. Puterea de penetrare a tuturor tipurilor de radiații ionizante depinde de energie.

Pentru înregistrarea radiațiilor ionizante se folosesc în principal contoarele Geiger-Muller. Acest dispozitiv simplu și eficient este de obicei un cilindru de metal sau sticlă metalizat din interior și un fir subțire de metal întins de-a lungul axei acestui cilindru, cilindrul în sine este umplut cu gaz rarefiat. Principiul de funcționare se bazează pe ionizarea de impact. Când radiațiile ionizante lovesc pereții contorului, electronii sunt scoși din el, electronii, mișcându-se în gaz și ciocnind cu atomii de gaz, scot electronii din atomi și creează ioni pozitivi și electroni liberi. Câmpul electric dintre catod și anod accelerează electronii până la energii la care începe ionizarea de impact. Apare o avalanșă de ioni, ducând la multiplicarea purtătorilor primari. Cu o intensitate a câmpului suficient de mare, energia acestor ioni devine suficientă pentru a genera avalanșe secundare capabile să mențină o descărcare independentă, în urma căreia curentul prin contor crește brusc.

Nu toate contoarele Geiger pot înregistra toate tipurile de radiații ionizante. Practic, sunt sensibili la o singură radiație - radiații alfa, beta sau gamma, dar adesea pot detecta și alte radiații într-o oarecare măsură. Deci, de exemplu, contorul SI-8B Geiger este conceput pentru a detecta radiația beta moale (da, în funcție de energia particulelor, radiația poate fi împărțită în moale și tare), dar acest senzor este, de asemenea, oarecum sensibil la radiația alfa. iar radiatia gamma.radiatia.

Cu toate acestea, apropiindu-ne totuși de designul articolului, sarcina noastră este să facem cel mai simplu, natural portabil, contor Geiger, sau mai degrabă un dozimetru. Pentru fabricarea acestui dispozitiv, am reușit să obțin doar SBM-20. Acest contor Geiger este proiectat pentru a înregistra radiațiile hard beta și gamma. Ca majoritatea celorlalte contoare, SBM-20 funcționează la o tensiune de 400 volți.

Principalele caracteristici ale contorului Geiger-Muller SBM-20 (tabel din cartea de referință):

Acest contor are o precizie relativ scăzută de măsurare a radiațiilor ionizante, dar suficientă pentru a determina excesul dozei admisibile de radiații pentru oameni. SBM-20 este utilizat în prezent în multe dozimetre de uz casnic. Pentru a îmbunătăți performanța, mai multe tuburi sunt adesea folosite simultan. Și pentru a crește acuratețea măsurării radiațiilor gamma, dozimetrele sunt echipate cu filtre de radiații beta; în acest caz, dozimetrul înregistrează doar radiația gamma, dar mai degrabă cu acuratețe.

Atunci când se măsoară doza de radiații, există mai mulți factori de luat în considerare care pot fi importanți. Chiar și în absența completă a surselor de radiații ionizante, contorul Geiger va da un anumit număr de impulsuri. Acesta este așa-numitul fundal personalizat de contor. Aceasta include, de asemenea, mai mulți factori: contaminarea radioactivă a materialelor contorului în sine, emisia spontană de electroni din catodul contorului și radiația cosmică. Toate acestea dau o anumită cantitate de impulsuri „în plus” pe unitatea de timp.

Deci, schema unui dozimetru simplu bazat pe contorul Geiger SBM-20:

Asamblez circuitul pe o placă:

Circuitul nu conține piese rare (cu excepția, desigur, contorul în sine) și nu conține elemente programabile (microcontrolere), care vă vor permite să asamblați circuitul într-un timp scurt, fără prea multe dificultăți. Cu toate acestea, un astfel de dozimetru nu conține o scară și este necesar să se determine doza de radiații după ureche în funcție de numărul de clicuri. Ca aceasta varianta clasica. Circuitul este format dintr-un convertor de tensiune 9 volți - 400 volți.

Pe cipul NE555 este realizat un multivibrator, a cărui frecvență este de aproximativ 14 kHz. Pentru a crește frecvența de funcționare, puteți reduce valoarea rezistorului R1 la aproximativ 2,7 kOhm. Acest lucru va fi util dacă șocul pe care l-ați ales (sau poate l-ați făcut) va scoate un scârțâit - odată cu creșterea frecvenței de funcționare, scârțâitul va dispărea. Inductorul L1 este necesar cu un rating de 1000 - 4000 μH. Cel mai rapid mod de a găsi un sufoc potrivit într-un ars bec economic. Un astfel de șoc este folosit în circuit, în fotografia de mai sus este înfășurat pe un miez, care este de obicei folosit pentru a face transformatoare de impulsuri. Tranzistorul T1 poate folosi orice alt canal n de câmp cu o tensiune sursă de scurgere de cel puțin 400 de volți și, de preferință, mai mult. Un astfel de convertor va da doar câțiva miliamperi de curent la o tensiune de 400 de volți, dar acest lucru este suficient pentru ca un contor Geiger să funcționeze de mai multe ori. După oprirea alimentării de la circuitul de pe condensatorul încărcat C3, circuitul va funcționa aproximativ 20-30 de secunde, având în vedere capacitate mică. Supresorul VD2 limitează tensiunea la 400 volți. Condensatorul C3 trebuie utilizat pentru o tensiune de cel puțin 400 - 450 volți.

Orice difuzor piezo sau difuzor poate fi folosit ca Ls1. În absența radiațiilor ionizante, nu curge nici un curent prin rezistențele R2 - R4 (există cinci rezistențe în fotografia de pe placa, dar rezistența lor totală corespunde circuitului). De îndată ce particula corespunzătoare intră în contorul Geiger, ionizarea gazului are loc în interiorul senzorului și rezistența acestuia scade brusc, în urma căruia apare un impuls de curent. Condensatorul C4 oprește partea constantă și transmite doar un impuls de curent către difuzor. Auzim un clic.

În cazul meu, două baterii de la telefoane vechi sunt folosite ca sursă de alimentare (două, deoarece puterea necesară trebuie să fie mai mare de 5,5 volți pentru a porni circuitul datorită bazei elementului aplicat).

Deci, circuitul funcționează, ocazional face clicuri. Acum cum să-l folosești. Cea mai simplă opțiune - face puțin clic - totul este bine, clicuri des sau chiar continuu - rău. O altă opțiune este să numărați aproximativ numărul de impulsuri pe minut și să convertiți numărul de clicuri în microR / h. Pentru a face acest lucru, trebuie să luați valoarea sensibilității contorului Geiger din cartea de referință. Cu toate acestea, surse diferite au întotdeauna numere ușor diferite. În mod ideal, măsurătorile de laborator ar trebui făcute pentru contorul Geiger selectat cu surse de radiație de referință. Deci, pentru SBM-20, valoarea sensibilității variază de la 60 la 78 de impulsuri / μR în funcție de diverse surse și cărți de referință. Deci, am calculat numărul de impulsuri într-un minut, apoi înmulțim acest număr cu 60 pentru a aproxima numărul de impulsuri într-o oră și împărțim toate acestea la sensibilitatea senzorului, adică cu 60 sau 78 sau orice obțineți. mai aproape de realitate și ca rezultat obținem valoarea în µR/h. Pentru o valoare mai fiabilă, este necesar să se facă mai multe măsurători și să se calculeze media aritmetică dintre ele. Limita superioară a nivelului sigur de radiație este de aproximativ 20 - 25 microR/h. Nivelul admis este de până la aproximativ 50 μR / h. LA tari diferite cifrele pot varia.

P.S. Am fost îndemnat să iau în considerare acest subiect de un articol despre concentrația de gaz radon care pătrunde în încăperi, apă etc. în diferite regiunițara și sursele sale.

Lista elementelor radio

Desemnare	Tip de	Denumire	Cantitate	Notă	Scor	Blocnotesul meu
IC1	Cronometru programabil și oscilator	NE555	1			La blocnotes
T1	tranzistor MOSFET	IRF710	1			La blocnotes
VD1	dioda redresoare	1N4007	1			La blocnotes
VD2	Dioda de protectie	1V5KE400CA	1			La blocnotes
C1, C2	Condensator	10 nF	2			La blocnotes
C3	condensator electrolitic	2,7 uF	1			La blocnotes
C4	Condensator	100 nF	1	400V

Siguranța la radiații și gradul de contaminare mediu inconjurator nu a deranjat mulți cetățeni ai țărilor lumii până în momentul în care au avut loc evenimente catastrofale care au adus viața și sănătatea a sute și mii de oameni. Cele mai tragice din punct de vedere al poluării cu radiații au fost Fukushima, Nagasaki și Dezastrul de la Cernobîl. Aceste teritorii și poveștile asociate acestora sunt încă păstrate în memoria fiecărei persoane și reprezintă o lecție care, indiferent de situația și nivelul politicii externe. bunăstare financiară siguranța împotriva radiațiilor merită întotdeauna să vă faceți griji. Este necesar să știți ce particule este folosit pentru a înregistra contorul Geiger, ce măsuri preventive de salvare ar trebui aplicate în cazul în care apare o catastrofă.

Pentru ce este folosit un contor Geiger? Datorită multiplelor dezastre provocate de omși o creștere critică a nivelului de radiații în aer în ultimele decenii, umanitatea a creat și a inventat unic și maxim. aparate la îndemână pentru înregistrarea particulelor folosind un contor Geiger pentru uz casnic și industrial. Aceste dispozitive fac posibilă măsurarea nivelului de contaminare prin radiații, precum și controlul static a situației de contaminare într-un teritoriu sau zonă, ținând cont vreme, locație geograficăși fluctuațiile climatice.

Care este principiul de funcționare al unui contor Geiger? Cumpărați un dozimetru astăzi tip de gospodărie iar dispozitivul de contor Geiger poate fi realizat de oricine. Trebuie remarcat faptul că, în condițiile în care radiațiile pot fi atât naturale, cât și artificiale, o persoană trebuie să monitorizeze în mod constant fondul de radiații din casa sa, precum și să știe exact ce particule înregistrează contorul Geiger, despre metodele și metodele de protecție preventivă. .din substante ionizante si . Datorită faptului că radiațiile nu pot fi văzute sau simțite de o persoană fără echipament special, mulți oameni pot fi infectați mult timp fără a fi conștienți de acest lucru.

Din ce radiații aveți nevoie de un contor Geiger?

Este important să ne amintim că radiația poate fi diferită, depinde de ce particule încărcate constă și de cât de departe s-a răspândit de sursa sa. Pentru ce este un contor Geiger? De exemplu, particulele alfa de radiații nu sunt considerate periculoase și agresive față de corpul uman, dar cu expunerea prelungită pot duce la unele forme de boli, tumori benigne și inflamații. Radiațiile beta sunt considerate cele mai periculoase și dăunătoare pentru sănătatea umană. Principiul de funcționare al contorului Geiger este îndreptat tocmai pe măsurarea unor astfel de particule în aer.

Încărcările beta pot fi produse atât artificial, ca urmare a funcționării centralelor nucleare sau laboratoarelor chimice, cât și naturale, datorită rocilor vulcanice și a altor surse subterane. În unele cazuri, o concentrație mare de elemente ionizante de tip beta în aer poate duce la cancer, tumori benigne, infecții, exfoliere a mucoaselor, tulburări ale glandei tiroide și ale măduvei osoase.

Ce este un contor Geiger și cum funcționează un contor Geiger? Acesta este numele unui dispozitiv special care este echipat cu dozimetre și radiometre de uz casnic și profesional. Un contor Geiger este un element sensibil al unui dozimetru, care, în condițiile stabilirii unui anumit nivel de sensibilitate, ajută la detectarea concentrației de substanțe ionizante în aer într-o anumită perioadă de timp.

Contorul Geiger, a cărui fotografie este prezentată mai sus, a fost inventat și testat pentru prima dată în practică la începutul secolului al XX-lea de către omul de știință Walter Müller. Avantajele si dezavantajele contorului Geiger pot fi apreciate de generatiile actuale. Acest dispozitiv a fost utilizat pe scară largă în viața de zi cu zi pentru sectorul industrial până în prezent. Unii meșteri își fac chiar și propriul contor Geiger.

Dozimetre îmbunătățite pentru radiații

Trebuie spus că de la inventarea contorului Geiger și a dozimetrului până în zilele noastre, aceste dispozitive universale au trecut prin multe etape de îmbunătățire și modernizare. Astăzi, astfel de dispozitive pot fi folosite nu numai pentru a verifica nivelurile scăzute de radiații de fond în condiții casnice sau la locul de muncă, ci și pentru a utiliza modele mai optimizate și îmbunătățite care ajută la măsurarea nivelului de radiații la centralele nucleare, precum și în curs a operațiunilor militare.

Modalități moderne Aplicațiile contorului Geiger fac posibilă captarea nu numai a cantității totale de substanțe ionizante din aer într-o anumită perioadă de timp, ci și a răspunde la densitatea acestora, gradul de încărcare, tipul de radiație și natura impactului asupra acestora. suprafata.

De exemplu, numirea contoarelor Geiger pentru uz casnic sau uz personal nu necesită capacități îmbunătățite, deoarece acestea sunt de obicei utilizate pentru uz casnicși servesc la verificarea fondului de radiații din casă, pe alimente, îmbrăcăminte sau materiale de construcții, care poate conține un anumit nivel de încărcare. Cu toate acestea, industriale și dozimetre profesionale necesare pentru a testa emisii de radiații mai grave și mai complexe și servi ca mod permanent controlul câmpului de radiații la centralele nucleare, laboratoare chimice sau centrale nucleare.

sunați acum
și fii liber
sfaturi de specialitate

obține

Având în vedere faptul că mulți ţările moderne astăzi au un puternic arme nucleare Fiecare persoană de pe planetă ar trebui să aibă dozimetre profesionale și contoare Geiger pentru a putea controla câmpul de radiații la timp și a-și salva viețile și viețile celor dragi în caz de urgență sau catastrofe. De asemenea, este util să studiați în prealabil avantajele și dezavantajele contorului Geiger.

Merită spus că principiul de funcționare al contoarelor Geiger oferă o reacție nu numai la intensitatea sarcinii de radiație și la numărul de particule ionizante din aer, dar vă permite și să separați radiația alfa de radiația beta. Deoarece radiația beta este considerată cea mai agresivă și puternică prin încărcătura și concentrația sa de ioni, contoarele Geiger pentru testare sunt acoperite cu cleme speciale din plumb sau oțel pentru a îndepărta elementele inutile și pentru a nu deteriora echipamentul în timpul testării.

Capacitatea de a elimina și separa diferitele fluxuri de radiații a permis multor oameni să utilizeze dozimetre de înaltă calitate, pentru a calcula cât mai clar posibil pericolul și nivelul de contaminare a unui anumit teritoriu cu diferite tipuri de elemente de radiație.

Din ce este făcut un contor Geiger?

Unde este folosit contorul Geiger? După cum am menționat mai sus, contorul Geiger nu este element separat, dar servește a fi elementul principal și principal în proiectarea dozimetrului. Este necesar pentru cea mai înaltă calitate și verificare precisă fond de radiații într-o anumită zonă.

Trebuie spus că contorul Geiger are un design de dispozitiv relativ simplu. În general, designul său are următoarele caracteristici.

Un contor Geiger este un recipient mic care conține un gaz inert. ca gaz diverși producători utilizare elemente diferite si substante. Cât de des posibil, contoarele Geiger sunt produse cu cilindri umpluți cu argon, neon sau amestecuri ale acestor două substanțe. Merită spus că gazul care umple sticla contorului este sub presiune minimă. Acest lucru este necesar pentru ca între catod și anod să nu existe tensiune și să nu aibă loc un impuls electric.

Catodul este designul întregului contor. Anodul este un fir sau conexiune metalicaîntre cilindru și structura principală a dozimetrului, conectat la senzor. Trebuie remarcat faptul că în unele cazuri un anod care reacționează direct la elementele de radiație poate fi fabricat cu un special strat protectiv, care vă permite să controlați ionii care pătrund în anod și afectează măsurarea finală.

Cum funcționează un contor Geiger?

După ce am clarificat punctele principale ale designului contorului Geiger, merită să descriem pe scurt principiul de funcționare al contorului Geiger. Având în vedere simplitatea amenajării sale, funcționarea și funcționarea sa este, de asemenea, extrem de ușor de explicat. Contorul Geiger funcționează astfel:

1. Când dozimetrul este pornit între catod și anod, apare o tensiune electrică crescută cu ajutorul unui rezistor. Cu toate acestea, tensiunea nu poate scădea în timpul funcționării datorită faptului că sticla contorului este umplută cu un gaz inert.
2. Când un ion încărcat lovește anodul, acesta începe să se amestece cu un gaz inert pentru a ioniza. Astfel, elementul de radiație este fixat cu ajutorul unui senzor și poate afecta indicatorii fondului de radiație din zona care se verifică. Sfârșitul testului este de obicei semnalat de sunetul caracteristic al unui contor Geiger.

După cum am menționat mai sus, unii anozi pentru contoarele Geiger sunt fabricați cu acoperire specială. Astfel de măsuri sunt necesare pentru a se asigura că contorul captează numai radiația beta cu cea mai înaltă calitate și răspunde la particulele încărcate care sunt cele mai periculoase pentru corpul uman.

Radiațiile ionizante necontrolate, sub orice formă, sunt periculoase. Prin urmare, este nevoie de înregistrarea, monitorizarea și contabilizarea acestuia. Metoda de înregistrare a ionizării AI este una dintre metodele de dozimetrie care vă permite să fiți conștienți de situația reală a radiațiilor.

Care este metoda de ionizare de înregistrare a radiațiilor?

Această metodă se bazează pe înregistrarea efectelor de ionizare. Câmpul electric împiedică recombinarea ionilor și direcționează mișcarea lor către electrozii corespunzători. Acest lucru face posibilă măsurarea mărimii sarcinii ionilor formați sub acțiunea radiațiilor ionizante.

Detectoare și caracteristicile acestora

Următoarele sunt utilizate ca detectoare în metoda de ionizare:

• camere de ionizare;
• Contoare Geiger-Muller;
• contoare proporționale;
• detectoare cu semiconductori;
• si etc.

Toate detectoarele, cu excepția celor cu semiconductori, sunt cilindri umpluți cu gaz, în care sunt montați doi electrozi cu o tensiune de curent continuu aplicată acestora. Ionii sunt colectați pe electrozi, care se formează în timpul trecerii radiațiilor ionizante printr-un mediu gazos. ioni negativi se deplasează la anod și pozitiv la catod, formând un curent de ionizare. Prin valoarea sa, se poate estima numărul de particule înregistrate și se poate determina intensitatea radiației.

Principiul de funcționare al contorului Geiger-Muller

Funcționarea contorului se bazează pe ionizare de impact. Electronii care se deplasează în gaz (eliminați de radiații atunci când lovesc pereții contorului) se ciocnesc cu atomii săi, eliminând electroni din ei, în urma cărora se creează electroni liberi și ioni pozitivi. Există între catod și anod câmp electric dă electronilor liberi o accelerație suficientă pentru a iniția ionizarea prin impact. Ca urmare a acestei reacții, un numar mare de ioni cu o creștere bruscă a curentului prin contor și un impuls de tensiune, care este înregistrat de dispozitivul de înregistrare. Apoi evacuarea avalanșei este stinsă. Abia atunci poate fi înregistrată următoarea particulă.

Diferența dintre camera de ionizare și contorul Geiger-Muller.

Contorul de gaz (contorul Geiger) folosește ionizarea secundară, care creează o amplificare mare a curentului în gaz, ceea ce are loc deoarece viteza ionilor în mișcare creați de substanța ionizantă este atât de mare încât se formează noi ioni. Ei, la rândul lor, pot ioniza și gazul, dezvoltând astfel procesul. Astfel, fiecare particulă produce de 10 6 ori mai mulți ioni decât este posibil într-o cameră de ionizare, făcând astfel posibilă măsurarea chiar și a radiațiilor ionizante de intensitate scăzută.

Detectoare cu semiconductori

Elementul principal al detectoarelor cu semiconductor este un cristal, iar principiul de funcționare diferă de camera de ionizare doar prin aceea că ionii sunt creați în grosimea cristalului și nu în golul de gaz.

Exemple de dozimetre bazate pe metode de înregistrare a ionizării

Un dispozitiv modern de acest tip este dozimetrul clinic 27012 cu un set de camere de ionizare, care este standardul astăzi.

Printre dozimetrele individuale, KID-1, KID-2, DK-02, DP-24 etc., precum și ID-0.2, care este un analog modern al celor menționate mai sus, au devenit larg răspândite.