Inventat în 1908 de către fizicianul german Hans Wilhelm Geiger, un dispozitiv care poate determina este utilizat pe scară largă astăzi. Motivul pentru aceasta este sensibilitatea ridicată a dispozitivului, capacitatea sa de a înregistra o varietate de radiații. Ușurința de operare și costul redus fac posibilă cumpărarea unui contor Geiger pentru orice persoană care decide să măsoare independent nivelul radiațiilor în orice moment și în orice loc. Ce este acest dispozitiv și cum funcționează?

Principiul de funcționare al contorului Geiger

Designul său este destul de simplu. Într-un recipient sigilat cu doi electrozi este pompat amestec de gaze, constând din neon și argon, care se ionizează ușor. Se alimentează electrozii (de ordinul a 400V), care în sine nu provoacă nici un fenomen de descărcare până în momentul în care începe procesul de ionizare în mediul gazos al dispozitivului. Apariția particulelor venite din exterior duce la faptul că electronii primari, accelerați în câmpul corespunzător, încep să ionizeze alte molecule ale mediului gazos. Ca urmare, sub influența unui câmp electric, are loc o creare de noi electroni și ioni asemănătoare unei avalanșe, care măresc brusc conductivitatea norului de ioni de electroni. În mediul gazos al contorului Geiger are loc o descărcare. Numărul de impulsuri care apar într-o anumită perioadă de timp este direct proporțional cu numărul de particule detectate. Takov în in termeni generali principiul de funcționare al unui contor Geiger.

Procesul invers, în urma căruia mediul gazos revine la starea inițială, are loc de la sine. Sub influența halogenilor (de obicei se folosește brom sau clor), în acest mediu are loc o recombinare intensă a sarcinilor. Acest proces este mult mai lent și, prin urmare, timpul necesar pentru restabilirea sensibilității contorului Geiger este o caracteristică de pașaport foarte importantă a dispozitivului.

În ciuda faptului că principiul de funcționare al contorului Geiger este destul de simplu, acesta este capabil să răspundă la radiațiile ionizante ale celor mai diferite feluri. Acesta este α-, β-, γ-, precum și raze X, neutroni și Totul depinde de designul dispozitivului. Astfel, fereastra de intrare a unui contor Geiger capabil să înregistreze radiațiile α și β moale este realizată din mică cu o grosime de 3 până la 10 microni. Pentru detectare, este făcut din beriliu, iar ultraviolete - din cuarț.

Unde este folosit contorul Geiger?

Principiul de funcționare al contorului Geiger este baza pentru funcționarea celor mai moderne dozimetre. Aceste dispozitive mici, relativ ieftine, sunt destul de sensibile și pot afișa rezultatele în unități care pot fi citite. Ușurința lor de utilizare face posibilă operarea acestor dispozitive chiar și pentru cei care au o înțelegere foarte îndepărtată a dozimetriei.

În funcție de capacitățile și acuratețea măsurătorilor, dozimetrele sunt profesionale și de uz casnic. Cu ajutorul lor, este posibil să se determine în timp util și eficient sursa existentă de radiații ionizate ca spatiu deschis, precum și în interior.

Aceste dispozitive, care folosesc principiul de funcționare al contorului Geiger în activitatea lor, pot da un semnal de pericol în timp util folosind atât semnale vizuale, cât și sonore sau vibraționale. Deci, puteți verifica întotdeauna alimentele, hainele, examinați mobilierul, echipamentele, materialele de construcție etc. pentru absența radiațiilor dăunătoare corpului uman.

Scopul contoarelor

Contorul Geiger-Muller este un dispozitiv cu doi electrozi conceput pentru a determina intensitatea radiatii ionizante sau, cu alte cuvinte, pentru numărarea particulelor ionizante rezultate din reacții nucleare: ioni de heliu (- particule), electroni (- particule), cuante de raze X (- particule) și neutroni. Particulele se propagă cu foarte viteza mare[până la 2 . 10 7 m/s pentru ioni (energie de până la 10 MeV) și aproximativ viteza luminii pentru electroni (energie 0,2 - 2 MeV)], datorită cărora pătrund în interiorul contorului. Rolul contorului este de a forma un impuls scurt (fracțiune de milisecundă) de tensiune (unități - zeci de volți) atunci când o particulă intră în volumul dispozitivului.

În comparație cu alți detectoare (senzori) de radiații ionizante (camera de ionizare, contor proporțional), contorul Geiger-Muller are o sensibilitate de prag ridicat - vă permite să controlați fondul radioactiv natural al pământului (1 particulă per cm 2 în 10). - 100 de secunde). Limita superioară de măsurare este relativ scăzută - până la 10 4 particule pe cm 2 pe secundă sau până la 10 Sievert pe oră (Sv / h). O caracteristică a contorului este capacitatea de a forma aceleași impulsuri de tensiune de ieșire, indiferent de tipul de particule, energia lor și numărul de ionizări produse de particule în volumul senzorului.

Funcționarea contorului Geiger se bazează pe o descărcare de gaz pulsată neauto-susținută între electrozii metalici, care este inițiată de unul sau mai mulți electroni care apar ca urmare a ionizării gazului -, - sau -particulei. Contoarele folosesc de obicei un design cilindric de electrozi, iar diametrul cilindrului interior (anodului) este mult mai mic (2 sau mai multe ordine de mărime) decât cel exterior (catod), ceea ce are o importanță fundamentală. Diametrul anodului caracteristic este de 0,1 mm.

Particulele intră în contor printr-o carcasă de vid și un catod într-o versiune „cilindrică” a designului (Fig. 2, A) sau printr-o fereastră plată specială subțire în versiunea „finală” a designului (Fig. 2 ,b). Ultima variantă este folosită pentru a detecta particulele β care au o capacitate de penetrare scăzută (de exemplu, sunt reținute de o foaie de hârtie), dar sunt foarte periculoase din punct de vedere biologic dacă sursa de particule pătrunde în organism. Detectoarele cu ferestre de mica sunt, de asemenea, folosite pentru a numara particulele β cu energie redusa (radiatie beta ("moale")).

Orez. 2. Proiecte schematice cilindric ( A) si sfarsit ( b) Contoare Geiger. Denumiri: 1 - carcasă de vid (sticlă); 2 - anod; 3 - catod; 4 - fereastra (mica, celofan)

În versiunea cilindrică a contorului, concepută pentru a înregistra particule de înaltă energie sau raze X moi, se folosește o carcasă de vid cu pereți subțiri, iar catodul este realizat din folie subțire sau sub formă de peliculă subțire de metal (cupru, aluminiu) depus pe suprafata interioara scoici. Într-o serie de modele, un catod metalic cu pereți subțiri (cu rigidizări) este un element al carcasei de vid. Radiația cu raze X dure (-particule) are o putere mare de penetrare. Prin urmare, este înregistrat de detectoare cu pereți suficient de groși ai carcasei de vid și un catod masiv. În contoarele de neutroni, catodul este acoperit cu un strat subțire de cadmiu sau bor, în care radiația neutronică este transformată în radiație radioactivă prin reacții nucleare.

Volumul dispozitivului este de obicei umplut cu argon sau neon cu un amestec mic (până la 1%) de argon la o presiune apropiată de cea atmosferică (10 -50 kPa). Pentru a elimina fenomenele nedorite post-descărcare, în umplutura cu gaz se introduce un amestec de vapori de brom sau alcool (până la 1%).

Capacitatea unui contor Geiger de a detecta particule indiferent de tipul și energia lor (de a genera un impuls de tensiune indiferent de numărul de electroni formați de particulă) este determinată de faptul că, datorită diametrului foarte mic al anodului, aproape toată tensiunea aplicată electrozilor este concentrată într-un strat îngust apropiat de anod. În afara stratului există o „regiune de captare a particulelor” în care ionizează moleculele de gaz. Electronii rupți de particule din molecule sunt accelerați spre anod, dar gazul este slab ionizat din cauza intensității scăzute a câmpului electric. Ionizarea crește brusc după intrarea electronilor în stratul apropiat de anod cu o intensitate mare a câmpului, unde se dezvoltă avalanșe de electroni (una sau mai multe) cu un grad foarte mare de multiplicare a electronilor (până la 10 7). Cu toate acestea, curentul rezultat nu atinge încă o valoare corespunzătoare generării semnalului senzorului.

O creștere suplimentară a curentului până la valoarea de funcționare se datorează faptului că, concomitent cu ionizarea, în avalanșe sunt generați fotoni ultravioleți cu o energie de aproximativ 15 eV, suficientă pentru a ioniza moleculele de impurități din umplerea cu gaz (de exemplu, ionizarea potențialul moleculelor de brom este de 12,8 V). Electronii care au apărut ca urmare a fotoionizării moleculelor în afara stratului sunt accelerați spre anod, dar aici nu se dezvoltă avalanșe din cauza intensității scăzute a câmpului și procesul are un efect redus asupra dezvoltării descărcării. În strat, situația este diferită: fotoelectronii rezultați, datorită intensității mari, inițiază avalanșe intense în care se generează noi fotoni. Numărul lor îl depășește pe cel inițial și procesul în strat după schema „fotoni – avalanșe de electroni – fotoni” crește rapid (câteva microsecunde) (intră în „modul de declanșare”). În acest caz, descărcarea de la locul primelor avalanșe inițiate de particule se propagă de-a lungul anodului („aprindere transversală”), curentul anodului crește brusc și se formează marginea anterioară a semnalului senzorului.

Marginea de fugă a semnalului (o scădere a curentului) se datorează a două motive: o scădere a potențialului anodului din cauza unei căderi de tensiune de la curentul pe rezistor (la marginea anterioară, potențialul este menținut de capacitatea interelectrodului) și o scădere a intensității câmpului electric din strat sub acțiunea încărcăturii spațiale a ionilor după ce electronii pleacă spre anod (sarcina crește potențialele punctelor, ca urmare a căderii de tensiune pe strat scade și pe zona de captare a particulelor crește). Ambele cauze reduc intensitatea dezvoltării avalanșei și procesul conform schemei „avalanșă - fotoni - avalanșă” se estompează, iar curentul prin senzor scade. După sfârșitul impulsului de curent, potențialul anodului crește la nivelul inițial (cu o anumită întârziere din cauza încărcării capacității interelectrodului prin rezistorul anod), distribuția potențialului în golul dintre electrozi revine la forma sa inițială ca ca rezultat al scăpării ionilor către catod, iar contorul restabilește capacitatea de a înregistra sosirea de noi particule.

Sunt produse zeci de tipuri de detectoare de radiații ionizante. Pentru desemnarea lor sunt utilizate mai multe sisteme. De exemplu, STS-2, STS-4 - contoare cu auto-stingere facială sau MS-4 - un contor cu catod de cupru (V - cu wolfram, G - cu grafit) sau SAT-7 - contor de particule faciale, SBM -10 - contor - particule de metal, SNM-42 - contor de neutroni metalici, CPM-1 - contor pentru radiații cu raze X etc.

1.4 Contor Geiger-Muller

LA numarator proportional, evacuarea gazului se dezvolta doar intr-o parte a volumului de gaz. În primul rând, se formează ionizarea primară în el și apoi o avalanșă de electroni. Restul volumului nu este acoperit de evacuarea gazului. Pe măsură ce tensiunea crește, regiunea critică se extinde. Ea crește concentrația de molecule excitate și, prin urmare, numărul de fotoni emiși. Sub influența fotonilor din catod și moleculele de gaz scapă

din ce în ce mai mulți fotoelectroni. Acestea din urmă, la rândul lor, dau naștere la noi avalanșe de electroni în volumul contorului, neocupați de descărcarea de gaz de la ionizarea primară. Astfel, o creștere a tensiunii U duce la propagarea unei descărcări de gaz pe volumul contorului. La o anumită tensiune U p . Denumit prag, evacuarea gazelor acopera intregul volum al contorului. La tensiunea U p începe regiunea Geiger-Muller.

Contorul Geiger (sau contorul Geiger-Muller) este un contor plin cu gaz de particule elementare încărcate, semnal electric din care este sporită datorită ionizării secundare a volumului de gaz al contorului și nu depinde de energia lăsată de particule în acest volum. Inventat în 1908 de H. Geiger și E. Rutherford, ulterior îmbunătățit de Geiger și W. Muller. Contoare Geiger-Muller - cei mai frecventi detectori (senzori) de radiatii ionizante.

Geiger - Contor Muller - un dispozitiv de descărcare în gaz pentru detectarea și studierea diferitelor tipuri de radiații radioactive și alte radiații ionizante: particule α și β, γ-quanta, cuante de lumină și raze X, particule de mare energie în raze cosmice și la acceleratori. Cuantele gamma sunt înregistrate de un contor Geiger-Muller prin particule ionizante secundare - fotoelectroni, electroni Compton, perechi electron-pozitron; neutronii sunt înregistrați prin nuclee de recul și produse ale reacțiilor nucleare care apar în gazul contorului. Contorul funcționează la tensiuni corespunzătoare auto-susținerii

descărcarea corona (secțiunea V, Fig. 21).

Orez. 21. Schema pornirii contorului Geiger

Se aplică o diferență de potențial (V) între pereți și electrodul central printr-o rezistență R derivată de un condensator

C1.

Acest contor are o probabilitate de aproape 100% de a detecta o particulă încărcată, deoarece pt

O singură pereche electron-ion este suficientă pentru ca descărcarea să aibă loc.

Din punct de vedere structural, contorul Geiger este proiectat și ca un contor proporțional, adică. este un condensator (de obicei cilindric), cu un câmp electric foarte neuniform. Un potențial pozitiv (anod) este aplicat electrodului interior (un fir subțire de metal), iar un potențial negativ (catod) este aplicat celui exterior. Electrozii sunt închiși într-un rezervor închis ermetic umplut cu puțin gaz până la o presiune de 13-26 kN/m2 (100-200 mm pm .st .). O tensiune de mai multe sotv este aplicată electrozilor contorului. Semnul + se aplică firului prin rezistența R.

Din punct de vedere funcțional, contorul Geiger repetă și contorul proporțional, dar se deosebește de acesta din urmă prin aceea că, datorită diferenței de potențial mai mare pe electrozi, funcționează într-un astfel de mod când este suficient pentru apariția unui electron în volumul detectorului să dezvoltă un proces puternic asemănător unei avalanșe datorită ionizării secundare (amplificarea gazului), care este capabilă să ionizeze întreaga regiune din apropierea filamentului anod. În acest caz, impulsul de curent atinge valoarea limită (saturat) și nu depinde de ionizarea primară. Dezvoltându-se ca o avalanșă, acest proces se termină cu formarea unui nor de ioni de electroni în spațiul interelectrod, care îi crește brusc conductibilitatea. În esență, atunci când o particulă intră într-un contor Geiger, o descărcare independentă de gaz se aprinde (se aprinde) în ea, vizibilă (dacă recipientul este transparent) chiar și cu un simplu gaz. În acest caz, factorul de amplificare a gazului poate ajunge la 1010, iar magnitudinea pulsului poate ajunge la zeci de volți.

Are loc un flash de descărcare corona și curentul curge prin contor.

Distribuția câmpului electric în contor este astfel încât descărcarea se dezvoltă numai în vecinătatea anodului contorului la o distanță de mai multe diametre de filament. Electronii se acumulează rapid pe filament (nu mai mult de 10-6 secunde), în jurul căruia se formează o „înveliș” de ioni pozitivi. O sarcină spațială pozitivă crește diametrul efectiv al anodului și, prin urmare, reduce intensitatea câmpului, astfel încât descărcarea este întreruptă. Pe măsură ce stratul de ioni pozitivi se îndepărtează de filament, efectul său de ecranare slăbește și intensitatea câmpului în apropierea anodului devine suficientă pentru formarea unui nou flash de descărcare. Ionii pozitivi, apropiindu-se de catod, elimină electronii din acesta din urmă, ducând la formarea de atomi neutri ai unui gaz inert în stare excitată. Atomi excitați la

apropiindu-se suficient de catod, electronii sunt scoși din suprafața acestuia, care devin fondatorii noilor avalanșe. Fără influenta externa un astfel de contor ar fi într-o descărcare intermitentă lungă.

Astfel, cu un R suficient de mare (108 -1010 ohm), pe fir se acumulează o sarcină negativă

și diferența de potențial dintre filament și catod scade rapid, determinând încetarea descărcării. După aceea, sensibilitatea contorului este restabilită după 10-1 -10-3 sec (timp de descărcare a capacității C prin rezistența R). Acesta este timpul necesar pentru ca ionii pozitivi lenți care au umplut spațiul din apropierea filamentului anodului după trecerea particulei și trecerea avalanșei de electroni să ajungă la catod,

și a restabilit sensibilitatea detectorului. Un timp mort atât de lung este incomod pentru multe aplicații.

Pentru uz practic se folosesc contoare Geiger care nu se autosting diferite căi terminarea descarcarii:

a) Utilizarea circuitelor electronice pentru stingerea unei descărcări într-un gaz. Un circuit electronic adaptat pentru aceasta, la momentul potrivit, emite un „contor semnal” la contor, care oprește descărcarea independentă și „ține” contorul pentru un timp până când particulele încărcate care au apărut sunt complet neutralizate. Caracteristicile unui astfel de contor cu circuit de suprimare a descarcarii sunt apropiate de cele ale contoarelor cu autostingere si uneori le depasesc.

b) stingere prin selectarea valorilor rezistenței de sarcină și capacității echivalente, precum și a tensiunii de pe contor.

LA În funcție de mecanismul de stingere a descărcării, se disting două grupe de contoare: neauto-stingătoare și auto-stingătoare. În contoarele care nu se stinge automat, timpul „mort” este prea lung(10-2 sec), pentru el

se aplică reduceri circuite electronice stingerea prin descărcare, care reduc timpul de rezoluție până la momentul colectării ionilor pozitivi la catod (10-4 sec).

Acum contoarele care nu se stinge automat, la care descărcările sunt stinse de rezistența R , sunt înlocuite cu contoare cu autostingere, care sunt și mai stabile. În ele, datorită unei umpleri speciale cu gaz (un gaz inert cu un amestec de molecule complexe, cum ar fi vaporii de alcool, și un mic

un amestec de halogeni - clor, brom, iod) descărcarea se rupe de la sine chiar și la rezistențe mici R. Timp mort al contorului cu autostingere ~10-4 sec.

LA 1937 Trost a atras atenția asupra faptului că, dacă un tejghea se umple cu argon,

adăugați o cantitate mică (câteva procente) de vapori Alcool etilic(C2 H5 OH), atunci descărcarea cauzată în contor de o particulă ionizantă se va stinge de la sine. Ulterior, s-a dovedit că stingerea spontană a descărcării în contor are loc și atunci când alți vapori sunt adăugați la argon. compusi organici având compuși poliatomici complecși. Aceste substante se numesc de obicei stingere, iar contoarele Geiger-Muller, in care se folosesc aceste substante, se numesc contoare de tip auto-stingere. Un contor cu auto-stingere este umplut cu un amestec de două (sau mai multe) gaze. Un gaz, cel principal, este de aproximativ 90% în amestec, celălalt, gazul de stingere, este de aproximativ 10%. Componentele amestecului de lucru trebuie să satisfacă conditie obligatorie, care constă în faptul că potenţialul de ionizare al gazului de stingere trebuie să fie mai mic decât primul potenţial de excitaţie al gazului principal.

Cometariu. Detectoarele cu fir cu xenon sunt adesea folosite pentru a detecta raze X. Un exemplu este primul fluorograf medical digital cu scanare domestică MTsRU SIBIR. O altă aplicație a contoarelor de raze X este un spectrometru de dispersie a undelor cu fluorescență de raze X (de exemplu, Venus 200), conceput pentru a determina diverse elementeîn substanţe şi materiale. În funcție de elementul de determinat, se pot utiliza următoarele detectoare: - detector proporțional cu debit cu ferestre de 1, 2, 6 microni grosime, detector de neon fără curgere cu geamuri de 25 și 50 microni grosime, - detector de cripton fără flux cu un fereastra de 100 microni grosime, - detector xenon cu fereastra de 200 microni si detector de scintilatie cu fereastra de 300 microni.

Contoarele cu autostingere permit viteza mare conturi fără circuite electronice speciale

stingând scurgerea, așa că au găsit aplicare largă. Contoarele cu autostingere cu impurități organice de stingere au o durată de funcționare limitată (108 -1010 impulsuri). Când unul dintre halogeni este utilizat ca impuritate de stingere (cel mai des este folosit Br2 mai puțin activ), durata de viață devine practic nelimitată datorită faptului că moleculele de halogen diatomic se formează din nou după disocierea în atomi (în timpul procesului de descărcare). Dezavantajele contoarelor cu halogen includ complexitatea tehnologiei lor de fabricație din cauza activității chimice a halogenilor și a timpului lung de creștere a frontului de avans al impulsurilor datorită atașării electronilor primari la molecula de halogen. „Tragerea” frontului de atac al impulsului în contoarele cu halogen le face inaplicabile în circuitele de coincidență.

Principalele caracteristici ale contorului sunt: ​​caracteristica de numărare - dependența ratei de numărare de mărimea tensiunii de operare; eficiența contorului - exprimată ca procent din raportul dintre numărul de particule numărate și numărul tuturor particulelor care intră în volumul de lucru al contorului; timp de rezolvare -

intervalul minim de timp dintre impulsuri la care acestea sunt înregistrate separat și durata de viață a contoarelor.

Orez. 22. Schema apariției timpului mort în contor Geiger-Muller.(Forma pulsului în timpul descărcării într-un contor Geiger-Muller).

Durata de timp necesară pentru a restabili sensibilitatea la radiații a contorului Geiger și determină de fapt viteza acestuia - timp "mort" - este caracteristica importantă a pașaportului.

Dacă o descărcare cauzată de o particulă nucleară începe în contorul Geiger-Muller la momentul t 0, atunci tensiunea de pe contor scade brusc. Contorul pentru un anumit timp, care se numește timp mort τ m , nu este capabil să regleze alte particule. Din momentul t 1 , i.e. după ce timpul mort a trecut, contorul poate avea din nou o autodescărcare. Cu toate acestea, la început, amplitudinea pulsului este încă mică. Abia după ce sarcina spațială ajunge la suprafața catodului, în contor se formează impulsuri de amplitudine normală. Intervalul de timp τ s dintre momentul t 0 când a avut loc o descărcare independentă în contor și momentul restabilirii tensiunii de funcționare t 3 se numește timp de recuperare. Pentru ca aparatul de înregistrare să poată număra pulsul este necesar ca amplitudinea acestuia să depășească o anumită valoare U p . Intervalul de timp dintre momentul apariţiei unei descărcări independente t 0 şi momentul formării impulsului U p t 2 de amplitudine se numeşte timpul de rezoluţie τ p al contorului Geiger-Muller. Timpul de rezolvare τ p este ceva mai mare decât timpul mort.

Dacă un număr mare de particule intră în contor în fiecare secundă (câteva mii sau mai mult), atunci timpul de rezolvare τ p va fi comparabil ca mărime cu intervalul de timp mediu dintre impulsuri, astfel încât un număr semnificativ de impulsuri nu sunt numărate. Fie m rata de numărare observată a contorului. Atunci fracția de timp în care unitatea de numărare este insensibilă este m τ . Prin urmare, numărul de impulsuri pierdute pe unitatea de timp este egal cu nm τ p , unde n este rata de numărare care ar fi observată dacă timpul de rezoluție ar avea o valoare neglijabilă. Asa de

Corecția ratei de numărare care este dată de această ecuație se numește corecția timpului mort de decontare.

Contoarele cu auto-stingere cu halogen se disting prin cea mai scăzută tensiune de alimentare, parametrii excelenți ai semnalului de ieșire și viteza suficient de mare, s-au dovedit a fi potrivite în special pentru utilizarea ca senzori de radiații ionizante în dispozitivele de monitorizare a radiațiilor de uz casnic.

Fiecare particulă detectată de contor face să apară un impuls scurt în circuitul său de ieșire. Numărul de impulsuri care apar pe unitatea de timp - rata de numărare a contorului Geiger - depinde de nivelul radiațiilor ionizante și de tensiunea electrozilor săi. Un grafic tipic al ratei de numărare în funcție de tensiunea de alimentare V este prezentat în Fig. 23. Aici V zazh este tensiunea de începere a numărării, V 1 și V 2 sunt limitele inferioare și superioare ale zonei de lucru, așa-numitul platou, pe care rata de numărare este aproape independentă de tensiunea de alimentare a tejghea. Tensiunea de operare V slave este de obicei aleasă la mijlocul acestei secțiuni. Ea corespunde cu N p - rata de numărare în acest mod.

Orez. 23. Dependența ratei de numărare de tensiunea de alimentare în contorul Geiger (caracteristică de numărare)

Dependența ratei de numărare de nivelul de expunere la radiații a contorului este cea mai importantă caracteristică a acesteia. Graficul acestei dependențe este aproape liniar și, prin urmare, de multe ori sensibilitatea la radiații a contorului este exprimată în impulsuri / μR (pulsuri per microroentgen; această dimensiune decurge din raportul dintre viteza de numărare - impulsuri / s - la nivelul radiației - μR/s). LA

în cazurile în care nu este indicat (nu rar, din păcate), să se judece sensibilitatea la radiații

contorul a explicat diferit, de asemenea, foarte parametru important- background propriu. Acesta este numele ratei de numărare, a cărei cauză este a două componente: extern - fondul natural de radiație și intern - radiația radionuclizilor prinși în designul contor în sine, precum și emisia spontană de electroni a catodului său. („fond” în dozimetrie are aproape același sens ca „zgomot” în electronica radio; în ambele cazuri vorbim despre efectele fundamental inamovibile asupra echipamentului.)

Încă una caracteristică importantă Contorul Geiger este dependența sensibilității sale la radiații de energia ("duritatea") particulelor ionizante. În jargonul profesional, graficul acestei dependențe se numește „accident vascular cerebral cu rigiditate”. În ce măsură este importantă această dependență, arată graficul din figură. „Călătoriți cu rigiditate” va afecta în mod evident acuratețea măsurătorilor efectuate.

În esență, contorul Geiger este foarte simplu. Un amestec de gaz constând în principal din neon și argon ușor ionizabile a fost introdus într-un recipient etanș bine evacuat cu doi electrozi. Balonul poate fi din sticlă, metal, etc. De obicei, contoarele percep radiația cu întreaga lor suprafață, dar există și cele care au o „fereastră” specială în balon pentru aceasta.

Contoarele Geiger sunt capabile să răspundă la cel mai mult tipuri diferite radiații ionizante - α, β, γ, ultraviolete, raze X, neutroni. Dar sensibilitatea spectrală reală a contorului depinde în mare măsură de proiectarea acestuia. Astfel, fereastra de intrare a unui contor sensibil la radiația α și β moale trebuie să fie foarte subțire; pentru aceasta se folosește de obicei mica cu grosimea de 3 ... 10 microni. Balonul contorului, care reacționează la radiația tare β - și γ -, are de obicei forma unui cilindru cu o grosime a peretelui de 0,05 .... 0,06 mm (de asemenea servește ca catod al contorului). Fereastra contorului de raze X este din beriliu, iar contorul de ultraviolete este din sticla de cuarț.

Orez. Fig. 24. Dependența ratei de numărare de energia cuantelor gamma („mișcare cu rigiditate”) într-un contor Geiger

Borul este introdus în contorul de neutroni, la interacțiunea cu care fluxul de neutroni este convertit în particule α ușor de detectat. Radiația fotonică - ultravioletă, raze X, γ - radiație - contoarele Geiger percep indirect - prin efectul fotoelectric, efectul Compton, efectul producerii de perechi; în fiecare caz, radiația care interacționează cu materialul catodului este transformată într-un flux de electroni.

Orez. 25. Instalatie radiometrica bazata pe contorul Geiger-Muller.

Faptul că contorul Geiger este un dispozitiv de avalanșă are și dezavantajele sale - nu se poate judeca cauza principală a excitației sale prin reacția unui astfel de dispozitiv. Impulsurile de ieșire generate de contorul Geiger sub acțiunea particulelor α, electronilor, γ-quanta (într-un contor care reacționează la toate aceste tipuri de radiații) nu diferă în niciun fel. înșiși

particule, energiile lor dispar complet în avalanșele gemene pe care le generează.

Calitatea unui contor Geiger-Muller este de obicei judecată după forma caracteristicii sale de numărare. Pentru contoarele „bune”, lungimea părții de numărare este de 100-300 V cu o pantă de platou de cel mult 3 - 5% la 100 V. Tensiunea de funcționare a contorului V slave este de obicei aleasă la mijlocul numărării sale zonă.

Deoarece rata de numărare a particulelor de pe platou variază proporțional cu intensitatea iradierii cu particule nucleare, contoarele Geiger-Muller sunt utilizate cu succes pentru măsurători relative ale activității surselor radioactive. Măsurători absolute dificil din cauza contabilității un numar mare amendamente suplimentare. Când lucrați cu surse de intensitate scăzută, ar trebui să țineți cont de fundalul contorului din cauza radiației cosmice, a radioactivității mediu inconjuratorși contaminarea radioactivă a contramaterialului. Inițial, gazele nobile, în special, argonul și neonul, erau cel mai des folosite ca gaze de umplere în tejghea. Majoritatea contoarelor au o presiune în intervalul de la 7 la 20 cm Hg, deși uneori funcționează la presiuni mari, până la 1 atm. În contoarele de acest tip, este necesar să se utilizeze circuite electronice speciale pentru a stinge descărcarea de gaze care a apărut atunci când radiațiile ionizante intră în contor. Prin urmare, astfel de contoare sunt numite contoare Geiger-Muller de tip care nu se stinge automat. Au o rezoluție foarte slabă. Folosirea circuitelor de stingere forțată a descărcării, îmbunătățirea

rezoluția complică semnificativ configurarea experimentală, mai ales dacă un număr mare de contoare sunt utilizate simultan.

Un contor tipic din sticlă Geiger-Muller este prezentat în Fig. 25.

Orez. 25. Contor Geiger-Muller din sticla: 1 -

tub de sticlă etanșat geometric; 2 - catod ( strat subțire cupru pe tub din oțel inoxidabil); 3 - ieșirea catodului; 4 - anod (fir întins subțire).

În tabel. 1 oferă informații despre contoarele Geiger cu halogen cu autostingere

Producția rusă, cea mai potrivită pentru aparate electrocasnice controlul radiațiilor.

Denumiri: 1 - tensiune de lucru, V; 2 - platou - zonă de dependență scăzută a ratei de numărare de tensiunea de alimentare, V; 3 - fond propriu, imp/i, nu mai mult; 4 - sensibilitatea la radiații a contorului, puls/μR (* - pentru cobalt-60); 5 - amplitudinea impulsului de ieșire, V, nu mai mică; 6 - dimensiuni, mm - diametru x lungime (lungime x latime x

înălţime); 7.1 - radiații dure β - și γ -; 7.2 - aceeași și moale β - radiație; 7,3 - la fel și α - radiație; 7,4 -γ - radiație.

Fig.26. Ceasuri cu contor Geiger-Muller încorporat.

Contorul Geiger-Muller, tip STS-6, numără particulele β și γ și aparține contoarelor cu auto-stingere. Este un cilindru din oțel inoxidabil cu o grosime a peretelui de 50 mg/(cm2) cu rigidizări pentru rezistență. Blatul este umplut cu un amestec de vapori de neon și brom. Bromul stinge scurgerea.

Design-urile contoarelor sunt foarte diverse și depind de tipul de radiație și de energia acesteia, precum și de tehnica de măsurare).

Configurația radiometrică bazată pe contorul Geiger-Muller este prezentată în Fig. 27. Tensiunea este furnizată contorului de la o sursă de energie de înaltă tensiune. Impulsurile de la contor sunt introduse în blocul amplificator, unde sunt amplificate și apoi înregistrate de dispozitivul de numărare.

Contoarele Geiger-Muller sunt folosite pentru a înregistra toate tipurile de radiații. Ele pot fi utilizate atât pentru măsurători absolute, cât și relative ale emisiilor radioactive.

Orez. 27. Proiectarea contoarelor Geiger-Muller: a - cilindric; b

– umplutura interioara; g - curgătoare pentru lichide. 1 – anod (electrodul colector); 2 - catod; 3 - sticla de sticla; 4 - cabluri pentru electrozi; 5 - tub de sticlă; 6 - izolator; 7 - fereastra mica; 8 - supapă de admisie gaz.

Contorul Geiger este senzorul principal pentru măsurarea radiațiilor. Înregistrează radiațiile gamma, alfa, beta și razele X. Are cea mai mare sensibilitate în comparație cu alte metode de înregistrare a radiațiilor, de exemplu, camerele de ionizare. Aceasta este Motivul principal distribuția sa omniprezentă. Alți senzori pentru măsurarea radiațiilor sunt utilizați foarte rar. Aproape toate dispozitivele de control dozimetric se bazează pe contoare Geiger. Sunt produse în serie și există dispozitive de diferite niveluri: de la dozimetre de acceptare militară la bunuri de consum chinezești. Acum nu este o problemă să achiziționați orice dispozitiv pentru măsurarea radiațiilor.

Până de curând, nu a existat o distribuție omniprezentă a instrumentelor dozimetrice. Deci până în 1986 în timpul Accident de la Cernobîl s-a dovedit că populația pur și simplu nu avea dispozitive de recunoaștere dozimetrică, ceea ce, de altfel, a agravat și mai mult consecințele dezastrului. În același timp, în ciuda răspândirii radioamatorilor și a cercurilor de creativitate tehnică, contoarele Geiger nu erau vândute în magazine, astfel încât fabricarea dozimetrelor de casă a fost imposibilă.

Principiul de funcționare al contoarelor Geiger

Acesta este un dispozitiv de electrovacuum cu o extremă principiu simplu muncă. Senzorul de radiații este o cameră de metal sau sticlă cu metalizare, umplută cu un gaz inert rarefiat. Un electrod este plasat în centrul camerei. Pereții exteriori ai camerei sunt conectați la o sursă de înaltă tensiune (de obicei 400 volți). Electrodul interior - la amplificatorul sensibil. Radiația ionizantă (radiația) este un flux de particule. Ele transportă literalmente electroni de la catodul de înaltă tensiune la filamentele anodului. Este pur și simplu indusă o tensiune pe el, care poate fi deja măsurată prin conectarea la un amplificator.

Sensibilitatea ridicată a contorului Geiger se datorează efectului de avalanșă. Energia pe care amplificatorul o înregistrează la ieșire nu este energia sursei de radiații ionizante. Aceasta este energia sursei de înaltă tensiune a dozimetrului în sine. Particula care pătrunde poartă doar un electron (o sarcină de energie care se transformă într-un curent înregistrat de contor). Între electrozi s-a introdus un amestec gazos format din gaze nobile: argon, neon. Este conceput pentru a stinge descărcările de înaltă tensiune. Dacă apare o astfel de descărcare, atunci acesta va fi un contor fals pozitiv. Circuitul de măsurare ulterior ignoră astfel de vârfuri. În plus, sursa de înaltă tensiune trebuie protejată și de acestea.

Circuitul de alimentare din contorul Geiger oferă un curent de ieșire de câțiva microamperi la o tensiune de ieșire de 400 volți. Valoarea exactă a tensiunii de alimentare este setată pentru fiecare marcă a contorului conform specificației sale tehnice.

Capabilitățile contoare Geiger, sensibilitate, radiații detectate

Folosind un contor Geiger, este posibilă înregistrarea și măsurarea radiațiilor gamma și beta cu o precizie ridicată. Din păcate, este imposibil să recunoaștem direct tipul de radiație. Acest lucru se realizează indirect prin plasarea de bariere între senzor și obiectul sau zona examinată. Razele gamma sunt foarte transmisive și fondul lor nu se schimbă. Dacă dozimetrul detectează radiații beta, atunci instalarea unei bariere de separare, chiar și de la foaie subțire metalul va bloca aproape complet fluxul de particule beta.

Seturile de dozimetre individuale DP-22, DP-24 care erau larg răspândite în trecut nu foloseau contoare Geiger. În schimb, acolo a fost folosit un senzor cu cameră de ionizare, astfel încât sensibilitatea a fost foarte scăzută. Dispozitivele dozimetrice moderne bazate pe contoare Geiger sunt de mii de ori mai sensibile. Ele pot fi folosite pentru a înregistra schimbările naturale ale fondului radiației solare.

O caracteristică notabilă a contorului Geiger este sensibilitatea acestuia, care este de zeci și sute de ori mai mare decât nivelul necesar. Dacă un contor este pornit într-o cameră de plumb complet protejată, va afișa un fundal imens de radiații naturale. Aceste indicații nu reprezintă un defect în designul contorului în sine, care a fost verificat de numeroase studii de laborator. Astfel de date sunt o consecință a fondului radiației cosmice naturale. Experimentul arată doar cât de sensibil este contorul Geiger.

Mai ales pentru măsurarea acestui parametru în specificatii tehnice este indicată valoarea „sensibilitatea contorului de impulsuri microsecundă” (impulsuri pe microsecundă). Cu cât aceste impulsuri sunt mai multe - cu atât sensibilitatea este mai mare.

Măsurarea radiațiilor cu contor Geiger, circuit dozimetru

Circuitul dozimetrului poate fi împărțit în două module funcționale: o sursă de alimentare de înaltă tensiune și un circuit de măsurare. Alimentare de înaltă tensiune - circuit analogic. Modulul de măsurare pe dozimetre digitale este întotdeauna digital. Acesta este un contor de impulsuri care afișează valoarea corespunzătoare sub formă de numere pe scara dispozitivului. Pentru a măsura doza de radiație, este necesar să numărați impulsurile pe minut, 10, 15 secunde sau alte valori. Microcontrolerul convertește numărul de impulsuri într-o valoare specifică pe scara dozimetrului în unități standard de radiație. Iată cele mai comune:

• radiografie (de obicei se folosește micro-roentgen);
• Sievert (microsievert - mSv);
• Gri, fericit
• densitatea fluxului în microwați/m2.

Sievert-ul este cea mai utilizată unitate pentru măsurarea radiațiilor. Toate normele sunt corelate cu acesta, nu sunt necesare recalculări suplimentare. Rem - o unitate pentru determinarea efectului radiațiilor asupra obiectelor biologice.

Comparația unui contor Geiger cu descărcare în gaz cu un senzor de radiații cu semiconductor

Contorul Geiger este un dispozitiv de descărcare de gaze și tendință modernă microelectronica - scaparea de ele peste tot. Au fost dezvoltați zeci de senzori de radiații cu semiconductori. Nivelul de fond de radiație înregistrat de aceștia este mult mai mare decât pentru contoarele Geiger. Sensibilitatea unui senzor semiconductor este mai slabă, dar are un alt avantaj - eficiența. Semiconductoarele nu necesită putere de înaltă tensiune. Sunt potrivite pentru dozimetre portabile alimentate cu baterii. Un alt avantaj este înregistrarea particulelor alfa. Volumul de gaz al contorului este mult mai mare decât un senzor cu semiconductor, dar dimensiunile sale sunt încă acceptabile chiar și pentru echipamente portabile.

Măsurarea radiațiilor alfa, beta și gama

Radiația gamma este cea mai ușor de măsurat. Aceasta este radiatie electromagnetica, care este un flux de fotoni (lumina este și un flux de fotoni). Spre deosebire de lumină, are mult mai mult frecventa inaltași lungime de undă foarte scurtă. Acest lucru îi permite să pătrundă prin atomi. LA aparare civila Razele gamma sunt radiații penetrante. Pătrunde prin pereții caselor, mașinilor, diverse structuri si este intarziata doar de un strat de pamant sau beton cativa metri. Înregistrarea cuantelor gamma se realizează cu calibrarea dozimetrului în funcție de radiația gamma naturală a soarelui. Sursele de radiații nu sunt necesare. Este o chestiune complet diferită cu radiațiile beta și alfa.

Dacă radiația ionizantă α (radiația alfa) provine de la obiecte externe, atunci este aproape sigură și reprezintă un flux de nuclee de atomi de heliu. Intervalul și permeabilitatea acestor particule este mică - câțiva micrometri (milimetri maxim) - în funcție de permeabilitatea mediului. Datorită acestei caracteristici, aproape că nu este înregistrată de contorul Geiger. În același timp, înregistrarea radiațiilor alfa este importantă, deoarece aceste particule sunt extrem de periculoase atunci când pătrund în organism cu aer, alimente și apă. Pentru decretarea lor, contoarele Geiger sunt folosite într-o măsură limitată. Senzorii speciali cu semiconductori sunt mai des întâlniți.

Radiația beta este perfect înregistrată de contorul Geiger, deoarece particula beta este un electron. Poate zbura sute de metri în atmosferă, dar este bine absorbit suprafete metalice. În acest sens, contorul Geiger trebuie să aibă o fereastră de mica. Camera metalică este realizată cu o grosime mică a peretelui. Compoziția gazului intern este selectată astfel încât să asigure o mică cădere de presiune. Detectorul de radiații beta este plasat pe o sondă de la distanță. În viața de zi cu zi, astfel de dozimetre nu sunt foarte frecvente. Acestea sunt în mare parte produse militare.

Dozimetru personal cu contor Geiger

Această clasă de dispozitive are o sensibilitate ridicată, spre deosebire de modelele mai vechi cu camere de ionizare. Modele de încredere oferite de mulți producătorii interni: „Terra”, „MKS-05”, „DKR”, „Radeks”, „RKS”. Acestea sunt toate dispozitive de sine stătătoare cu date de ieșire pe ecran în unități de măsură standard. Există un mod de afișare a dozei acumulate de radiații și a nivelului instantaneu de fond.

O direcție promițătoare este atașarea unui dozimetru de uz casnic la un smartphone. Se produc astfel de dispozitive producatori straini. Au capacități tehnice bogate, există o funcție de stocare a citirilor, calcularea, recalcularea și însumarea radiațiilor pentru zile, săptămâni, luni. Până acum, din cauza volumelor reduse de producție, costul acestor dispozitive este destul de ridicat.

Dozimetre de casă, de ce sunt necesare?

Contorul Geiger este element specific dozimetru, complet inaccesibil la auto-fabricare. In plus, se gaseste doar in dozimetre sau se vinde separat in magazinele radio. Dacă acest senzor este disponibil, toate celelalte componente ale dozimetrului pot fi asamblate independent de părți dintr-o varietate de electronice de consum: televizoare, plăci de bazăși altele. Aproximativ o duzină de modele sunt acum oferite pe site-uri și forumuri de radio amatori. Merită să le colectați, deoarece acestea sunt cele mai dezvoltate opțiuni pe care le au ghiduri detaliate pentru configurare și reglare.

Circuitul de comutare al contorului Geiger implică întotdeauna prezența unei surse de înaltă tensiune. Tensiunea tipică de funcționare a contorului este de 400 volți. Se obține în funcție de circuitul generatorului de blocare, iar acesta este cel mai complex element al circuitului dozimetrului. Ieșirea contorului poate fi conectată la un amplificator de joasă frecvență și poate număra clicurile din difuzor. Un astfel de dozimetru este asamblat în cazuri de urgenta când practic nu există timp pentru producție. Teoretic, ieșirea unui contor Geiger poate fi conectată la intrarea audio a echipamentelor de uz casnic, cum ar fi un computer.

Dozimetre de casa potrivite pentru măsurători precise, toate asamblate pe microcontrolere. Nu sunt necesare abilități de programare aici, deoarece programul este înregistrat gata făcut din acces gratuit. Dificultățile de aici sunt tipice pentru producția electronică de acasă: obținerea unei plăci de circuit imprimat, lipirea componentelor radio, realizarea unei carcase. Toate acestea se rezolvă într-un mic atelier. Dozimetrele de casă de la contoarele Geiger sunt realizate în cazurile în care:

• nu există nicio modalitate de a cumpăra un dozimetru gata făcut;
• aveți nevoie de un dispozitiv cu caracteristici speciale;
• este necesar să se studieze procesul de construcție și reglare a dozimetrului.

Un dozimetru de casă este calibrat pe fundalul natural folosind un alt dozimetru. Acest lucru completează procesul de construcție.

Dacă aveți întrebări - lăsați-le în comentariile de sub articol. Noi sau vizitatorii noștri vom fi bucuroși să le răspundem.

Contor Geiger-Muller cu descărcare de gaz (G-M). Fig.1 este un cilindru de sticlă (cilindru) umplut cu un gaz inert (cu

impurități cu halogen) la o presiune puțin sub cea atmosferică. Un cilindru subțire de metal în interiorul balonului servește drept catod K; anodul A este un conductor subțire care trece prin centrul cilindrului. Se aplică o tensiune între anod și catod U LA =200-1000 V. Anodul și catodul sunt conectate la circuitul electronic al instrumentului radiometric.

Fig.1 Contor cilindric Geiger-Muller.

1 – filament anod 2 – catod tubular

U în – sursă de înaltă tensiune

R n – rezistenta la sarcina

Cu V – rezervor de stocare separator

R - dispozitiv de numărare cu indicație

ξ este o sursă de radiații.

Cu ajutorul contorului G-M, este posibilă înregistrarea tuturor particulelor de radiații (cu excepția particulelor α ușor absorbite); astfel încât particulele β să nu fie absorbite de carcasa contorului, aceasta are fante acoperite cu o peliculă subțire.

Să explicăm caracteristicile funcționării contorului G-M.

Particulele β interacționează direct cu moleculele de gaz ale contorului, în timp ce neutronii și fotonii γ (particule neîncărcate) interacționează slab cu moleculele de gaz. În acest caz, mecanismul de formare a ionilor este diferit.

vom efectua o masurare dozimetrica a mediului in apropierea punctelor K si A, datele obtinute vor fi trecute in Tabel. unu.

Pentru a efectua măsurarea aveți nevoie de:

1. Conectați dozimetrul la o sursă de alimentare (9v).

2. Pe partea din spate a dozimetrului, închideți fereastra detectorului cu un obturator (ecran).

3. Setați comutatorulMOD(mod) în poziţia γ ("P").

4. Setați comutatorulGAMĂ(gamă) la pozițieX1 (pag n \u003d 0,1-50 μSv / h).

5. Setați comutatorul de alimentare al dozimetrului în pozițiaPE(Pe).

6. Dacă în poziţia x1 există a semnal sonor iar rândurile numerice ale afișajului sunt complet umplute, apoi trebuie să comutați la intervalul x10 (P n \u003d 50-500 μSv / h).

7. După finalizarea însumării impulsurilor, afișajul dozimetrului va afișa o doză echivalentă cu putereaP Hγ µSv/h; dupa 4-5 sec. va avea loc resetarea.

8. Dozimetrul este din nou gata pentru măsurători de radiații. Un nou ciclu de măsurare începe automat.

Tabelul 1.

Valoarea rezultată în spațiul de lucru (AB) este determinată de formulă

=
, µSv/h (6)

- citirile dozimetrului dau valorile fondului de radiație la punct;

Cantitatea de radiație în fiecare punct de măsurare respectă legile fluctuației. Așadar, pentru a obține cea mai probabilă valoare a valorii măsurate, este necesar să se facă o serie de măsurători;

- în cazul dozimetriei radiaţiei β, măsurătorile trebuie efectuate în apropierea suprafeţei corpurilor studiate.

4. Preluarea măsurătorilor. P.1. Determinarea ratei de doză echivalentă a radiației naturale de fond.

Pentru a determina fundalul γ al mediului, selectăm (față de orice obiecte (corpuri)) două puncte A, K, situate la o distanță de ~1 metru unul de celălalt și, fără a atinge corpurile,

Neutronii, interacționând cu atomii catodici, generează microparticule încărcate (fragmente de nuclee). Radiația gamma

interacționează în principal cu substanța (atomii) catodului, generând radiații fotonice, care ionizează în continuare moleculele de gaz.

De îndată ce ionii apar în volumul contorului, mișcarea sarcinilor va începe sub acțiunea câmpului electric anod-catod.

În apropierea anodului, liniile intensității câmpului electric se îngroașă brusc (datorită diametrului mic al filamentului anodului), intensitatea câmpului crește brusc. Electronii, apropiindu-se de filament, primesc o accelerație mare, există ionizarea de impact a moleculelor de gaz neutru , o descărcare corona independentă se propagă de-a lungul filamentului.

Datorită energiei acestei descărcări, energia impulsului inițial al particulelor crește brusc (până la 10 8 o singura data). Când o descărcare corona se propagă, o parte din încărcături se va scurge încet printr-o rezistență mare R n ~10 6 Ohm (Fig. 1). În circuitul detector de rezistențăR n vor exista impulsuri de curent proporționale cu fluxul inițial de particule. Impulsul de curent rezultat este transferat la capacitatea de stocare C V (C~10 3 picofarad), amplificat și înregistrat în continuare prin schema de conversie R.

Avand multa rezistentaR nîn circuitul detector duce la faptul că pe anod se vor acumula sarcini negative. Intensitatea câmpului electric al anodului va scădea și la un moment dat ionizarea impactului va fi întreruptă, descărcarea se va stinge.

Un rol important în suprimarea descărcării de gaze rezultate îl joacă halogenii prezenți în gazul contorului. Potențialul de ionizare al halogenilor este mai mic decât cel al gazelor inerte, prin urmare, atomii de halogen „absorb” mai activ fotonii care provoacă o descărcare independentă, transformând această energie în energie de disipare, stingând astfel descărcarea independentă.

După ce ionizarea prin impact (și descărcarea corona) este întreruptă, începe procesul de recuperare a gazului la starea inițială (de lucru). În acest timp, contorul nu funcționează, adică. nu înregistrează particule zburătoare. Acest interval

timpul se numește „timp mort” (timp de recuperare). Pentru contor G-Mtimp mort = Δt~10 -4 secunde.

Contorul G-M reacționează la lovirea fiecărei particule încărcate, fără a le distinge prin energie, dar dacă puterea scade

radiația este neschimbată, atunci rata de numărare a pulsului este proporțională cu puterea radiației, iar contorul poate fi calibrat în unități de doze de radiație.

Calitatea unui detector cu autostingere cu descărcare în gaz este determinată de dependența frecvenței medii a impulsuluiNpe unitatea de timp de la tensiuneU pe electrozii săi la o intensitate constantă de radiație. Această dependență funcțională se numește caracteristica de numărare a detectorului (Fig. 2).

După cum se arată în Figura 2, cândU < U 1 tensiunea aplicată este insuficientă pentru apariția unei descărcări de gaz atunci când o particulă încărcată sau o rază gamma intră în detector. Începând cu tensiunea U LA > U 2 ionizarea de impact are loc în contor, o descărcare corona se propagă de-a lungul catodului, iar contorul înregistrează trecerea aproape a fiecărei particule. Odată cu creșterea U LA inainte deU 3 (vezi Fig. 2), numărul de impulsuri înregistrate crește ușor, ceea ce este asociat cu o anumită creștere a gradului de ionizare a gazului de contorizare. La contor bun GM Plot diagramă din U 2 inainte deU R aproape independent deU LA , adică merge paralel cu axaU LA , frecvența medie a pulsului este aproape independentă deU LA .

Orez. 2. Caracteristica de numărare a unui detector cu autostingere cu descărcare în gaz.

3. Eroarea relativă a instrumentelor la măsurarea P n : δP n = ±30%.

Să explicăm modul în care pulsul contorului este convertit în citiri ale ratei dozei de radiație.

Se dovedește că la o putere de radiație constantă, rata de numărare a pulsului este proporțională cu puterea de radiație (doza măsurată). Măsurarea ratei dozei de radiație se bazează pe acest principiu.

De îndată ce apare un impuls în contor, acest semnal este transmis unității de conversie, unde este filtrat după durată, amplitudine, însumat și rezultatul este transmis pe afișajul contorului în unități de doză de putere.

Corespondența dintre rata de numărare și puterea măsurată, i.e. dozimetrul este calibrat (la fabrică) conform unei surse de radiații cunoscute C s 137 .