Metódy a technické prostriedky registrácie žiarenia. Ionizačné metódy dozimetrie

Geigerov počítač SI-8B (ZSSR) so sľudovým okienkom na meranie mäkkého β-žiarenia. Okienko je priehľadné, pod ním vidíte špirálovú drôtenú elektródu, druhá elektróda je telo prístroja

Príbeh

Princíp navrhol v roku 1908 Hans Geiger; v roku 1928 Walter Müller, pracujúci pod vedením Geigera, uviedol do praxe niekoľko verzií prístroja, ktoré sa dizajnovo líšili v závislosti od typu žiarenia, ktoré počítadlo registrovalo.

Zariadenie

Je to plynom naplnený kondenzátor, ktorý prerazí, keď ionizujúca častica prejde objemom plynu. Dodatočný elektronický obvod dodáva meraču energiu (zvyčajne najmenej 300 voltov). V prípade potreby zabezpečuje potlačenie výboja a počíta počet výbojov cez počítadlo.

Geigerove počítadlá sa delia na nesamozhášacie a samozhášacie (nevyžadujú externý výbojový ukončovací obvod).

Pri meraní slabých tokov ionizujúceho žiarenia Geigerovým počítačom je potrebné brať do úvahy jeho vlastné pozadie. Dokonca aj pri hrubom olovenom tienení sa počet impulzov nikdy nezníži na nulu. Jednou z príčin tejto spontánnej aktivity počítadla je tvrdá zložka kozmického žiarenia, ktorá preniká bez výraznejšieho útlmu aj cez desiatky centimetrov olova a pozostáva prevažne z miónov. Každým štvorcovým centimetrom v blízkosti zemského povrchu preletí v priemere asi 1 mión za minútu, pričom účinnosť ich registrácie pomocou Geigerovho počítača je takmer 100 %. Ďalším zdrojom pozadia je rádioaktívna „kontaminácia“ materiálov samotného pultu. Okrem toho k vnútornému pozadiu významne prispieva spontánna emisia elektrónov z katódy čítača.

Geiger-Mullerov počítač

D Na určenie úrovne žiarenia sa používa špeciálne zariadenie -. A pre takéto zariadenia pre domácnosť a väčšinu profesionálnych zariadení dozimetrickej kontroly sa používa ako citlivý prvok Geigerov počítač . Táto časť rádiometra umožňuje presne určiť úroveň žiarenia.

História Geigerovho počítača

AT najprv sa v roku 1908 zrodil prístroj na určovanie intenzity rozpadu rádioaktívnych materiálov, vynašiel ho Nemec fyzik Hans Geiger . O dvadsať rokov neskôr spolu s ďalším fyzikom Walter Müller zariadenie bolo vylepšené a na počesť týchto dvoch vedcov bolo pomenované.

AT v období rozvoja a formovania jadrovej fyziky v bývalom Sovietskom zväze boli vytvorené aj zodpovedajúce zariadenia, ktoré boli široko používané v ozbrojených silách, v jadrových elektrárňach a v špeciálnych skupinách monitorujúcich radiáciu civilná obrana. Od sedemdesiatych rokov minulého storočia medzi takéto dozimetre patrilo počítadlo založené na Geigerových princípoch, a to SBM-20 . Tento pult, presne ako ďalší z jeho analógov STS-5 , je široko používaný dodnes, a je tiež súčasťou modernými prostriedkami dozimetrická kontrola .

Obr.1. Počítadlo výbojov STS-5.

Obr.2. Počítadlo výtlaku plynu SBM-20.

Princíp činnosti Geiger-Mullerovho počítadla

A Myšlienka registrácie rádioaktívnych častíc navrhnutá Geigerom je pomerne jednoduchá. Je založená na princípe vzniku elektrických impulzov v prostredí inertného plynu pri pôsobení vysoko nabitej rádioaktívnej častice alebo kvanta elektromagnetických oscilácií. Aby sme sa podrobnejšie venovali mechanizmu pôsobenia počítadla, zastavme sa trochu pri jeho konštrukcii a procesoch, ktoré sa v ňom vyskytujú, keď rádioaktívna častica prechádza citlivým prvkom zariadenia.

R registračným zariadením je zapečatená fľaša alebo nádoba, ktorá je naplnená inertným plynom, môže to byť neón, argón atď. Takáto nádoba môže byť vyrobená z kovu alebo skla a plyn v nej je pod nízkym tlakom, čo sa robí zámerne, aby sa zjednodušil proces detekcie nabitých častíc. Vo vnútri nádoby sú dve elektródy (katóda a anóda), na ktoré je cez špeciálny zaťažovací odpor privedené vysoké jednosmerné napätie.

Obr.3. Zariadenie a obvod na zapnutie Geigerovho počítadla.

P Pri aktivácii počítadla v médiu inertného plynu nedochádza k výboju na elektródach z dôvodu vysokého odporu média, situácia sa však mení, ak do komory citlivého prvku vstúpi rádioaktívna častica alebo kvantum elektromagnetických kmitov. zariadenia. V tomto prípade častica s dostatočne vysokým energetickým nábojom vyrazí určitý počet elektrónov z najbližšieho prostredia, t.j. z prvkov tela alebo samotných fyzických elektród. Takéto elektróny, akonáhle sú v prostredí inertného plynu, pod pôsobením vysokého napätia medzi katódou a anódou, sa začnú pohybovať smerom k anóde a ionizujú molekuly tohto plynu pozdĺž cesty. Výsledkom je, že vyradia sekundárne elektróny z molekúl plynu a tento proces narastá v geometrickom meradle, až kým nedôjde k rozpadu medzi elektródami. V stave vybitia je obvod uzavretý na veľmi krátku dobu a to spôsobí skok prúdu v zaťažovacom odpore a práve tento skok umožňuje registrovať prechod častice alebo kvanta cez registračnú komoru.

T Tento mechanizmus umožňuje registrovať jednu časticu, avšak v prostredí, kde je ionizujúce žiarenie dostatočne intenzívne, je potrebný rýchly návrat registračnej komory do pôvodnej polohy, aby bolo možné určiť nová rádioaktívna častica . To sa dosiahne dvoma rôzne cesty. Prvým z nich je na krátku dobu zastaviť napájanie elektród, v takom prípade sa ionizácia inertného plynu náhle zastaví a nové zaradenie testovacej komory vám umožní začať nahrávať od úplného začiatku. Tento typ počítadla sa nazýva nesamozhášacie dozimetre . Druhý typ zariadení, a to samozhášacie dozimetre, princíp ich činnosti spočíva v pridávaní špeciálnych prísad na báze rôznych prvkov do prostredia inertných plynov, napríklad brómu, jódu, chlóru alebo alkoholu. V tomto prípade ich prítomnosť automaticky vedie k ukončeniu výboja. Pri takejto štruktúre testovacej komory sa ako záťažový odpor používajú odpory niekedy niekoľko desiatok megaohmov. To umožňuje počas výboja výrazne znížiť potenciálny rozdiel na koncoch katódy a anódy, čím sa zastaví vodivý proces a komora sa vráti do pôvodného stavu. Treba poznamenať, že napätie na elektródach menšie ako 300 voltov automaticky prestane udržiavať výboj.

Celý opísaný mechanizmus umožňuje zaregistrovať obrovské množstvo rádioaktívnych častíc v krátkom časovom úseku.

Druhy rádioaktívneho žiarenia

H pochopiť, čo je zaregistrované Geiger-Muller počíta , stojí za to sa pozastaviť nad tým, aké druhy existujú. Hneď stojí za zmienku, že plynomery, ktoré sú súčasťou väčšiny moderné dozimetre, sú schopné registrovať iba počet rádioaktívnych nabitých častíc alebo kvantá, ale nedokážu určiť ani ich energetické charakteristiky, ani typ žiarenia. Na tento účel sú dozimetre multifunkčnejšie a cielenejšie a na ich správne porovnanie je potrebné presnejšie pochopiť ich schopnosti.

P o moderné nápadyžiarenie jadrovej fyziky možno rozdeliť na dva typy, prvý vo forme elektromagnetického poľa , druhý vo formulári tok častíc (korpuskulárne žiarenie). Prvý typ môže byť prúd gama častíc alebo röntgenových lúčov . Ich hlavnou vlastnosťou je schopnosť šíriť sa vo forme vlny na veľmi veľké vzdialenosti, pričom ľahko prechádzajú rôznymi predmetmi a ľahko preniknú aj do naj rôzne materiály. Napríklad, ak sa človek potrebuje skryť pred prúdom gama lúčov, kvôli nukleárny výbuch, potom sa schováva v pivnici domu alebo proti bombovom úkryte, ak je relatívne tesný, bude sa môcť chrániť pred týmto typom žiarenia len na 50 percent.

Obr.4. Kvanta röntgenového a gama žiarenia.

T aký typ žiarenia je pulzného charakteru a vyznačuje sa šírením v prostredí vo forme fotónov alebo kvánt, t.j. krátkymi dávkami elektromagnetická radiácia. Takéto žiarenie môže mať rôzne energetické a frekvenčné charakteristiky, napríklad röntgenové lúče majú tisíckrát nižšiu frekvenciu ako gama lúče. Preto gama lúče sú oveľa nebezpečnejšie pre Ľudské telo a ich dopad je oveľa deštruktívnejší.

A Žiarenie založené na korpuskulárnom princípe sú častice alfa a beta (telieska). Vznikajú v dôsledku jadrovej reakcie, pri ktorej sa niektoré rádioaktívne izotopy premieňajú na iné za uvoľnenia obrovského množstva energie. V tomto prípade sú častice beta prúd elektrónov a častice alfa sú oveľa väčšie a stabilnejšie útvary, ktoré pozostávajú z dvoch neutrónov a dvoch na seba naviazaných protónov. V skutočnosti jadro atómu hélia má takúto štruktúru, takže možno tvrdiť, že prúdenie častíc alfa je prúdom jadier hélia.

Bola prijatá nasledujúca klasifikácia , častice alfa majú najmenšiu prenikavú schopnosť chrániť sa pred nimi, človeku stačí hrubý kartón, väčšiu prenikavosť majú beta častice, aby sa človek mohol chrániť pred prúdom takéhoto žiarenia, bude potrebovať kovovú ochranu a hrúbkou niekoľkých milimetrov (napríklad hliníkový plech). Pred gama kvantami prakticky neexistuje žiadna ochrana a šíria sa na značné vzdialenosti, pri vzďaľovaní sa od epicentra alebo zdroja miznú a riadia sa zákonmi šírenia elektromagnetických vĺn.

Obr.5. Rádioaktívne častice typu alfa a beta.

Komu Množstvo energie, ktorú majú všetky tieto tri typy žiarenia, je tiež odlišné a tok alfa častíc má najväčší z nich. Napríklad, energia, ktorú majú častice alfa, je sedemtisíckrát väčšia ako energia častíc beta , t.j. prenikavú silu rôzne druhyžiarenie, je nepriamo úmerné ich penetračnej sile.

D pre ľudské telo najviac nebezpečný typ do úvahy prichádza rádioaktívne žiarenie gama kvantá , kvôli vysokej penetračnej sile a potom klesajúcim časticiam beta a časticiam alfa. Preto je dosť ťažké určiť častice alfa, ak sa to nedá povedať bežným počítadlom. Geiger - Muller, keďže pre nich je prekážkou takmer akýkoľvek predmet, nehovoriac o sklenenej či kovovej nádobe. Pomocou takéhoto počítadla je možné určiť beta častice, ale iba ak je ich energia dostatočná na to, aby prešla materiálom nádoby počítadla.

Pre nízkoenergetické beta častice obyčajný pult Geiger-Muller je neúčinný.

O V podobnej situácii s gama žiarením existuje možnosť, že prejdú nádobou bez spustenia ionizačnej reakcie. Na tento účel je v meracích prístrojoch inštalovaná špeciálna clona (vyrobená z hutnej ocele alebo olova), ktorá umožňuje znížiť energiu gama lúčov a tým aktivovať výboj v protikomore.

Základné charakteristiky a rozdiely Geiger-Mullerových počítadiel

OD mala by tiež niektoré zvýrazniť základné charakteristiky a rozdiely medzi rôznymi vybavenými dozimetrami Počítadlá plynových výbojov Geiger-Muller. Aby ste to dosiahli, mali by ste niektoré z nich porovnať.

Najbežnejšie Geiger-Mullerove počítadlá sú vybavené cylindrický alebo koncové snímače. Valcové sú podobné podlhovastému valcu vo forme rúrky s malým polomerom. Koncová ionizačná komora má zaoblený alebo obdĺžnikový tvar. malé veľkosti, ale s výraznou koncovou pracovnou plochou. Niekedy existujú odrody koncových komôr s predĺženou valcovou rúrkou s malým vstupným okienkom na koncovej strane. Rôzne konfigurácie počítadlá, konkrétne samotné kamery, sú schopné registrovať odlišné typyžiarenie, prípadne ich kombinácie (napríklad kombinácie gama a beta lúčov, alebo celé spektrum alfa, beta a gama). To je možné vďaka špeciálne navrhnutému dizajnu puzdra merača, ako aj materiálu, z ktorého je vyrobený.

E Ďalším dôležitým komponentom pre zamýšľané použitie meračov je oblasť vstupného snímacieho prvku a pracovisko . Inými slovami, toto je sektor, cez ktorý prepadnú a budú registrované rádioaktívne častice, ktoré nás zaujímajú. Čím väčšia je táto oblasť, tým viac bude počítadlo schopné zachytiť častice a tým silnejšia bude jeho citlivosť na žiarenie. Údaje o pase k označujú plochu pracovnej plochy spravidla v centimetroch štvorcových.

E ďalší dôležitý ukazovateľ, ktorý je uvedený v charakteristike dozimetra, je úroveň hluku (merané v impulzoch za sekundu). Inými slovami, tento ukazovateľ možno nazvať hodnotou vnútorného pozadia. Dá sa určiť v laboratóriu, na tento účel sa zariadenie umiestni do dobre chránenej miestnosti alebo komory, zvyčajne s hrubými olovenými stenami, a zaznamená sa úroveň žiarenia emitovaného samotným zariadením. Je jasné, že ak je takáto úroveň dostatočne významná, potom tieto indukované zvuky priamo ovplyvnia chyby merania.

Každý profesionál a žiarenie má takú charakteristiku, ako je citlivosť na žiarenie, meraná tiež v impulzoch za sekundu (imp/s) alebo v impulzoch na mikroröntgen (imp/µR). Takýto parameter alebo skôr jeho použitie priamo závisí od zdroja ionizujúceho žiarenia, na ktorý je počítadlo naladené a na ktorom sa bude vykonávať ďalšie meranie. Ladenie sa často vykonáva zdrojmi, vrátane takých rádioaktívnych materiálov, ako je rádium - 226, kobalt - 60, cézium - 137, uhlík - 14 a ďalšie.

E Ďalším ukazovateľom, podľa ktorého sa oplatí porovnávať dozimetre, je účinnosť detekcie iónového žiarenia alebo rádioaktívne častice. Existencia tohto kritéria je spôsobená tým, že nie všetky rádioaktívne častice prechádzajúce cez citlivý prvok dozimetra budú registrované. To sa môže stať v prípade, keď kvantum gama žiarenia nespôsobilo ionizáciu v protikomore, alebo počet častíc, ktoré prešli a spôsobili ionizáciu a výboj, je taký veľký, že ich zariadenie adekvátne nepočíta a z iných dôvodov. Na presné určenie tejto charakteristiky konkrétneho dozimetra sa testuje pomocou niektorých rádioaktívnych zdrojov, napríklad plutónia-239 (pre častice alfa), alebo tália - 204, stroncia - 90, ytria - 90 (beta žiarič), ako aj iné rádioaktívne materiály.

OD Ďalším kritériom na zváženie je registrovaný energetický rozsah . Každá rádioaktívna častica alebo kvantum žiarenia má inú energetickú charakteristiku. Preto sú dozimetre navrhnuté tak, aby merali nielen konkrétny typ žiarenia, ale aj príslušné energetické charakteristiky. Takýto indikátor sa meria v megaelektrónvoltoch alebo kiloelektrónvoltoch (MeV, KeV). Napríklad, ak beta častice nemajú dostatočnú energiu, potom nebudú schopné vyradiť elektrón v protikomore, a preto nebudú zaregistrované, alebo iba vysokoenergetické alfa častice budú schopné preraziť materiál tela Geigerovho-Mullerovho počítača a vyraďte elektrón.

A Na základe vyššie uvedeného vyrábajú moderní výrobcovia dozimetrov žiarenia širokú škálu zariadení pre rôzne účely a špecifické odvetvia. Preto stojí za zváženie konkrétne typy Geigerových počítadiel.

Rôzne možnosti Geiger-Muller počíta

P Prvá verzia dozimetrov sú zariadenia určené na registráciu a detekciu gama fotónov a vysokofrekvenčného (tvrdého) beta žiarenia. Pre tento merací rozsah sú určené takmer všetky doteraz vyrábané a moderné napríklad dozimetre pre domácnosť, ako aj profesionálne dozimetre žiarenia. Takéto žiarenie má dostatočnú energiu a vysokú penetračnú silu, takže ich kamera Geigerovho počítača dokáže zaregistrovať. Takéto častice a fotóny ľahko prenikajú cez steny počítadla a spôsobujú proces ionizácie, čo je ľahko zaznamenané zodpovedajúcim elektronickým plnením dozimetra.

D Na registráciu tohto typu žiarenia slúžia obľúbené počítadlá ako napr SBM-20 , majúci snímač vo forme valcového rúrkového valca s koaxiálne zapojenou katódou a anódou. Okrem toho steny trubice snímača slúžia súčasne ako katóda a puzdro a sú vyrobené z z nehrdzavejúcej ocele. Toto počítadlo má nasledujúce vlastnosti:

• plocha pracovnej plochy citlivého prvku je 8 centimetrov štvorcových;
• citlivosť na žiarenie na gama žiarenie rádovo 280 impulzov / s alebo 70 impulzov / μR (testovanie sa uskutočnilo pre cézium - 137 pri 4 μR / s);
• vnútorné pozadie dozimetra je približne 1 imp/s;
• Senzor je určený na detekciu gama žiarenia s energiou v rozsahu od 0,05 MeV do 3 MeV a beta častíc s energiou 0,3 MeV pozdĺž spodnej hranice.

Obr.6. Geigerov počítač SBM-20.

O toto počítadlo Došlo k rôznym úpravám, napr. SBM-20-1 alebo SBM-20U , ktoré majú podobné vlastnosti, ale líšia sa zásadným dizajnom kontaktné prvky a meracieho obvodu. Ďalšie modifikácie tohto Geiger-Mullerovho počítadla, a to SBM-10, SI29BG, SBM-19, SBM-21, SI24BG, majú tiež podobné parametre, mnohé z nich nájdete v dozimetroch žiarenia pre domácnosť, ktoré dnes nájdete v obchodoch. .

OD Ďalšia skupina radiačných dozimetrov je určená na registráciu gama fotóny a röntgenové lúče . Ak hovoríme o presnosti takýchto zariadení, treba si uvedomiť, že fotónové a gama žiarenie sú kvantá elektromagnetického žiarenia, ktoré sa pohybujú rýchlosťou svetla (asi 300 000 km / s), takže registrácia takéhoto objektu je pomerne náročná úloha.

Účinnosť takýchto Geigerových počítadiel je asi jedno percento.

H Na jej zvýšenie je potrebné zväčšenie povrchu katódy. V skutočnosti sa gama kvantá zaznamenávajú nepriamo, vďaka nimi vyrazeným elektrónom, ktoré sa následne podieľajú na ionizácii inertného plynu. Aby sa tento jav podporil čo najefektívnejšie, materiál a hrúbka steny protikomory, ako aj rozmery, hrúbka a materiál katódy sú špeciálne vybrané. Tu môže veľká hrúbka a hustota materiálu znížiť citlivosť registračnej komory a príliš malá umožní, aby vysokofrekvenčné beta žiarenie ľahko preniklo do kamery, a tiež zvýši množstvo radiačného šumu prirodzeného pre zariadenie, čo bude prehlušiť presnosť detekcie gama kvanta. Prirodzene, presné proporcie vyberajú výrobcovia. V skutočnosti sa na tomto princípe vyrábajú dozimetre na základe Geiger-Muller počíta pre priama definícia gama žiarenie na zemi, pričom takéto zariadenie vylučuje možnosť stanovenia akýchkoľvek iných druhov žiarenia a rádioaktívnych účinkov, čo umožňuje presne určiť radiačnú kontamináciu a úroveň negatívny vplyv na osobu len pre gama žiarenie.

AT domáce dozimetre, ktoré sú vybavené cylindrickými snímačmi, sú inštalované tieto typy: SI22G, SI21G, SI34G, Gamma 1-1, Gamma - 4, Gamma - 5, Gamma - 7ts, Gamma - 8, Gamma - 11 a mnohé ďalšie. Pri niektorých typoch je navyše na vstupnom, koncovom, citlivom okienku inštalovaný špeciálny filter, ktorý špecificky slúži na odrezanie alfa a beta častíc a navyše zväčší plochu katódy, pre viac efektívna definícia gama kvantá. Medzi tieto senzory patria Beta - 1M, Beta - 2M, Beta - 5M, Gamma - 6, Beta - 6M a iné.

H Aby sme jasnejšie pochopili princíp ich konania, stojí za to podrobnejšie zvážiť jeden z týchto počítadiel. Napríklad koncové počítadlo so snímačom Beta – 2 mil , ktorý má zaoblený tvar pracovného okienka, ktoré má asi 14 centimetrov štvorcových. V tomto prípade je radiačná citlivosť na kobalt - 60 asi 240 impulzov / μR. Tento typ Merač má veľmi nízky vlastný šum , čo nie je viac ako 1 impulz za sekundu. To je možné vďaka hrubostennej olovenej komore, ktorá je zase navrhnutá na detekciu fotónového žiarenia s energiami v rozsahu od 0,05 MeV do 3 MeV.

Obr.7. Koncový gama čítač Beta-2M.

Na určenie gama žiarenia je celkom možné použiť počítadlá pre gama-beta impulzy, ktoré sú určené na registráciu tvrdých (vysokofrekvenčných a vysokoenergetických) beta častíc a gama kvánt. Napríklad model SBM je 20. Ak chcete v tomto modeli dozimetra vylúčiť registráciu beta častíc, potom stačí nainštalovať olovené sito, prípadne štít z akéhokoľvek iného kovového materiálu (efektívnejšie je olovené sito ). Toto je najbežnejší spôsob, ktorý väčšina dizajnérov používa pri vytváraní počítadiel pre gama a röntgenové lúče.

Registrácia "mäkkého" beta žiarenia.

Komu Ako sme už spomenuli, registrácia mäkkého beta žiarenia (žiarenie s nízkou energetickou charakteristikou a relatívne nízkou frekvenciou) je pomerne náročná úloha. K tomu je potrebné zabezpečiť možnosť ich ľahšieho prieniku do registračnej komory. Na tieto účely sa vyrába špeciálne tenké pracovné okienko, zvyčajne zo sľudy alebo polymérového filmu, ktoré prakticky nevytvára prekážky pre prienik tohto typu beta žiarenia do ionizačnej komory. V tomto prípade samotné telo snímača môže pôsobiť ako katóda a anóda je sústava lineárnych elektród, ktoré sú rovnomerne rozmiestnené a namontované na izolátoroch. Registračné okienko sa robí v koncovej verzii a v tomto prípade sa na dráhe beta častíc objaví len tenký sľudový film. V dozimetroch s takýmito počítadlami je gama žiarenie registrované ako aplikácia a v skutočnosti ako doplnková funkcia. A ak sa chcete zbaviť registrácie gama kvanta, potom musíte minimalizovať povrch katódy.

Obr.8. Geigerovo počítadlo.

OD Treba poznamenať, že počítadlá na určovanie mäkkých beta častíc boli vytvorené pomerne dávno a úspešne sa používali v druhej polovici minulého storočia. Medzi nimi boli najčastejšie snímače typu SBT10 a SI8B , ktorý mal tenkostenné sľudové pracovné okná. Viac moderná verzia takéto zariadenie Beta 5 má pracovnú plochu okna asi 37 m2 / cm, obdĺžnikový tvar zo sľudového materiálu. Pre takéto rozmery citlivého prvku je zariadenie schopné zaregistrovať cca 500 impulzov/µR, ak je merané kobaltom - 60. Zároveň je účinnosť detekcie častíc až 80 percent. Ďalšie indikátory tohto zariadenia sú nasledovné: vlastný šum je 2,2 impulzov/s, rozsah detekcie energie je od 0,05 do 3 MeV, pričom spodná hranica na určenie mäkkého beta žiarenia je 0,1 MeV.

Obr.9. Koniec beta-gama počítadla Beta-5.

A Prirodzene, stojí za zmienku Geiger-Muller počíta schopný detekovať častice alfa. Ak sa zdá, že registrácia mäkkého beta žiarenia je pomerne náročná úloha, potom je ešte ťažšie detekovať alfa časticu, a to aj pri vysoko energetických indikátoroch. náročná úloha. Tento problém je možné vyriešiť len zodpovedajúcim zmenšením hrúbky pracovného okienka na hrúbku, ktorá postačuje na prechod častice alfa do registračnej komory snímača, ako aj takmer úplným priblížením vstupného okna k zdroj žiarenia alfa častíc. Táto vzdialenosť by mala byť 1 mm. Je zrejmé, že takéto zariadenie bude automaticky registrovať akékoľvek iné typy žiarenia a navyše s dostatočne vysokou účinnosťou. Má to pozitívne aj negatívne stránky:

Pozitívny - takéto zariadenie je možné použiť na najširší rozsah analýzy rádioaktívneho žiarenia

negatívne - v dôsledku zvýšenej citlivosti sa objaví značné množstvo šumu, čo sťaží analýzu prijatých registračných údajov.

Komu Okrem toho, sľudové pracovné okienko je síce príliš tenké, zvyšuje možnosti počítadla, no na úkor mechanickej pevnosti a tesnosti ionizačnej komory, najmä preto, že samotné okienko má dosť veľkú pracovnú plochu. Pre porovnanie, v počítadlách SBT10 a SI8B, ktoré sme uviedli vyššie, s plochou pracovného okna asi 30 m2 / cm, je hrúbka vrstvy sľudy 13–17 µm a s požadovaná hrúbka na registráciu alfa častíc s veľkosťou 4-5 mikrónov môže byť vstupné okno vyrobené len nie viac ako 0,2 sq / cm, rozprávame sa o pulte SBT9.

O Avšak veľká hrúbka registračného pracovného okna môže byť kompenzovaná blízkosťou rádioaktívneho objektu a naopak, s relatívne malou hrúbkou sľudového okna je možné zaregistrovať alfa časticu vo väčšej vzdialenosti ako 1 - 2 mm. Stojí za to uviesť príklad, pri hrúbke okna do 15 mikrónov by mal byť prístup k zdroju alfa žiarenia menší ako 2 mm, pričom zdrojom alfa častíc sa rozumie žiarič plutónia-239 so žiarením. energie 5 MeV. Pokračujme, pri hrúbke vstupného okna do 10 µm je možné zaregistrovať alfa častice už vo vzdialenosti až 13 mm, ak je sľudové okienko vytvorené do hrúbky 5 µm, zaznamená sa alfa žiarenie vo vzdialenosti 24 mm atď. Ďalší dôležitý parameter, ktorý priamo ovplyvňuje schopnosť detekovať častice alfa, je ich indikátor energie. Ak je energia častice alfa väčšia ako 5 MeV, potom sa príslušne zvýši vzdialenosť jej registrácie pre hrúbku pracovného okna akéhokoľvek typu, a ak je energia menšia, vzdialenosť sa musí znížiť až na úplná nemožnosť registrácie mäkkého alfa žiarenia.

E ešte jeden dôležitý bod, umožňujúce zvýšiť citlivosť alfa počítadla, ide o zníženie registračnej schopnosti pre gama žiarenie. Na to stačí minimalizovať geometrické rozmery katódy a gama fotóny prejdú registračnou komorou bez spôsobenia ionizácie. Takéto opatrenie umožňuje znížiť vplyv gama lúčov na ionizáciu tisíckrát a dokonca desaťtisíckrát. Vplyv beta žiarenia na registračnú komoru už nie je možné eliminovať, ale z tejto situácie existuje pomerne jednoduché východisko. Najprv sa zaznamená alfa a beta žiarenie celkového typu, potom sa nainštaluje hrubý papierový filter a vykoná sa druhé meranie, ktoré zaregistruje len beta častice. Hodnota žiarenia alfa sa v tomto prípade vypočíta ako rozdiel medzi celkovým vyžarovaním a samostatným ukazovateľom výpočtu beta žiarenia.

Napríklad , stojí za to ponúknuť vlastnosti moderný pult Beta-1, ktorý umožňuje registrovať alfa, beta, gama žiarenie. Tu sú metriky:

• plocha pracovnej zóny citlivého prvku je 7 m2 / cm;
• hrúbka sľudovej vrstvy je 12 mikrónov, (efektívna detekčná vzdialenosť častíc alfa pre plutónium je 239, asi 9 mm, pre kobalt - 60, citlivosť na žiarenie je asi 144 impulzov / mikroR);
• účinnosť merania žiarenia pre alfa častice - 20 % (pre plutónium - 239), beta častice - 45 % (pre tálium -204) a gama kvantá - 60 % (pre zloženie stroncia - 90, ytria - 90);
• vlastné pozadie dozimetra je asi 0,6 imp/s;
• Senzor je určený na detekciu gama žiarenia s energiou v rozsahu od 0,05 MeV do 3 MeV a beta častíc s energiou vyššou ako 0,1 MeV pozdĺž spodnej hranice a alfa častíc s energiou 5 MeV alebo viac.

Obr.10. Koniec počítadla alfa-beta-gama Beta-1.

Komu Samozrejmosťou je stále pomerne široká ponuka pultov, ktoré sú určené na užšie a profesionálnejšie použitie. Takéto zariadenia majú množstvo dodatočných nastavení a možností (elektrické, mechanické, rádiometrické, klimatické atď.), ktoré zahŕňajú mnoho špeciálnych termínov a vlastností. Nebudeme sa im však venovať. Naozaj, aby sme pochopili základné princípy akcie Geiger-Muller počíta , postačujú modely opísané vyššie.

AT Je tiež dôležité spomenúť, že existujú špeciálne podtriedy Geigerove počítadlá , ktoré sú špeciálne určené na určenie rôzne druhy iné žiarenie. Napríklad na určenie veľkosti ultrafialového žiarenia, detekciu a určenie pomalých neutrónov, ktoré fungujú na princípe korónového výboja, a ďalšie možnosti, ktoré priamo nesúvisia s touto témou, nebudeme brať do úvahy.

V súvislosti s environmentálnymi dôsledkami ľudskej činnosti súvisiacej s jadrovou energetikou, ale aj priemyslom (vrátane armády), využívajúcim rádioaktívne látky ako súčasť alebo základ svojich produktov, sa štúdium základov radiačnej bezpečnosti a radiačnej dozimetrie stáva dnes dosť aktuálna téma. Okrem prírodných zdrojov ionizujúceho žiarenia sa každým rokom objavuje stále viac miest kontaminovaných žiarením v dôsledku ľudskej činnosti. Aby ste teda zachovali svoje zdravie a zdravie svojich blízkych, potrebujete poznať mieru kontaminácie konkrétnej oblasti alebo predmetov a potravín. Pomôcť k tomu môže dozimeter – prístroj na meranie efektívnej dávky alebo výkonu ionizujúceho žiarenia za určité časové obdobie.

Pred začatím výroby (alebo nákupu) tohto zariadenia je potrebné mať predstavu o povahe meraného parametra. Ionizujúce žiarenie (žiarenie) je prúd fotónov, elementárnych častíc alebo štiepnych fragmentov atómov schopných ionizovať látku. Delí sa na niekoľko typov. alfa žiarenia je prúd alfa častíc - jadier hélia-4, alfa častice zrodené pri rádioaktívnom rozpade sa dajú ľahko zastaviť listom papiera, takže nebezpečenstvo predstavujú hlavne pri vstupe do tela. beta žiarenia- ide o tok elektrónov, ktoré vznikajú pri beta rozpade, na ochranu pred beta časticami s energiami do 1 MeV stačí hliníková platňa hrubá pár milimetrov. Gama žiarenie má oveľa väčšiu penetračnú schopnosť, keďže sa skladá z vysokoenergetických fotónov, ktoré nemajú náboj, na ochranu sú účinné ťažké prvky (olovo a pod.) s niekoľkocentimetrovou vrstvou. Prenikavá sila všetkých druhov ionizujúceho žiarenia závisí od energie.

Geiger-Mullerove počítadlá sa používajú najmä na registráciu ionizujúceho žiarenia. Toto jednoduché a účinné zariadenie je zvyčajne kovový alebo sklenený valec pokovený zvnútra a tenký kovový závit natiahnutý pozdĺž osi tohto valca, samotný valec je naplnený riedkym plynom. Princíp činnosti je založený na nárazovej ionizácii. Keď ionizujúce žiarenie narazí na steny počítadla, elektróny z neho vyrazia, elektróny, ktoré sa pohybujú v plyne a zrážajú sa s atómami plynu, vyrážajú elektróny z atómov a vytvárajú kladné ióny a voľné elektróny. Elektrické pole medzi katódou a anódou urýchľuje elektróny na energie, pri ktorých začína nárazová ionizácia. Vzniká lavína iónov, ktorá vedie k množeniu primárnych nosičov. Pri dostatočne vysokej intenzite poľa sa energia týchto iónov stáva dostatočnou na vytvorenie sekundárnych lavín schopných udržiavať nezávislý výboj, v dôsledku čoho sa prúd cez počítadlo prudko zvyšuje.

Nie všetky Geigerove počítadlá dokážu registrovať všetky druhy ionizujúceho žiarenia. V zásade sú citlivé na jedno žiarenie – alfa, beta alebo gama žiarenie, no často dokážu do určitej miery zaznamenať aj iné žiarenie. Takže napríklad Geigerov počítač SI-8B je určený na detekciu mäkkého beta žiarenia (áno, v závislosti od energie častíc možno žiarenie rozdeliť na mäkké a tvrdé), ale tento senzor je trochu citlivý aj na alfa žiarenie a gama žiarenia.žiarenie.

Keď sa však blížime k dizajnu článku, našou úlohou je vytvoriť čo najjednoduchší, prirodzene prenosný Geigerov počítač, alebo skôr dozimeter. Na výrobu tohto zariadenia sa mi podarilo získať iba SBM-20. Tento Geigerov počítač je určený na registráciu tvrdého beta a gama žiarenia. Rovnako ako väčšina ostatných meračov, aj SBM-20 pracuje pri napätí 400 voltov.

Hlavné charakteristiky Geiger-Mullerovho počítadla SBM-20 (tabuľka z referenčnej knihy):

Toto počítadlo má relatívne nízku presnosť merania ionizujúceho žiarenia, avšak postačujúcu na určenie prekročenia prípustnej dávky žiarenia pre človeka. SBM-20 sa v súčasnosti používa v mnohých dozimetroch pre domácnosť. Na zlepšenie výkonu sa často používa niekoľko rúrok naraz. A pre zvýšenie presnosti merania gama žiarenia sú dozimetre vybavené filtrami beta žiarenia, v tomto prípade dozimeter registruje len gama žiarenie, ale pomerne presne.

Pri meraní dávky žiarenia je potrebné zvážiť niekoľko faktorov, ktoré môžu byť dôležité. Dokonca aj pri úplnej absencii zdrojov ionizujúceho žiarenia vydá Geigerov počítač určitý počet impulzov. Toto je takzvané vlastné pozadie počítadla. Patrí sem aj niekoľko faktorov: rádioaktívna kontaminácia materiálov samotného počítadla, spontánna emisia elektrónov z katódy počítadla a kozmické žiarenie. To všetko dáva určité množstvo "extra" impulzov za jednotku času.

Takže schéma jednoduchého dozimetra založeného na Geigerovom počítači SBM-20:

Zostavím obvod na doštičku:

Obvod neobsahuje vzácne diely (samozrejme okrem samotného meracieho prístroja) a neobsahuje programovateľné prvky (mikrokontroléry), ktoré vám umožnia zostaviť obvod v krátkom čase bez väčších ťažkostí. Takýto dozimeter však neobsahuje stupnicu a dávku žiarenia je potrebné určiť podľa ucha podľa počtu kliknutí. Páči sa ti to klasická verzia. Obvod pozostáva z meniča napätia 9 voltov - 400 voltov.

Na čipe NE555 je vyrobený multivibrátor, ktorého frekvencia je približne 14 kHz. Ak chcete zvýšiť frekvenciu prevádzky, môžete znížiť hodnotu odporu R1 na približne 2,7 kOhm. To bude užitočné, ak sýtič, ktorý ste si vybrali (alebo možno vyrobil), bude škrípať - so zvýšením frekvencie prevádzky škrípanie zmizne. Vyžaduje sa induktor L1 s menovitým výkonom 1000 - 4000 μH. Najrýchlejší spôsob, ako nájsť vhodnú tlmivku v pripálenom energeticky úsporná žiarovka. Takáto tlmivka sa používa v obvode, na fotografii vyššie je navinutá na jadre, ktoré sa zvyčajne používa na výrobu impulzných transformátorov. Tranzistor T1 môže používať akýkoľvek iný n-kanál poľa s napätím zdroja odberu najmenej 400 voltov a výhodne viac. Takýto menič poskytne len niekoľko miliampérov prúdu pri napätí 400 voltov, ale to stačí na to, aby Geigerov počítač fungoval niekoľkokrát. Po vypnutí napájania z obvodu na nabitom kondenzátore C3 bude obvod pracovať ešte asi 20-30 sekúnd, vzhľadom na jeho malá kapacita. Supresor VD2 obmedzuje napätie na 400 voltov. Kondenzátor C3 musí byť použitý pre napätie najmenej 400 - 450 voltov.

Ako Ls1 je možné použiť akýkoľvek piezo reproduktor alebo reproduktor. Pri absencii ionizujúceho žiarenia cez odpory R2 - R4 netečie prúd (na fotografii na doske je päť odporov, ale ich celkový odpor zodpovedá obvodu). Len čo sa príslušná častica dostane do Geigerovho počítača, vo vnútri senzora nastáva ionizácia plynu a jeho odpor prudko klesá, v dôsledku čoho vzniká prúdový impulz. Kondenzátor C4 odreže konštantnú časť a do reproduktora odovzdá iba prúdový impulz. Počujeme kliknutie.

V mojom prípade sa ako zdroj energie používajú dve batérie zo starých telefónov (dve, pretože potrebný výkon musí byť viac ako 5,5 voltov na spustenie obvodu kvôli použitej základni prvkov).

Takže obvod funguje, občas cvakne. Teraz ako ho použiť. Najjednoduchšia možnosť - trochu to kliká - všetko je v poriadku, kliká často alebo dokonca nepretržite - zlé. Ďalšou možnosťou je približne spočítať počet impulzov za minútu a previesť počet kliknutí na microR/h. Aby ste to dosiahli, musíte si vziať hodnotu citlivosti Geigerovho počítadla z referenčnej knihy. Rôzne zdroje však majú vždy mierne odlišné čísla. V ideálnom prípade by sa mali vykonať laboratórne merania pre vybraný Geigerov počítač s referenčnými zdrojmi žiarenia. Takže pre SBM-20 sa hodnota citlivosti pohybuje od 60 do 78 impulzov / μR podľa rôznych zdrojov a referenčných kníh. Vypočítali sme teda počet impulzov za minútu, potom toto číslo vynásobíme 60, aby sme priblížili počet impulzov za jednu hodinu a všetko to vydelíme citlivosťou senzora, teda 60 alebo 78 alebo čímkoľvek iným. bližšie k realite a vo výsledku dostaneme hodnotu v µR/h. Pre spoľahlivejšiu hodnotu je potrebné vykonať niekoľko meraní a vypočítať medzi nimi aritmetický priemer. Horná hranica bezpečnej úrovne žiarenia je približne 20 - 25 mikroR/h. Prípustná hladina je do cca 50 μR / h. AT rozdielne krajinyčísla sa môžu líšiť.

P.S. K zváženiu tejto témy ma priviedol článok o koncentrácii plynného radónu prenikajúceho do miestností, vody a pod. v rôznych regiónoch krajiny a jej zdrojov.

Zoznam rádiových prvkov

Označenie	Typ	Denominácia	Množstvo	Poznámka	skóre	Môj poznámkový blok
IC1	Programovateľný časovač a oscilátor	NE555	1			Do poznámkového bloku
T1	MOSFET tranzistor	IRF710	1			Do poznámkového bloku
VD1	usmerňovacia dióda	1N4007	1			Do poznámkového bloku
VD2	Ochranná dióda	1V5KE400CA	1			Do poznámkového bloku
C1, C2	Kondenzátor	10 nF	2			Do poznámkového bloku
C3	elektrolytický kondenzátor	2,7uF	1			Do poznámkového bloku
C4	Kondenzátor	100 nF	1	400 V

Radiačná bezpečnosť a stupeň kontaminácie životné prostredie netrápila mnohých občanov krajín sveta až do momentu, keď sa odohrali katastrofické udalosti, ktoré si vyžiadali životy a zdravie stoviek a tisícov ľudí. Najtragickejšie z hľadiska radiačného znečistenia boli Fukušima, Nagasaki a Černobyľská katastrofa. Tieto územia a príbehy s nimi spojené sú dodnes uložené v pamäti každého človeka a sú poučením, ktoré bez ohľadu na zahraničnopolitickú situáciu a úroveň finančný blahobyt radiačnej bezpečnosti sa vždy oplatí znepokojovať. Je potrebné vedieť, ktoré častice Geigerov počítač registruje, aké preventívne záchranné opatrenia treba uplatniť, ak dôjde ku katastrofe.

Na čo slúži Geigerov počítač? Vzhľadom na viacnásobné človekom spôsobené katastrofy a kritické zvýšenie úrovne radiácie vo vzduchu za posledných niekoľko desaťročí, ľudstvo vymyslelo a vynašlo jedinečné a maximálne šikovné spotrebiče na registráciu častíc pomocou Geigerovho počítača pre domáce a priemyselné použitie. Tieto zariadenia umožňujú merať úroveň radiačnej kontaminácie, ako aj staticky kontrolovať situáciu kontaminácie v území alebo oblasti s prihliadnutím na počasie, zemepisná poloha a klimatickými výkyvmi.

Aký je princíp fungovania Geigerovho počítača? Kúpte si dozimeter ešte dnes typ domácnosti a Geigerovo počítadlo zvládne každý. Treba poznamenať, že v podmienkach, v ktorých môže byť žiarenie prírodného aj umelého typu, musí človek neustále monitorovať radiačné pozadie vo svojom dome, ako aj presne vedieť, ktoré častice Geigerov počítač registruje, o metódach a metódach preventívnej ochrany. z ionizujúcich látok a . Vzhľadom na to, že človek bez špeciálneho vybavenia nemôže žiarenie vidieť ani cítiť, mnohí ľudia sa môžu nakaziť dlho bez toho, aby si to uvedomovali.

Z akého žiarenia potrebujete Geigerov počítač?

Je dôležité pripomenúť, že žiarenie môže byť rôzne, závisí od toho, z akých nabitých častíc sa skladá a ako ďaleko sa od zdroja šíri. Na čo slúži Geigerov počítač? Napríklad alfa častice žiarenia sa nepovažujú za nebezpečné a agresívne voči ľudskému telu, no pri dlhšom pôsobení môžu viesť k niektorým formám ochorení, nezhubným nádorom a zápalom. Beta žiarenie sa považuje za najnebezpečnejšie a najškodlivejšie pre ľudské zdravie. Práve na meranie takýchto častíc vo vzduchu je smerovaný princíp činnosti Geigerovho počítača.

Beta nálože môžu byť vyrobené umelo v dôsledku prevádzky jadrových elektrární alebo chemických laboratórií, ako aj prírodné, v dôsledku sopečných hornín a iných podzemných zdrojov. V niektorých prípadoch môže vysoká koncentrácia ionizujúcich prvkov typu beta vo vzduchu viesť k rakovine, nezhubným nádorom, infekciám, odlupovaniu slizníc, poruchám štítnej žľazy a kostnej drene.

Čo je to Geigerovo počítadlo a ako Geigerovo počítadlo funguje? Toto je názov špeciálneho zariadenia, ktoré je vybavené dozimetrami a rádiometrami domáceho a profesionálneho typu. Geigerov počítač je citlivý prvok dozimetra, ktorý za podmienky nastavenia určitej úrovne citlivosti pomáha zistiť koncentráciu ionizujúcich látok v ovzduší za daný časový úsek.

Geigerov počítač, ktorého fotografia je zobrazená vyššie, bol prvýkrát vynájdený a testovaný v praxi na začiatku dvadsiateho storočia vedcom Walterom Müllerom. Výhody a nevýhody Geigerovho počítača vedia oceniť aj súčasné generácie. Toto zariadenie bolo doteraz široko používané v každodennom živote pre priemyselný sektor. Niektorí remeselníci si dokonca vyrábajú vlastný Geigerov pult.

Vylepšené dozimetre pre žiarenie

Treba povedať, že od vynálezu Geigerovho počítača a dozimetra až po súčasnosť prešli tieto univerzálne prístroje mnohými etapami zdokonaľovania a modernizácie. Dnes sa takéto zariadenia dajú použiť nielen na kontrolu nízkej úrovne radiácie pozadia v domácich podmienkach alebo v práci, ale aj na použitie optimalizovanejších a vylepšených modelov, ktoré pomáhajú merať úroveň radiácie v jadrových elektrárňach, ako aj v kurze vojenských operácií.

Moderné spôsoby Aplikácie Geigerovho počítača umožňujú zachytiť nielen celkové množstvo ionizujúcich látok v ovzduší za určité časové obdobie, ale aj reagovať na ich hustotu, stupeň nabitia, typ žiarenia a charakter dopadu na povrch.

Napríklad vymenovanie Geigerových počítadiel na domáce použitie alebo osobné použitie si nevyžaduje vylepšené možnosti, pretože sa zvyčajne používajú na domáce použitie a slúžia na kontrolu radiačného pozadia v dome, na jedle, oblečení resp stavebné materiály, ktorý môže potenciálne obsahovať určitú úroveň náboja. Avšak priemyselné a profesionálne dozimetre potrebné na testovanie závažnejších a komplexnejších emisií žiarenia a slúžia ako trvalým spôsobom kontrola radiačného poľa v jadrových elektrárňach, chemické laboratóriá alebo jadrové elektrárne.

zavolaj teraz
a oslobodiť sa
odborné poradenstvo

dostať

Vzhľadom na skutočnosť, že mnohí moderné krajiny dnes majú moc jadrová zbraň Každý človek na planéte by mal mať profesionálne dozimetre a Geigerove počítadlá, aby dokázal včas kontrolovať radiačné pole a v prípade núdze alebo katastrofy zachrániť životy svoje i svojich blízkych. Je tiež užitočné vopred si preštudovať výhody a nevýhody Geigerovho počítača.

Stojí za zmienku, že princíp fungovania Geigerových počítadiel poskytuje reakciu nielen na intenzitu náboja žiarenia a počet ionizujúcich častíc vo vzduchu, ale umožňuje aj oddeliť alfa žiarenie od beta žiarenia. Keďže beta žiarenie je svojím nábojom a koncentráciou iónov považované za najagresívnejšie a najsilnejšie, Geigerove počítadlá na jeho testovanie sú pokryté špeciálnymi svorkami vyrobenými z olova alebo ocele, aby sa odstránili nepotrebné prvky a nepoškodilo sa zariadenie počas testovania.

Schopnosť odfiltrovať a oddeliť rôzne toky typu žiarenia umožnila dnes mnohým ľuďom kvalitatívne používať dozimetre, čo najjasnejšie vypočítať nebezpečenstvo a úroveň kontaminácie konkrétneho územia rôznymi typmi radiačných prvkov.

Z čoho je vyrobený Geigerov pult?

Kde sa používa Geigerov počítač? Ako už bolo spomenuté vyššie, Geigerov pult nie je samostatný prvok, ale slúži ako hlavný a hlavný prvok v dizajne dozimetra. Je to nevyhnutné pre najvyššiu kvalitu a presná kontrola radiačné pozadie v určitej oblasti.

Treba povedať, že Geigerov pult má pomerne jednoduchý dizajn zariadenia. Vo všeobecnosti má jeho dizajn nasledujúce vlastnosti.

Geigerov počítač je malá nádoba obsahujúca inertný plyn. ako plyn rôznych výrobcov použitie rôzne prvky a látok. Pokiaľ je to možné, Geigerove počítadlá sa vyrábajú s valcami naplnenými argónom, neónom alebo zmesou týchto dvoch látok. Stojí za to povedať, že plyn, ktorý plní meraciu fľašu, je pod minimálnym tlakom. Je to potrebné, aby medzi katódou a anódou nebolo napätie a nevznikol elektrický impulz.

Katóda je dizajnom celého počítadla. Anóda je drôtová resp kovové spojenie medzi valcom a hlavnou konštrukciou dozimetra, pripojeným k senzoru. Treba poznamenať, že v niektorých prípadoch môže byť anóda, ktorá reaguje priamo na radiačné prvky, vyrobená so špeciálnym ochranný náter, ktorý umožňuje kontrolovať ióny, ktoré prenikajú do anódy a ovplyvňujú výsledné meranie.

Ako funguje Geigerov počítač?

Potom, čo sme objasnili hlavné body návrhu Geigerovho počítadla, stojí za to stručne opísať princíp fungovania Geigerovho počítadla. Vzhľadom na jednoduchosť jeho usporiadania je jeho fungovanie a fungovanie tiež mimoriadne ľahko vysvetliteľné. Geigerov počítač funguje takto:

1. Pri zapnutí dozimetra medzi katódou a anódou vzniká pomocou odporu zvýšené elektrické napätie. Napätie však nemôže počas prevádzky klesnúť, pretože meracia fľaša je naplnená inertným plynom.
2. Keď nabitý ión zasiahne anódu, začne sa miešať s inertným plynom a ionizovať. Vyžarovací prvok je teda fixovaný pomocou snímača a môže ovplyvniť indikátory radiačného pozadia v kontrolovanej oblasti. Koniec testu je zvyčajne signalizovaný charakteristickým zvukom Geigerovho počítača.

Ako je uvedené vyššie, niektoré anódy pre Geigerove počítadlá sa vyrábajú s špeciálny náter. Takéto opatrenia sú potrebné na to, aby počítadlo zachytilo iba beta žiarenie s najvyššou kvalitou a reagovalo na nabité častice, ktoré sú pre ľudské telo najnebezpečnejšie.

Nekontrolované ionizujúce žiarenie v akejkoľvek forme je nebezpečné. Preto je potrebná jeho evidencia, sledovanie a účtovanie. Ionizačná metóda registrácie AI patrí medzi dozimetrické metódy, ktoré umožňujú uvedomiť si skutočnú radiačnú situáciu.

Aká je ionizačná metóda registrácie žiarenia?

Táto metóda je založená na registrácii ionizačných účinkov. Elektrické pole zabraňuje rekombinácii iónov a usmerňuje ich pohyb na príslušné elektródy. To umožňuje merať veľkosť náboja iónov vznikajúcich pri pôsobení ionizujúceho žiarenia.

Detektory a ich vlastnosti

V ionizačnej metóde sa ako detektory používajú:

• ionizačné komory;
• Geiger-Mullerove počítadlá;
• proporcionálne počítadlá;
• polovodičové detektory;
• atď.

Všetky detektory, s výnimkou polovodičových, sú valce naplnené plynom, v ktorých sú namontované dve elektródy s jednosmerným napätím. Na elektródach sa zhromažďujú ióny, ktoré vznikajú pri prechode ionizujúceho žiarenia plynným prostredím. záporné ióny prejsť na anódu a kladne na katódu, čím sa vytvorí ionizačný prúd. Podľa jeho hodnoty možno odhadnúť počet registrovaných častíc a určiť intenzitu žiarenia.

Princíp činnosti Geiger-Mullerovho počítadla

Činnosť počítadla je založená na nárazovej ionizácii. Elektróny pohybujúce sa v plyne (vyrazené žiarením pri dopade na steny počítadla) sa zrážajú s jeho atómami, vyraďujú z nich elektróny, v dôsledku čoho vznikajú voľné elektróny a kladné ióny. Existujúce medzi katódou a anódou elektrické pole dáva voľným elektrónom zrýchlenie dostatočné na spustenie nárazovej ionizácie. V dôsledku tejto reakcie, veľké množstvo ióny s prudkým nárastom prúdu cez počítadlo a napäťovým impulzom, ktorý zaznamenáva záznamové zariadenie. Potom je lavínový výboj uhasený. Až potom môže byť zaregistrovaná ďalšia častica.

Rozdiel medzi ionizačnou komorou a Geiger-Mullerovým počítačom.

Počítadlo plynov (Geigerov počítač) využíva sekundárnu ionizáciu, ktorá vytvára veľké plynové zosilnenie prúdu, ku ktorému dochádza, pretože rýchlosť pohybujúcich sa iónov vytvorených ionizujúcou látkou je taká vysoká, že vznikajú ióny nové. Na druhej strane môžu tiež ionizovať plyn, čím sa proces rozvíja. Každá častica teda produkuje 10 6-krát viac iónov, ako je možné v ionizačnej komore, čím je možné merať aj ionizujúce žiarenie nízkej intenzity.

Polovodičové detektory

Hlavným prvkom polovodičových detektorov je kryštál a princíp činnosti sa líši od ionizačnej komory iba tým, že ióny sa vytvárajú v hrúbke kryštálu a nie v plynovej medzere.

Príklady dozimetrov založených na ionizačných registračných metódach

Moderným prístrojom tohto typu je klinický dozimeter 27012 so sadou ionizačných komôr, ktorý je dnes štandardom.

Medzi jednotlivými dozimetrami sa rozšírili KID-1, KID-2, DK-02, DP-24 atď., Ako aj ID-0.2, čo je moderný analóg vyššie uvedených dozimetrov.