Princíp činnosti geigerovho počítača a moderných dozimetrov. Štruktúra a princíp činnosti Geiger-Mullerovho počítadla
Zariadenie, ktoré dokáže určovať, vynašiel v roku 1908 nemecký fyzik Hans Wilhelm Geiger a dnes sa široko používa. Dôvodom je vysoká citlivosť prístroja, jeho schopnosť registrovať rôzne druhy žiarenia. Jednoduchá obsluha a nízke náklady umožňujú kúpiť Geigerov počítač pre každého, kto sa rozhodne nezávisle merať úroveň žiarenia kedykoľvek a kdekoľvek. Čo je toto zariadenie a ako funguje?
Princíp činnosti Geigerovho počítača
Jeho dizajn je celkom jednoduchý. Plynná zmes pozostávajúca z neónu a argónu sa čerpá do uzavretej nádoby s dvoma elektródami, ktorá sa ľahko ionizuje. Je privádzaný k elektródam (rádovo 400V), čo samo o sebe nespôsobuje žiadne výbojové javy až do momentu, kedy sa v plynnom prostredí prístroja spustí proces ionizácie. Vzhľad častíc prichádzajúcich zvonku vedie k tomu, že primárne elektróny, zrýchlené v zodpovedajúcom poli, začnú ionizovať iné molekuly plynného média. V dôsledku toho dochádza pod vplyvom elektrického poľa k lavínovitému vytváraniu nových elektrónov a iónov, ktoré prudko zvyšujú vodivosť elektrón-iónového oblaku. V plynnom prostredí Geigerovho počítača dochádza k výboju. Počet impulzov, ktoré sa vyskytnú počas určitého časového obdobia, je priamo úmerný počtu detekovaných častíc. Toto je vo všeobecnosti princíp fungovania Geigerovho počítača.
Spätný proces, v dôsledku ktorého sa plynné médium vráti do pôvodného stavu, nastáva sám. Vplyvom halogénov (zvyčajne sa používa bróm alebo chlór) dochádza v tomto médiu k intenzívnej rekombinácii nábojov. Tento proces je oveľa pomalší, a preto je čas potrebný na obnovenie citlivosti Geigerovho počítača veľmi dôležitou pasovou charakteristikou zariadenia.
Napriek tomu, že princíp činnosti Geigerovho počítača je pomerne jednoduchý, je schopný reagovať na ionizujúce žiarenie rôznych typov. Ide o α-, β-, γ-, ako aj röntgen, neutrón a Všetko závisí od konštrukcie zariadenia. Vstupné okienko Geigerovho počítača schopného registrovať α- a mäkké β-žiarenie je teda vyrobené zo sľudy s hrúbkou 3 až 10 mikrónov. Na detekciu je vyrobený z berýlia a ultrafialový - z kremeňa.
Kde sa používa Geigerov počítač?
Princíp činnosti Geigerovho počítača je základom fungovania väčšiny moderných dozimetrov. Tieto malé, relatívne lacné zariadenia sú dosť citlivé a dokážu zobraziť výsledky v čitateľných jednotkách. Ich jednoduchosť použitia umožňuje ovládať tieto prístroje aj tým, ktorí majú dozimetriu veľmi vzdialenú.
Dozimetre sú podľa svojich možností a presnosti merania profesionálne a domáce. S ich pomocou je možné včas a efektívne určiť existujúci zdroj ionizovaného žiarenia ako na voľnom priestranstve, tak aj v interiéri.
Tieto zariadenia, ktoré pri svojej práci využívajú princíp činnosti Geigerovho počítača, dokážu včas signalizovať nebezpečenstvo pomocou vizuálnych aj zvukových či vibračných signálov. Takže môžete vždy skontrolovať jedlo, oblečenie, preskúmať nábytok, vybavenie, stavebné materiály atď., či neobsahuje žiarenie škodlivé pre ľudské telo.
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 smerom k príslušným elektródam. 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 sa pohybujú smerom k anóde, zatiaľ čo kladné ióny sa pohybujú smerom ku katóde a vytvárajú ionizačný prúd. Z jeho hodnoty možno odhadnúť počet detekovaných 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. Elektrické pole medzi katódou a anódou dáva voľným elektrónom zrýchlenie dostatočné na spustenie nárazovej ionizácie. V dôsledku tejto reakcie sa objaví veľké množstvo iónov s prudkým nárastom prúdu cez počítadlo a napäťovým impulzom, ktorý zaznamenáva záznamové zariadenie. Potom sa lavínový výboj uhasí. Až potom môže byť zaregistrovaná ďalšia častica.
Rozdiel medzi ionizačnou komorou a Geiger-Mullerovým počítačom.
Počítadlo plynov (Geigerov počítač) využíva sekundárnu ionizáciu na vytvorenie veľkého plynového zosilnenia prúdu, ku ktorému dochádza, pretože rýchlosť pohybujúcich sa iónov vytvorených ionizujúcim činidlom je taká vysoká, že sa tvoria nové ióny. 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.
V roku 1908 nemecký fyzik Hans Geiger pracoval v chemických laboratóriách, ktoré vlastnil Ernst Rutherford. Na tom istom mieste ich požiadali o testovanie počítadla nabitých častíc, ktorým bola ionizovaná komora. Komora bola elektro-kondenzátor, ktorý bol naplnený plynom pod vysokým tlakom. Dokonca aj Pierre Curie používal toto zariadenie v praxi, študoval elektrinu v plynoch. Geigerova myšlienka – detekovať žiarenie iónov – súvisela s ich vplyvom na úroveň ionizácie prchavých plynov.
V roku 1928 nemecký vedec Walter Müller, pracujúci s Geigerom a pod jeho vedením, vytvoril niekoľko čítačov, ktoré registrovali ionizujúce častice. Prístroje boli potrebné na ďalší výskum radiácie. Fyzika, ako veda o experimentoch, by nemohla existovať bez meracích štruktúr. Bolo objavených len niekoľko žiarení: γ, β, α. Geigerovou úlohou bolo merať všetky druhy žiarenia citlivými prístrojmi.
Geiger-Mullerov počítač je jednoduchý a lacný rádioaktívny senzor. Nie je to presný prístroj, ktorý zachytáva jednotlivé častice. Táto technika meria celkovú saturáciu ionizujúceho žiarenia. Fyzici ho používajú s inými senzormi na dosiahnutie presných výpočtov pri vykonávaní experimentov.
Trochu o ionizujúcom žiarení
Dalo by sa prejsť rovno k popisu detektora, ale jeho činnosť sa vám bude zdať nepochopiteľná, ak viete málo o ionizujúcom žiarení. Počas žiarenia dochádza k endotermickému účinku na látku. K tomu prispieva energia. Napríklad ultrafialové alebo rádiové vlny do takéhoto žiarenia nepatria, ale tvrdé ultrafialové svetlo áno. Tu je definovaná hranica vplyvu. Druh sa nazýva fotón a samotné fotóny sú γ-kvanta.
Ernst Rutherford rozdelil procesy emisie energie do 3 typov pomocou nastavenia magnetického poľa:
- γ - fotón;
- a je jadro atómu hélia;
- β je vysokoenergetický elektrón.
Pred časticami α sa môžete chrániť listom papiera. β preniknúť hlbšie. Schopnosť prieniku γ je najvyššia. Neutróny, o ktorých sa vedci dozvedeli neskôr, sú nebezpečné častice. Pôsobia na vzdialenosť niekoľkých desiatok metrov. Keďže majú elektrickú neutralitu, nereagujú s molekulami rôznych látok.
Neutróny však ľahko spadajú do stredu atómu, vyvolávajú jeho deštrukciu, vďaka čomu sa vytvárajú rádioaktívne izotopy. Rozpadajúce sa izotopy vytvárajú ionizujúce žiarenie. Z človeka, zvieraťa, rastliny alebo anorganického predmetu, ktorý dostal žiarenie, žiarenie vyžaruje niekoľko dní.
Zariadenie a princíp činnosti Geigerovho počítača
Zariadenie pozostáva z kovovej alebo sklenenej trubice, do ktorej sa čerpá vzácny plyn (zmes argónu a neónu alebo čisté látky). V trubici nie je vzduch. Plyn sa pridáva pod tlakom a zmiešava sa s alkoholom a halogénom. V celej trubici je natiahnutý drôt. Paralelne s ním je železný valec.
Drôt sa nazýva anóda a trubica sa nazýva katóda. Spolu sú to elektródy. Na elektródy je privedené vysoké napätie, ktoré samo o sebe nespôsobuje výbojové javy. Indikátor zostane v tomto stave, kým sa v jeho plynnom prostredí neobjaví ionizačné centrum. Mínus je pripojený k trubici zo zdroja energie a plus je pripojený k drôtu smerovanému cez vysoký odpor. Hovoríme o neustálej dodávke desiatok stoviek voltov.
Keď častica vstúpi do trubice, atómy vzácneho plynu sa s ňou zrazia. Pri kontakte sa uvoľňuje energia, ktorá oddeľuje elektróny od atómov plynu. Potom sa vytvoria sekundárne elektróny, ktoré sa tiež zrazia a vygenerujú množstvo nových iónov a elektrónov. Elektrické pole ovplyvňuje rýchlosť elektrónov smerom k anóde. Počas tohto procesu vzniká elektrický prúd.
Pri zrážke sa energia častíc stratí, dodávka atómov ionizovaného plynu sa končí. Keď nabité častice vstúpia do Geigerovho počítača s plynovým výbojom, odpor trubice klesne, čo okamžite zníži napätie v strednom bode delenia. Potom odpor opäť stúpa - to znamená obnovenie napätia. Impulz sa stáva negatívnym. Prístroj ukazuje impulzy a my ich vieme spočítať a zároveň odhadnúť počet častíc.
Typy Geigerových počítadiel
Podľa dizajnu sa počítadlá Geiger dodávajú v 2 typoch: ploché a klasické.
Klasická
Vyrobené z tenkého vlnitého kovu. Rúrka vďaka zvlneniu získava tuhosť a odolnosť voči vonkajším vplyvom, čo zabraňuje jej deformácii. Konce trubice sú vybavené sklenenými alebo plastovými izolátormi, v ktorých sú uzávery pre výstup do zariadení.
Povrch trubice je lakovaný (okrem zvodov). Klasické počítadlo sa považuje za univerzálny merací detektor pre všetky známe druhy žiarenia. Najmä pre γ a β.
Plochý
Citlivé merače na fixáciu mäkkého beta žiarenia majú iný dizajn. Vďaka malému počtu beta častíc má ich telo plochý tvar. Je tam okienko zo sľudy, ktoré mierne zachováva β. Senzor BETA-2 je názov jedného z týchto zariadení. Vlastnosti ostatných plochých metrov závisia od materiálu.
Parametre a prevádzkové režimy Geigerovho počítača
Na výpočet citlivosti počítadla odhadnite pomer počtu mikroröntgenov zo vzorky k počtu signálov z tohto žiarenia. Prístroj nemeria energiu častice, preto neposkytuje absolútne presný odhad. Zariadenia sú kalibrované pomocou vzoriek izotopových zdrojov.
Musíte sa tiež pozrieť na nasledujúce parametre:
Pracovný priestor, priestor so vstupnými oknami
Charakteristika oblasti indikátora, cez ktorú mikročastice prechádzajú, závisí od jej veľkosti. Čím je oblasť širšia, tým viac častíc sa zachytí.
Pracovné napätie
Napätie by malo zodpovedať priemerným charakteristikám. Samotná výkonová charakteristika je plochá časť závislosti počtu pevných impulzov od napätia. Jeho druhé meno je náhorná plošina. V tomto bode dosahuje prevádzka zariadenia špičkovú aktivitu a nazýva sa horná hranica merania. Hodnota - 400 voltov.
Pracovná šírka
Pracovná šírka - rozdiel medzi výstupným napätím do roviny a napätím iskrového výboja. Hodnota je 100 voltov.
Sklon
Hodnota sa meria ako percento počtu impulzov na 1 volt. Ukazuje chybu merania (štatistické) v počte impulzov. Hodnota je 0,15 %.
Teplota
Teplota je dôležitá, pretože merač sa často musí používať v náročných podmienkach. Napríklad v reaktoroch. Počítadlá všeobecného použitia: od -50 do +70 stupňov Celzia.
Pracovný zdroj
Zdroj je charakterizovaný celkovým počtom všetkých zaznamenaných impulzov až do okamihu, keď sa hodnoty prístroja stanú nesprávnymi. Ak má zariadenie organické látky na samozhášanie, počet impulzov bude jedna miliarda. Zdroj je vhodné počítať len v stave prevádzkového napätia. Keď je zariadenie uložené, prietok sa zastaví.
Čas obnovenia
Toto je čas, ktorý potrebuje zariadenie na vedenie elektriny po reakcii na ionizujúcu časticu. Existuje horná hranica frekvencie impulzov, ktorá obmedzuje interval merania. Hodnota je 10 mikrosekúnd.
V dôsledku doby zotavenia (tiež nazývanej mŕtvy čas) môže zariadenie v rozhodujúcej chvíli zlyhať. Aby sa predišlo prekročeniu, výrobcovia inštalujú olovené štíty.
Má pult pozadie
Pozadie sa meria v hrubostennej olovenej komore. Zvyčajná hodnota nie je väčšia ako 2 impulzy za minútu.
Kto a kde používa dozimetre žiarenia?
V priemyselnom meradle sa vyrába veľa modifikácií počítadiel Geiger-Muller. Ich výroba začala počas sovietskej éry a pokračuje aj teraz, ale už v Ruskej federácii.
Zariadenie sa používa:
- v zariadeniach jadrového priemyslu;
- vo vedeckých ústavoch;
- v medicíne;
- doma.
Po havárii v jadrovej elektrárni v Černobyle si dozimetre kupujú aj bežní občania. Všetky prístroje majú Geigerov počítač. Takéto dozimetre sú vybavené jednou alebo dvoma trubicami.
Je možné vyrobiť Geigerov pult vlastnými rukami?
Urobiť počítadlo sami je ťažké. Potrebujete radiačný senzor a nie každý si ho môže kúpiť. Samotný obvod počítadla je už dávno známy - napríklad v učebniciach fyziky je vytlačený. Reprodukciu zariadenia doma však zvládne iba skutočný „ľavák“.
Talentovaní majstri-samoukovia sa naučili vyrábať náhradu počítadla, ktorá je schopná merať aj žiarenie gama a beta pomocou žiarivky a žiarovky. Používajú aj transformátory z pokazených zariadení, Geigerovu trubicu, časovač, kondenzátor, rôzne dosky, odpory.
Záver
Pri diagnostike žiarenia je potrebné brať do úvahy vlastné pozadie merača. Ani pri slušnej hrúbke oloveného tienenia sa rýchlosť registrácie neresetuje. Tento jav má vysvetlenie: dôvodom aktivity je kozmické žiarenie prenikajúce cez hrúbky olova. Každú minútu sa nad zemským povrchom preháňajú mióny, ktoré počítadlo zaregistruje so 100% pravdepodobnosťou.
Existuje ďalší zdroj pozadia - žiarenie nahromadené samotným zariadením. Vo vzťahu ku Geigerovmu pultu je preto vhodné hovoriť aj o opotrebovaní. Čím viac žiarenia zariadenie nahromadilo, tým nižšia je spoľahlivosť jeho údajov.
Radiačná bezpečnosť a miera znečistenia životného prostredia netrápili mnohých občanov krajín sveta, až kým nenastali 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 stále uchované v pamäti každého človeka a sú poučením, že bez ohľadu na zahraničnopolitickú situáciu a úroveň finančného blahobytu sa treba vždy starať o radiačnú bezpečnosť. Je potrebné vedieť, ktoré častice Geigerov počítač registruje, aké preventívne záchranné opatrenia treba uplatniť, ak dôjde ku katastrofe.
Na čo slúži Geigerov počítač? V súvislosti s mnohými katastrofami spôsobenými človekom a kritickým zvýšením úrovne radiácie vo vzduchu za posledných niekoľko desaťročí ľudstvo vymyslelo a vynašlo jedinečné a najpohodlnejšie zariadenia na detekciu častíc pomocou Geigerovho počítača pre domáce a priemyselné použitie. . Tieto zariadenia umožňujú merať úroveň radiačného znečistenia, ako aj staticky kontrolovať situáciu znečistenia v území alebo oblasti s prihliadnutím na poveternostné podmienky, geografickú polohu a klimatické zmeny.
Aký je princíp činnosti Geigerovho počítača? Dozimeter pre domácnosť a Geigerovo počítadlo si dnes môže kúpiť 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 môžu byť v stave infekcie po dlhú dobu bez toho, aby to tušili.
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 zameraný 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 podmienok 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 a v priemyselnej oblasti. Niektorí remeselníci si dokonca vyrábajú svoj 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 na pozadí v domácnosti 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 metódy používania Geigerovho počítača umožňujú zachytiť nielen celkové množstvo ionizujúcich látok vo vzduchu za určité časové obdobie, ale aj reagovať na ich hustotu, stupeň nabitia, typ žiarenia a charakter žiarenia. dopad na povrch.
Napríklad Geigerove počítadlá určené na domáce alebo osobné použitie nevyžadujú vylepšené funkcie, pretože sa zvyčajne používajú na domáce použitie a používajú sa na kontrolu žiarenia pozadia v domácnosti, na potravinách, odevoch alebo stavebných materiáloch, ktoré by potenciálne mohli obsahovať určitú úroveň. poplatku. Priemyselné a profesionálne dozimetre sú však nevyhnutné na kontrolu závažnejších a komplexnejších emisií žiarenia a slúžia ako trvalý spôsob kontroly radiačného poľa v jadrových elektrárňach, chemických laboratóriách alebo jadrových elektrárňach.
zavolaj teraz
a oslobodiť sa
odborné poradenstvo
Vzhľadom na skutočnosť, že mnohé moderné krajiny dnes disponujú výkonnými jadrovými zbraňami, každý človek na planéte by mal mať profesionálne dozimetre a Geigerove počítače, aby mohol v prípade núdze a katastrofy včas kontrolovať radiačné pole a zachrániť si životy. životy 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 odlíšiť a oddeliť rôzne toky žiarenia umožnila dnes mnohým ľuďom používať dozimetre vysokej kvality, 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 počítač nie je samostatným prvkom, ale slúži ako vedúci a hlavný prvok v dizajne dozimetra. Je to nevyhnutné pre čo najkvalitnejšie a presné overenie radiačného pozadia v konkrétnej 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. Rôzni výrobcovia používajú ako plyn rôzne prvky a látky. Pokiaľ je to možné, Geigerove počítadlá sa vyrábajú s valcami naplnenými argónom, neónom alebo zmesami týchto dvoch látok. Stojí za to povedať, že plyn, ktorý plní merací valec, 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 drôtové alebo kovové spojenie medzi valcom a hlavnou konštrukciou dozimetra, pripojené k senzoru. Treba poznamenať, že v niektorých prípadoch môže byť anóda, ktorá reaguje priamo na radiačné prvky, vyrobená so špeciálnym ochranným povlakom, ktorý vám umožňuje kontrolovať ióny, ktoré prenikajú do anódy a ovplyvňujú výsledky merania.
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 jednoduché. Geigerovo počítadlo funguje takto:- 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.
- Keď nabitý ión zasiahne anódu, začne sa miešať s inertným plynom, aby sa ionizoval. 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.
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 druhu 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 v prípade hrubého oloveného tienenia počet impulzov nikdy neklesne 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.