Geiger sayğacı müəyyən etməyə imkan verir. Elementar hissəciklərin müşahidəsi və qeydə alınması üsulları

Sayğacların məqsədi

Geiger-Muller sayğacı ionlaşdırıcı şüalanmanın intensivliyini təyin etmək və ya başqa sözlə, nüvə reaksiyaları zamanı yaranan ionlaşdırıcı hissəcikləri hesablamaq üçün nəzərdə tutulmuş iki elektrodlu cihazdır: helium ionları (- hissəciklər), elektronlar (- hissəciklər), rentgen kvantlar (- hissəciklər) və neytronlar. Hissəciklər çox yayılır yüksək sürət[2-ə qədər. ionlar üçün 10 7 m/s (enerji 10 MeV-ə qədər) və elektronlar üçün işığın sürəti haqqında (enerji 0,2 - 2 MeV)], buna görə də sayğacın içərisinə nüfuz edirlər. Sayğacın rolu cihazın həcminə bir hissəcik daxil olduqda qısa (millisaniyənin fraksiyaları) gərginlik nəbzini (vahid - onlarla volt) yaratmaqdır.

İonlaşdırıcı şüalanmanın digər detektorları (sensorları) ilə müqayisədə (ionlaşma kamerası, mütənasib sayğac) Geiger-Muller sayğacı yüksək həddi həssaslığa malikdir - bu, yerin təbii radioaktiv fonunu (10 sm 2-ə 1 hissəcik) idarə etməyə imkan verir. - 100 saniyə). Ölçmənin yuxarı həddi nisbətən aşağıdır - saniyədə 10 4 hissəcik sm 2-ə qədər və ya saatda 10 Sievertə qədər (Sv/h). Sayğacın xüsusi bir xüsusiyyəti hissəciklərin növündən, enerjisindən və sensor həcmində hissəcik tərəfindən istehsal olunan ionlaşmaların sayından asılı olmayaraq eyni çıxış gərginliyi impulslarını yaratmaq qabiliyyətidir.

Geiger sayğacının işləməsi metal elektrodlar arasında qazın -, - və ya - hissəciyinin ionlaşması nəticəsində yaranan bir və ya bir neçə elektron tərəfindən başlanan, özünü saxlaya bilməyən impulslu qaz boşalmasına əsaslanır. Sayğaclar adətən diametri olan silindrik elektrod dizaynından istifadə edirlər daxili silindr(anod) fundamental əhəmiyyət kəsb edən xarici (katod) ilə müqayisədə çox azdır (2 və ya daha çox böyüklük sırası). Anodun xarakterik diametri 0,1 mm-dir.

Hissəciklər sayğaca vakuum qabığı və “silindrik” konstruksiyalı katod vasitəsilə daxil olur (Şəkil 2, A) və ya dizaynın “son” variantında xüsusi düz nazik pəncərə vasitəsilə (şək. 2 ,b). Sonuncu seçim aşağı nüfuzetmə qabiliyyətinə malik olan (məsələn, bir vərəqdə saxlanılan), lakin çox təhlükəli olan hissəcikləri qeyd etmək üçün istifadə olunur. bioloji olaraq hissəciklərin mənbəyi bədənə daxil olduqda. Mika pəncərələri olan detektorlar nisbətən aşağı enerjili hissəcikləri ("yumşaq" beta radiasiya) saymaq üçün də istifadə olunur.

düyü. 2. Sxematik dizaynlar silindrik ( A) və bitir ( b) Geiger sayğacları. Təyinatlar: 1 - vakuum qabığı (şüşə); 2 - anod; 3 - katod; 4 - pəncərə (slyuda, selofan)

Yüksək enerjili hissəcikləri və ya yumşaq rentgen şüalarını qeyd etmək üçün nəzərdə tutulmuş sayğacın silindrik versiyasında nazik divarlı vakuum qabığı istifadə olunur və katod nazik folqa və ya nazik metal film şəklində (mis) hazırlanır. , alüminium) üzərinə çökdürülür daxili səth mərmilər. Bir sıra dizaynlarda nazik divarlı metal katod (bərkedicilərlə) vakuum qabığının elementidir. Sərt rentgen şüaları (hissəciklər) nüfuzetmə gücünü artırdı. Buna görə də, vakuum qabığının kifayət qədər qalın divarları və kütləvi bir katod olan detektorlar tərəfindən qeyd olunur. Neytron sayğaclarında katod nazik bir kadmium və ya bor təbəqəsi ilə örtülmüşdür, burada neytron şüalanması nüvə reaksiyaları vasitəsilə radioaktiv şüalanmaya çevrilir.

Cihazın həcmi adətən atmosferə yaxın təzyiqdə (10 -50 kPa) kiçik (1%-ə qədər) arqon qarışığı olan arqon və ya neonla doldurulur. Boşalmadan sonra arzuolunmaz hadisələri aradan qaldırmaq üçün qaz doldurulmasına brom və ya spirt buxarının bir qarışığı (1% -ə qədər) daxil edilir.

Geiger sayğacının növündən və enerjisindən asılı olmayaraq hissəcikləri qeyd etmək qabiliyyəti (hissəciyin yaratdığı elektronların sayından asılı olmayaraq bir gərginlik impulsunu yaratmaq) onunla müəyyən edilir ki, anodun çox kiçik diametrinə görə demək olar ki, elektrodlara tətbiq olunan bütün gərginlik dar bir anod təbəqəsində cəmlənir. Qatın xaricində qaz molekullarını ionlaşdırdıqları "hissəciklərin tutulması bölgəsi" var. Molekullardan hissəcik tərəfindən qoparılan elektronlar anoda doğru sürətlənir, lakin elektrik sahəsinin gücü aşağı olduğundan qaz zəif ionlaşır. Elektronlar yüksək sahə gücü ilə anod yaxınlığındakı təbəqəyə daxil olduqdan sonra ionlaşma kəskin şəkildə artır, burada elektron uçqunları (bir və ya bir neçə) çox yüksək dərəcədə elektron çoxalması ilə inkişaf edir (10 7-ə qədər). Bununla belə, bunun nəticəsində yaranan cərəyan hələ sensor siqnalının formalaşmasına uyğun bir dəyərə çatmır.

Cərəyanın işləmə dəyərinə daha da artması, uçqunlarda, ionlaşma ilə eyni vaxtda, təxminən 15 eV enerjili ultrabənövşəyi fotonların əmələ gəlməsi ilə əlaqədardır ki, bu da qaz doldurulmasında çirkli molekulları ionlaşdırmaq üçün kifayətdir (məsələn, ionlaşma). brom molekullarının potensialı 12,8 V). Laydan kənarda molekulların fotoionlaşması nəticəsində yaranan elektronlar anoda doğru sürətlənir, lakin sahənin gücü aşağı olduğundan burada uçqunlar əmələ gəlmir və proses boşalmanın inkişafına az təsir göstərir. Qatda vəziyyət fərqlidir: yaranan fotoelektronlar yüksək gərginliyə görə yeni fotonların əmələ gəldiyi intensiv uçqunlara səbəb olur. Onların sayı ilkin rəqəmi üstələyir və "fotonlar - elektron uçqunları - fotonlar" sxeminə uyğun olaraq təbəqədəki proses sürətlə (bir neçə mikrosaniyə) artır ("tətik rejiminə" daxil olur). Bu vəziyyətdə, hissəcik tərəfindən başlayan ilk uçqunların yerindən boşalma anod boyunca yayılır ("eninə alovlanma"), anod cərəyanı kəskin şəkildə artır və sensor siqnalının qabaqcıl kənarı əmələ gəlir.

Siqnalın arxa tərəfi (cari azalma) iki səbəblə bağlıdır: rezistordakı cərəyandan gərginliyin düşməsi səbəbindən anod potensialının azalması (qabaqcıl kənarda potensial elektrodlararası tutum tərəfindən saxlanılır) və a. elektronlar anoddan çıxdıqdan sonra ionların boşluq yükünün təsiri altında təbəqədə elektrik sahəsinin gücündə azalma (yüklənmə nöqtələrin potensialını artırır, bunun nəticəsində təbəqədə gərginliyin azalması azalır və hissəciklərin tutulmasında sahəsi artır). Hər iki səbəb uçqunun inkişafının intensivliyini azaldır və "uçqun - fotonlar - uçqun" sxeminə uyğun olaraq proses sönür və sensordan keçən cərəyan azalır. Cari impuls başa çatdıqdan sonra anod potensialı ilkin səviyyəyə yüksəlir (anod rezistoru vasitəsilə elektrodlararası tutumun doldurulması səbəbindən bir qədər gecikmə ilə), elektrodlar arasındakı boşluqdakı potensial paylanma olaraq orijinal formasına qayıdır. ionların katoda getməsinin nəticəsi və sayğac yeni hissəciklərin gəlməsini qeyd etmək qabiliyyətini bərpa edir.

Onlarla növ ionlaşdırıcı şüa detektorları istehsal olunur. Onları təyin etmək üçün bir neçə sistem istifadə olunur. Məsələn, STS-2, STS-4 - özünü söndürən son sayğaclar və ya MS-4 - mis katodlu sayğac (B - volfram ilə, G - qrafit ilə) və ya SAT-7 - son hissəcik sayğacı, SBM- 10 - sayğac - metal hissəciklər, SNM-42 - metal neytron sayğacı, SRM-1 - rentgen şüaları üçün sayğac və s.

1.4 Geiger-Muller sayğacı

IN Proporsional sayğacda qazın boşaldılması yalnız qaz həcminin bir hissəsində inkişaf edir. Birincisi, onda ilkin ionlaşma, sonra isə elektronların uçqunu əmələ gəlir. Qalan həcm qaz atqısı ilə əhatə olunmur. Gərginlik artdıqca kritik bölgə genişlənir. Tərkibindəki həyəcanlanmış molekulların konsentrasiyası artır və buna görə də yayılan fotonların sayı artır. Fotonların təsiri altında qaz katoddan və molekullardan çıxır.

getdikcə daha çox fotoelektron. Sonuncu, öz növbəsində, ilkin ionlaşmadan qaz boşalması ilə tutulmayan sayğacın həcmində elektronların yeni uçqunlarına səbəb olur. Beləliklə, U gərginliyinin artması sayğacın bütün həcminə qaz boşalmasının yayılmasına səbəb olur. Müəyyən bir gərginlikdə U p. Eşik adlanan qaz boşalması sayğacın bütün həcmini əhatə edir. U p gərginliyində Geiger-Muller bölgəsi başlayır.

Geiger sayğacı (və ya Geiger-Muller sayğacı) elektrik siqnalı sayğacın qaz həcminin ikincil ionlaşması səbəbindən gücləndirilən və enerjidən asılı olmayan yüklü elementar hissəciklərin qazla doldurulmuş sayğacıdır. bu həcmdə hissəcik. 1908-ci ildə H. Geiger və E. Rutherford tərəfindən icad edilmiş, daha sonra Geiger və W. Muller tərəfindən təkmilləşdirilmişdir. Sayğaclar Geiger-Muller - ionlaşdırıcı şüalanmanın ən çox yayılmış detektorları (sensorları).

Geiger - Muller counter - aşkarlanması və tədqiqi üçün qaz boşaltma cihazı müxtəlif növlər radioaktiv və digər ionlaşdırıcı şüalanmalar: α - və β - hissəciklər, γ - kvantlar, işıq və rentgen kvantları, yüksək enerjili hissəciklər kosmik şüalar və sürətləndiricilərdə. Qamma kvantları ikinci dərəcəli ionlaşdırıcı hissəciklərdən - fotoelektronlardan, Kompton elektronlarından, elektron-pozitron cütlərindən istifadə etməklə Geiger-Muller sayğacı ilə qeydə alınır; neytronlar geri çəkilən nüvələr və məhsullar tərəfindən qeydə alınır nüvə reaksiyaları, sayğacda yaranan qaz. Sayğac müstəqil olana uyğun gərginliklərdə işləyir

tac boşalması (bölmə V, Şəkil 21).

düyü. 21. Geiger sayğacının qoşulma sxemi

Potensial fərq (V) divarlar və mərkəzi elektrod arasında bir kondansatör tərəfindən idarə olunan R müqaviməti vasitəsilə tətbiq olunur.

C1.

Bu sayğacın yüklü hissəciyi qeydə alma ehtimalı demək olar ki, yüz faizdir

Bir boşalmanın baş verməsi üçün bir elektron-ion cütü kifayətdir.

Struktur olaraq, Geiger sayğacı mütənasib sayğacla eyni şəkildə hazırlanmışdır, yəni. yüksək qeyri-bərabər elektrik sahəsi olan bir kondansatördür (adətən silindrik). Daxili elektroda (nazik metal sap) müsbət potensial (anod), xarici elektroda isə mənfi potensial (katod) tətbiq edilir. Elektrodlar 13-26 kN/m2 (100-200 mm pm.st.) təzyiqə qədər bir qədər qazla doldurulmuş hermetik möhürlənmiş çənə bağlanır. Sayğac elektrodlarına bir neçə yüz faiz gərginlik tətbiq olunur. + işarəsi R müqaviməti vasitəsilə ipə tətbiq olunur.

Funksional olaraq, Geiger sayğacı da mütənasib sayğacı təkrarlayır, lakin sonuncudan fərqlənir ki, elektrodlardakı daha yüksək potensial fərqə görə, detektorun həcmində bir elektronun görünməsi güclü uçqun üçün kifayət edən bir rejimdə işləyir. anod filamentinin yaxınlığında bütün bölgəni ionlaşdırmağa qadir olan ikincili ionlaşma (qazın gücləndirilməsi) səbəbindən inkişaf edən proses kimi. Bu halda cari impuls məhdudlaşdırıcı dəyərə çatır (doyur) və ilkin ionlaşmadan asılı deyil. Uçqun kimi inkişaf edən bu proses elektrodlararası məkanda keçiriciliyini kəskin artıraraq elektron-ion buludunun əmələ gəlməsi ilə başa çatır. Əslində, bir hissəcik Geiger sayğacına dəydikdə, sadə qazla belə görünən (qab şəffafdırsa) müstəqil qaz boşalması yanıb-sönür (alovlanır). Bu vəziyyətdə qaz qazanma əmsalı 1010-a çata bilər və nəbz dəyəri onlarla volt ola bilər.

Korona boşalması yanıb-sönür və cərəyan sayğacdan keçir.

Elektrik sahəsinin sayğacda paylanması belədir ki, boşalma yalnız sayğacın anodunun yaxınlığında bir neçə filament diametrləri məsafəsində inkişaf edir. Elektronlar tez bir zamanda filamentdə toplanır (10-6 saniyədən çox deyil), onun ətrafında müsbət ionların "haldası" əmələ gəlir. Müsbət boşluq yükü anodun effektiv diametrini artırır və bununla da sahə gücünü azaldır, beləliklə axıdma kəsilir. Müsbət ionların təbəqəsi filamentdən uzaqlaşdıqca, onun qoruyucu təsiri zəifləyir və anod yaxınlığında sahə gücü yeni boşalma parıltısı yaratmaq üçün kifayət edir. Müsbət ionlar, katoda yaxınlaşaraq, sonuncudan elektronları çıxarır, nəticədə həyəcanlanmış vəziyyətdə neytral inert qaz atomlarının əmələ gəlməsinə səbəb olur. Həyəcanlı atomlar

katoda kifayət qədər yaxın olan elektronlar onun səthindən sökülür və yeni uçqunların yaradıcılarına çevrilir. Xarici təsir olmadan, belə bir sayğac uzun bir aralıq boşalmada olacaqdır.

Beləliklə, kifayət qədər böyük bir R (108 -1010 ohm) ilə ipdə mənfi bir yük toplanır.

Və filament və katod arasındakı potensial fərq sürətlə azalır və axıdmanın dayandırılmasına səbəb olur. Bundan sonra, sayğacın həssaslığı bərpa olunur 10-1 -10-3 san (müqavimət R vasitəsilə C tutumunun boşalma vaxtı). Bu, hissəcik keçdikdən və elektron uçqunun keçdikdən sonra anod filamentinin yaxınlığında boşluğu dolduran yavaş müsbət ionların katoda getməsi üçün tələb olunan vaxtdır.

Və Detektorun həssaslığı bərpa edildi. Belə uzun ölü müddət bir çox proqramlar üçün əlverişsizdir.

üçün praktik istifadəözünü söndürməyən Geiger sayğacı istifadə olunur müxtəlif yollarla boşalmanın dayandırılması:

a) Qazda atqıların söndürülməsi üçün elektron sxemlərin istifadəsi. Bu məqsədlə uyğunlaşdırılmış elektron dövrə, in doğru vaxt sayğac üçün "əks siqnal" yaradır, bu müstəqil boşalmanı dayandırır və yaranan yüklü hissəciklər tamamilə zərərsizləşdirilənə qədər sayğacı bir müddət "saxlayır". Boşaltma söndürmə dövrəsi olan belə bir sayğacın xüsusiyyətləri özünü söndürən sayğacların xüsusiyyətlərinə yaxındır və bəzən onları üstələyir.

b) Yük müqaviməti dəyərləri və ekvivalent tutum, həmçinin sayğacdakı gərginlik dəyərinin seçilməsi səbəbindən söndürmə.

IN Boşaltma sönmə mexanizmindən asılı olaraq, sayğacların iki qrupu fərqlənir: özünü söndürməyən və özünü söndürən. Özünü söndürməyən sayğaclarda “ölü” vaxt çox uzundur(10-2 san), onun üçün

endirimlər tətbiq edilir elektron sxemlər rezolyusiya müddətini katodda müsbət ionların toplanması vaxtına qədər azaldan boşalma söndürmə (10-4 san).

Hal-hazırda, atqı sönməsinin R müqaviməti ilə təmin edildiyi özünüsöndürməyən sayğaclar, həm də daha dayanıqlı olan öz-özünə söndürən sayğaclarla əvəz olunur. Xüsusi qaz doldurulması (spirt buxarı kimi mürəkkəb molekullarla qarışmış inert qaz və kiçik

halogenlərin qarışığı - xlor, brom, yod) aşağı müqavimətlərdə belə axıdma öz-özünə parçalanır R. Özünü söndürən sayğacın ölmə müddəti ~10-4 san.

IN 1937 Trost, bir sayğacın arqonla doldurulması halında diqqət çəkdi

əlavə edin yox çoxlu sayda(bir neçə faiz) buxar etil spirti(C2 H5 OH), onda ionlaşdırıcı hissəciyin sayğacda yaratdığı boşalma öz-özünə sönəcək. Sonradan məlum oldu ki, sayğacda boşalmanın kortəbii sönməsi arqona digər buxarlar əlavə edildikdə də baş verir. üzvi birləşmələr mürəkkəb poliatomik birləşmələrlə. Bu maddələr adətən söndürmə, bu maddələrin istifadə olunduğu Geiger-Muller sayğacları isə özünü söndürən sayğaclar adlanır. Özünü söndürən sayğac iki (və ya daha çox) qazın qarışığı ilə doldurulur. Bir qaz, əsas olan, qarışığın təxminən 90% -ni, digəri, söndürmə qazı, təxminən 10% -ni təşkil edir. İşçi qarışığın komponentləri məcburi şərti ödəməlidir ki, söndürən qazın ionlaşma potensialı əsas qazın ilk həyəcanlanma potensialından aşağı olmalıdır.

Şərh. X-ray radiasiyasını aşkar etmək üçün tez-tez tel ksenon detektorları istifadə olunur. Buna misal olaraq SIBERIA ICRU-nun ilk yerli skan edən rəqəmsal tibbi flüoroqrafiyasını göstərmək olar. Rentgen sayğaclarının başqa bir tətbiqi müəyyən etmək üçün nəzərdə tutulmuş rentgen-flüoresan dalğa dispersiv spektrometridir (məsələn, Venera 200). müxtəlif elementlər maddələr və materiallarda. Müəyyən olunan elementdən asılı olaraq aşağıdakı detektorlardan istifadə etmək mümkündür: - 1, 2, 6 mikron qalınlıqda pəncərələrlə axın proporsional detektoru, 25 və 50 mikron qalınlığında pəncərələri olan axınsız neon detektoru, - axınsız kripton 100 mikron qalınlığında pəncərəli detektor, - pəncərəsi 200 mikron olan ksenon detektoru və 300 mikron pəncərəli sintillyasiya detektoru.

Özünü söndürən sayğaclar xüsusi elektron sxemlər olmadan daha yüksək hesablama sürətinə imkan verir

axıdılması söndürülür, buna görə də onlar geniş istifadə olunur. Üzvi söndürmə çirkləri ilə özünü söndürən sayğaclar məhdud xidmət müddətinə malikdir (108 -1010 impuls). Halojenlərdən birini söndürən çirk kimi istifadə edərkən (az aktiv Br2 ən çox istifadə olunur), iki atomlu halogen molekullarının atomlara parçalanmasından sonra (boşaltma prosesi zamanı) yenidən əmələ gəlməsi səbəbindən xidmət müddəti praktiki olaraq qeyri-məhdud olur. Halojen sayğaclarının çatışmazlıqlarına halogenlərin kimyəvi aktivliyi səbəbindən onların istehsal texnologiyasının mürəkkəbliyi və ilkin elektronların halogen molekuluna qoşulması səbəbindən impulsların qabaqcıl kənarının uzun yüksəlmə müddəti daxildir. Halojen sayğaclarda nəbzin qabaqcıl kənarının “sürüklənməsi” onları təsadüf dövrələrində tətbiq olunmaz edir.

Sayğacın əsas xüsusiyyətləri bunlardır: hesablama xarakteristikası - hesablama sürətinin iş gərginliyindən asılılığı; sayğacın səmərəliliyi – faizlə ifadə edilir, hesablanmış hissəciklərin sayının sayğacın iş həcminə daxil olan bütün hissəciklərin sayına nisbəti; həll vaxtı -

onların ayrıca qeydə alındığı impulslar arasındakı minimum vaxt intervalı və sayğacların istismar müddəti.

düyü. 22. Sayğacda ölü vaxtın baş vermə sxemi Geiger-Muller.(Geiger-Muller sayğacında boşalma zamanı nəbz forması).

Geiger sayğacının radiasiya həssaslığını bərpa etmək üçün tələb olunan və faktiki olaraq onun işini müəyyən edən vaxt uzunluğu - "ölü" vaxt - onun mühüm xüsusiyyətidir.

Nüvə hissəciyinin yaratdığı boşalma Geiger-Muller sayğacında t 0 vaxtında başlayırsa, o zaman sayğacdakı gərginlik kəskin şəkildə aşağı düşür. Sayğac müəyyən müddət ərzində digər hissəcikləri tənzimləyə bilmir, buna ölü zaman deyilir. t 1 andan, yəni. Ölü vaxt keçdikdən sonra sayğacda müstəqil boşalma yenidən baş verə bilər. Ancaq əvvəlcə nəbzin amplitudası hələ də kiçikdir. Yalnız kosmik yük katod səthinə çatdıqdan sonra sayğacda normal amplituda impulslar əmələ gəlir. Sayğacda müstəqil boşalmanın baş verdiyi t 0 anı ilə iş gərginliyinin bərpası anı t 3 arasındakı vaxt intervalı τ s bərpa vaxtı adlanır. Qeyd cihazının nəbzi sayması üçün onun amplitudasının müəyyən bir U p dəyərini keçməsi lazımdır. Öz-özünə dayanıqlı boşalmanın baş vermə anı t 0 ilə nəbzin U p amplitudasının əmələ gəlməsi anı arasındakı vaxt intervalı t 2 Geiger-Muller sayğacının həlli vaxtı τ p adlanır. Həll müddəti τ p ölü vaxtdan bir qədər uzundur.

Hər saniyə sayğaca çoxlu sayda hissəciklər (bir neçə min və ya daha çox) daxil olarsa, o zaman τ p həlletmə müddəti impulslar arasındakı orta vaxt intervalı ilə müqayisə edilə bilər, buna görə də əhəmiyyətli sayda impulslar hesablanmır. Sayğacın müşahidə edilən sayma sürəti m olsun. Onda hesablama qurğusunun həssas olmadığı vaxtın payı m τ-ə bərabərdir. Nəticə etibarilə, vahid vaxtda itirilən impulsların sayı nm τ p təşkil edir, burada n həlletmə vaxtı əhəmiyyətsiz dərəcədə kiçik olduqda müşahidə ediləcək hesablama sürətidir. Buna görə də

Bu tənliklə verilən hesablama sürətindəki korreksiyaya çökmə ölü vaxt korreksiyası deyilir.

Halojen öz-özünə söndürən sayğaclar ən aşağı təchizatı gərginliyi, əla çıxış siqnal parametrləri və kifayət qədər yüksək sürət ilə xarakterizə olunur, məişət radiasiya monitorinqi cihazlarında ionlaşdırıcı şüalanma sensorları kimi istifadə üçün xüsusilə əlverişli olduğunu sübut etmişdir.

Sayğac tərəfindən aşkar edilən hər bir hissəcik onun çıxış dövrəsində qısa impulsun görünməsinə səbəb olur. Vahid vaxtda baş verən impulsların sayı - Geiger sayğacının hesablama sürəti - ionlaşdırıcı şüalanma səviyyəsindən və onun elektrodlarındakı gərginlikdən asılıdır. Təchizat gərginliyi V ilə hesablama sürətinin tipik qrafiki Şəkildə göstərilmişdir. 23. Burada V qısqac hesablama başlanğıc gərginliyidir, V 1 və V 2 sayğacın təchizatı gərginliyindən demək olar ki, asılı olmayan iş bölməsinin aşağı və yuxarı sərhədləri, sözdə yayladır. İş gərginliyi V qul adətən bu bölmənin ortasında seçilir. N p - bu rejimdə sayma sürətinə uyğundur.

düyü. 23. Geiger sayğacında hesablama sürətinin təchizatı gərginliyindən asılılığı (Sayma xarakteristikası)

Sayma dərəcəsinin sayğacın radiasiyaya məruz qalma səviyyəsindən asılılığı onun ən vacib xüsusiyyətidir. Bu asılılığın qrafiki təbiətdə demək olar ki, xəttidir və buna görə də sayğacın radiasiya həssaslığı çox vaxt nəbz/μR (mikrorengenə görə impulslar; bu ölçü hesablama sürətinin - nəbz/s - radiasiyaya nisbətindən irəli gəlir) ilə ifadə edilir. səviyyə - μR/s). IN

göstərilmədiyi hallarda (təəssüf ki, qeyri-adi deyil), radiasiya həssaslığını mühakimə edin

sayğac fərqli olmalıdır, o da çox mühüm parametr- öz fonu. Bu, iki komponentdən yaranan hesablama sürətinə verilən addır: xarici - təbii fon radiasiyası və daxili - əks strukturun özündə tapılan radionuklidlərin şüalanması, həmçinin onun katodunun kortəbii elektron emissiyası. (“dozimetriyadakı fon” radioelektronikadakı “səs-küy” ilə demək olar ki, eyni məna daşıyır; hər iki halda söhbət avadanlıqlara kökündən silinməz təsirlərdən gedir.)

Daha bir mühüm xüsusiyyət Geiger sayğacı onun radiasiya həssaslığının ionlaşdırıcı hissəciklərin enerjisindən (“sərtlik”) asılılığıdır. Peşəkar jarqonda bu əlaqənin qrafiki “güc hərəkəti” adlanır. Bu asılılığın nə dərəcədə vacib olduğu şəkildəki qrafik göstərilir. “Sərtliklə sürmək” aparılan ölçmələrin düzgünlüyünə açıq şəkildə təsir edəcək.

Əsasən Geiger sayğacı çox sadədir. Əsasən asanlıqla ionlaşan neon və arqondan ibarət qaz qarışığı iki elektrodlu yaxşı boşaldılmış möhürlənmiş silindrə daxil edilir. Silindr şüşə, metal və s. ola bilər. Tipik olaraq, sayğaclar bütün səthi üzərində radiasiyanı qəbul edirlər, lakin bunun üçün silindrdə xüsusi "pəncərə" olanlar da var.

Geiger sayğacları müxtəlif növ ionlaşdırıcı radiasiyaya - α, β, γ, ultrabənövşəyi, rentgen şüalarına, neytronlara cavab verməyə qadirdir. Lakin sayğacın faktiki spektral həssaslığı əsasən onun dizaynından asılıdır. Beləliklə, α- və yumşaq β-radiasiyaya həssas olan sayğacın giriş pəncərəsi çox nazik olmalıdır; Bu məqsədlə adətən qalınlığı 3...10 mikron olan slyudadan istifadə olunur. Sərt β- və γ-radiasiyaya reaksiya verən sayğacın silindri adətən divar qalınlığı 0,05...0,06 mm olan silindr formasına malikdir (həmçinin sayğacın katodu rolunu oynayır). Rentgen sayğac pəncərəsi berilliumdan, ultrabənövşəyi sayğac pəncərəsi isə kvars şüşəsindən hazırlanıb.

düyü. 24. Qeyger sayğacında hesablama sürətinin qamma kvantın (“sərtlik ilə vuruş”) enerjisindən asılılığı

Bor neytron sayğacına daxil edilir, onunla qarşılıqlı əlaqədə neytron axını asanlıqla qeydə alınan α - hissəciklərə çevrilir. Foton şüalanması - ultrabənövşəyi, rentgen, γ - şüalanma - Geiger sayğacları dolayı yolla - fotoelektrik effekt, Kompton effekti, cüt yaratma effekti vasitəsilə qavrayır; hər bir halda katod maddəsi ilə qarşılıqlı təsir göstərən şüalanma elektron axınına çevrilir.

düyü. 25. Geiger-Muller sayğacı əsasında radiometrik quraşdırma.

Geiger sayğacının uçqun cihazı olmasının da mənfi cəhətləri var - belə bir cihazın reaksiyası onun həyəcanlanmasının əsas səbəbini mühakimə etmək üçün istifadə edilə bilməz. Geiger sayğacının α-hissəciklərin, elektronların, γ-kvantların (bütün bu şüalanma növlərinə reaksiya verən sayğacda) təsiri altında yaratdığı çıxış impulsları heç də fərqlənmir. Sami

zərrəciklər, onların enerjiləri yaratdığı əkiz uçqunlarda tamamilə yox olur.

Geiger-Muller sayğacının keyfiyyəti adətən onun sayma xüsusiyyətlərinin növü ilə qiymətləndirilir. "Yaxşı" sayğaclar üçün hesablama hissəsinin uzunluğu 100 V-ə 3 - 5% -dən çox olmayan bir yayla yamacı ilə 100-300 V-dir. Sayğacın V qulunun işləmə gərginliyi adətən onun hesablanmasının ortasında seçilir. sahə.

Yaylada hissəciklərin sayının sürəti nüvə hissəcikləri tərəfindən şüalanmanın intensivliyinə mütənasib olaraq dəyişdiyindən, Geiger-Muller sayğacları radioaktiv mənbələrin aktivliyinin nisbi ölçülməsi üçün uğurla istifadə olunur. Mütləq ölçülər nəzərə alınmaqla çətinləşdirilir çox saydaəlavə düzəlişlər. Aşağı intensivlikli mənbələrlə işləyərkən kosmik şüalanma və radioaktivliyin yaratdığı əks fon nəzərə alınmalıdır. mühit və sayğac materialının radioaktiv çirklənməsi. Əvvəlcə nəcib qazlar, xüsusən də arqon və neon, sayğac üçün doldurucu qazlar kimi istifadə olunurdu. Əksər sayğaclar 7 ilə 20 smHg diapazonunda təzyiqə malikdir, baxmayaraq ki, onlar bəzən daha yüksək təzyiqlərdə, 1 atm-ə qədər işləyirlər. Bu tip sayğaclarda ionlaşdırıcı şüalanma sayğaca daxil olduqda baş verən qaz boşalmasını söndürmək üçün xüsusi elektron sxemlərdən istifadə etmək lazımdır. Buna görə də belə sayğaclar özünü söndürməyən Geiger-Muller sayğacları adlanır. Onların həlli çox zəifdir. Məcburi axıdmanın söndürülməsi üçün sxemlərin istifadəsi, təkmilləşdirilməsi

qətnamə eksperimental quraşdırmanı əhəmiyyətli dərəcədə çətinləşdirir, xüsusən də çox sayda sayğac eyni vaxtda istifadə edildikdə.

Tipik bir şüşə Geiger-Muller sayğacı Şəkildə göstərilmişdir. 25.

düyü. 25. Şüşə Geiger-Muller sayğacı: 1 –

həndəsi möhürlənmiş şüşə boru; 2 – katod ( nazik təbəqə paslanmayan polad boru üzərində mis); 3 – katod çıxışı; 4 – anod (nazik gərilmiş sap).

Cədvəldə. 1 özünü söndürən halogen Geiger sayğacları haqqında məlumat verir

Rus istehsalıdır, ən uyğundur məişət texnikası radiasiya nəzarəti.

Təyinatlar: 1 - iş gərginliyi, V; 2 - yayla - hesablama sürətinin təchizatı gərginliyindən aşağı asılılığı bölgəsi, V; 3 - sayğacın öz fonu, imp/s, artıq deyil; 4 - sayğacın radiasiya həssaslığı, nəbz/μR (* - kobalt-60 üçün); 5 - çıxış impulsunun amplitüdü, V, az deyil; 6 - ölçülər, mm - diametri x uzunluq (uzunluq x en x

hündürlük); 7.1 - sərt β - və γ - şüalanma; 7.2 - eyni və yumşaq β - radiasiya; 7.3 - eyni və α - radiasiya; 7.4 -γ - şüalanma.

Şəkil 26. Quraşdırılmış Geiger-Muller sayğacı ilə saat.

STS-6 tipli Geiger-Muller sayğacı β və γ hissəciklərini hesablayır və özünü söndürən sayğacdır. Paslanmayan poladdan hazırlanmış silindrdir, divar qalınlığı 50 mq/(sm2) möhkəmlik üçün bərkidicilərlə. Sayğac neon və brom buxarlarının qarışığı ilə doldurulur. Brom ifrazatı söndürür.

Sayğacların dizaynları çox müxtəlifdir və radiasiya növündən və onun enerjisindən, həmçinin ölçmə texnikasından asılıdır).

Geiger-Müller sayğacına əsaslanan radiometrik qurğu Şəkil 1-də göstərilmişdir. 27. Gərginlik sayğaca yüksək gərginlikli enerji mənbəyindən verilir. Sayğacdan gələn impulslar gücləndirici bloka verilir, burada gücləndirilir və sonra hesablama cihazı ilə qeyd olunur.

Geiger-Muller sayğacları bütün növ radiasiyanı qeyd etmək üçün istifadə olunur. Onlar radioaktiv emissiyaların həm mütləq, həm də nisbi ölçülməsi üçün istifadə edilə bilər.

düyü. 27. Geiger-Muller sayğaclarının dizaynı: a - silindrik; b

– daxili doldurma; d – mayelər üçün axın. 1 – anod (toplayıcı elektrod); 2 – katod; 3 - şüşə butulka; 4 – elektrod keçiriciləri; 5 - şüşə boru; 6 - izolyator; 7 – mika pəncərəsi; 8 - qaz girişi üçün klapan.

Qaz-boşaltma Geiger-Muller (G-M) sayğacı. Şəkil 1 inert qazla doldurulmuş şüşə silindrdir (balon).

halogen çirkləri) atmosferdən bir qədər aşağı təzyiq altında. Balonun içərisində nazik metal silindr K katod kimi xidmət edir; Anod A silindrin mərkəzindən keçən nazik bir keçiricidir. Anod və katod arasında gərginlik tətbiq olunur U IN =200-1000 V. Anod və katod radiometrik cihazın elektron sxeminə qoşulur.

Şəkil.1 Silindrik Geiger-Muller sayğacı.

1 – anod ipi 2 – boruşəkilli katod

U V – yüksək gərginlik mənbəyi

R n - yük müqaviməti

İLƏ V – ayırma və saxlama çəni

R – göstərici ilə çevirici

ξ - radiasiya mənbəyi.

G-M sayğacından istifadə edərək, bütün radiasiya hissəciklərini (asanlıqla udulan α-hissəciklər istisna olmaqla) qeyd edə bilərsiniz; β-hissəciklərin əks gövdə tərəfindən udulmasının qarşısını almaq üçün nazik bir filmlə örtülmüş yuvalara malikdir.

G-M sayğacının xüsusiyyətlərini izah edək.

β-hissəciklər sayğacın qaz molekulları ilə birbaşa, neytronlar və γ-fotonlar (yüksüz hissəciklər) isə qaz molekulları ilə zəif qarşılıqlı əlaqədə olurlar. Bu halda ionların əmələ gəlmə mexanizmi fərqlidir.

K və A nöqtələrinin yaxınlığında ətraf mühitin dozimetrik ölçülərini aparacağıq və alınan məlumatları cədvələ daxil edəcəyik. 1.

Ölçmə aparmaq üçün sizə lazımdır:

1. Dozimetri enerji mənbəyinə (9V) qoşun.

2. Dozimetrin arxa tərəfində detektorun pəncərəsini bağlayıcı (ekran) ilə bağlayın.

3. Düyməni təyin edinMODE(rejim) γ (“P”) mövqeyinə.

4. Düyməni təyin edinRANGE(aralıq) mövqeyəx1 (S n =0,1-50 μSv/saat).

5. Dozimetrin güc açarını vəziyyətinə qoyunON(Aktiv).

6. Əgər x1 vəziyyətində səs siqnalı eşidilirsə və displeyin nömrə sətirləri tam doludursa, onda siz x10 diapazonuna keçməlisiniz (P) n =50-500 μSv/saat).

7. Pulsların cəmlənməsi başa çatdıqdan sonra dozimetrin ekranında gücə ekvivalent doza görünəcək.P Hγ µSv/saat; 4-5 saniyə ərzində. oxunuşlar sıfırlanacaq.

8. Dozimetr yenidən radiasiya ölçmələrinə hazırdır. Yeni ölçmə dövrü avtomatik olaraq başlayır.

Cədvəl 1.

İş yerində yaranan dəyər (AB) düsturla müəyyən edilir

=
, μSv/saat (6)

- dozimetr oxunuşları bir nöqtədə fon radiasiya dəyərlərini verir;

Hər bir ölçmə nöqtəsində radiasiyanın miqdarı dalğalanma qanunlarına tabedir. Buna görə də, ölçülmüş dəyərin ən çox ehtimal olunan dəyərini əldə etmək üçün bir sıra ölçmələr aparmaq lazımdır;

- β-şüalanmaların dozimetriyası aparılarkən ölçmələr tədqiq olunan cisimlərin səthinə yaxın aparılmalıdır.

4. Ölçmələrin aparılması. S.1. Təbii fon radiasiyasının ekvivalent doza sürətinin təyini.

Ətraf mühitin γ-fonunu müəyyən etmək üçün (hər hansı cisimlərə (cisimlərə) nisbətən) bir-birindən ~1 metr məsafədə yerləşən iki A, K nöqtəsini seçirik və cisimlərə toxunmadan,

Katodun atomları ilə qarşılıqlı təsir göstərən neytronlar yüklü mikrohissəciklər (nüvə parçaları) əmələ gətirir. Qamma şüalanması

əsasən katodun maddəsi (atomları) ilə qarşılıqlı əlaqədə olur, qaz molekullarını daha da ionlaşdıran foton şüalanması yaradır.

Sayğacın həcmində ionlar görünən kimi, anod-katod elektrik sahəsinin təsiri altında yüklərin hərəkəti başlayacaq.

Anodun yaxınlığında elektrik sahəsinin gücü xətləri kəskin şəkildə kondensasiya olunur (anod filamentinin kiçik diametrinin nəticəsi) və sahənin gücü kəskin şəkildə artır. İpliyə yaxınlaşan elektronlar böyük sürətlənmə alır və a neytral qaz molekullarının ionlaşmasına təsir göstərir , müstəqil tac boşalması filament boyunca yayılır.

Bu boşalmanın enerjisi sayəsində ilkin hissəcik impulsunun enerjisi kəskin şəkildə artır (10-a qədər). 8 bir dəfə). Korona boşalması yayıldıqda, bəzi yüklər yavaş-yavaş böyük bir müqavimətdən keçəcək R n ~10 6 Ohm (Şəkil 1). Müqavimət üzrə detektor dövrəsindəR n cari impulslar ilkin hissəcik axınına mütənasib görünəcək. Yaranan cərəyan impulsu saxlama tutumuna C ötürülür V (С~10 3 picofarad), daha da gücləndirilir və R çevrilmə dövrəsi ilə qeyd olunur.

Çox müqavimət göstərməkR n detektor dövrəsində anodda yığılan mənfi yüklərə səbəb olur. Anodun elektrik sahəsinin gücü azalacaq və müəyyən bir nöqtədə təsir ionlaşması kəsiləcək və boşalma sönəcəkdir.

Nəticədə yaranan qaz boşalmasının söndürülməsində mühüm rolu sayğac qazında mövcud olan halogenlər oynayır. Halojenlərin ionlaşma potensialı inert qazlardan daha aşağıdır, buna görə də halogen atomları öz-özünə boşalmaya səbəb olan fotonları daha aktiv şəkildə “udur”, bu enerjini dağılma enerjisinə çevirir və bununla da öz-özünə boşalmanı söndürür.

Zərbənin ionlaşması (və korona boşalması) kəsildikdən sonra qazın ilkin (işləyən) vəziyyətinə qaytarılması prosesi başlayır. Bu müddət ərzində sayğac işləmir, yəni. keçən hissəcikləri qeyd etmir. Bu interval

vaxta “ölü vaxt” (bərpa vaxtı) deyilir. G-M sayğacı üçünölü vaxt = Δt~10 -4 saniyə.

G-M sayğacı hər bir yüklü zərrəciyin təsirinə reaksiya verir, onları enerji ilə fərqləndirmir, lakin güc azalarsa

ümumi radiasiya dəyişməzsə, nəbz sayma sürəti radiasiya gücünə mütənasib olur və sayğac radiasiya dozalarının vahidlərində kalibrlənə bilər.

Özünü söndürən qaz detektorunun keyfiyyəti orta nəbz tezliyindən asılı olaraq müəyyən edilir.Ngərginliyin vahid vaxtına görəU onun elektrodlarında sabit şüalanma intensivliyində. Bu funksional asılılığa detektorun sayma xarakteristikası deyilir (şək. 2).

Şəkil 2-dən aşağıdakı kimi, nə vaxtU < U 1 yüklənmiş hissəcik və ya qamma kvant detektora dəydikdə qaz boşalmasının baş verməsi üçün tətbiq olunan gərginlik kifayət deyil. Gərginlikdən başlayaraq U IN > U 2 Zərbənin ionlaşması sayğacda baş verir, tac boşalması katod boyunca yayılır və sayğac demək olar ki, hər bir hissəciyin keçidini qeyd edir. Böyümə ilə U IN əvvəlU 3 (Şəkil 2-ə baxın) qeydə alınan impulsların sayı bir qədər artır, bu da əks qazın ionlaşma dərəcəsinin bir qədər artması ilə əlaqələndirilir. U yaxşı sayğac Qrafikin G-M bölməsindən U 2 əvvəlU R demək olar ki, müstəqildirU IN , yəni. oxuna paralel gedirU IN , orta nəbz tezliyi demək olar ki, müstəqildirU IN .

düyü. 2. Özünü söndürən qaz detektorunun hesablama xarakteristikası.

3. P-ni ölçərkən alətlərin nisbi xətası n : δР n = ±30%.

Əks nəbzin radiasiya dozasının oxunuşlarına necə çevrildiyini izah edək.

Sübut edilmişdir ki, sabit radiasiya gücündə nəbz sayma sürəti radiasiya gücünə (ölçülmüş doza) mütənasibdir. Radiasiya dozasının ölçülməsi bu prinsipə əsaslanır.

Sayğacda nəbz görünən kimi, bu siqnal yenidən hesablama bölməsinə ötürülür, burada müddət, amplituda, cəmlənərək süzülür və nəticə güc dozası vahidlərində sayğac displeyinə ötürülür.

Hesablama dərəcəsi ilə ölçülmüş güc arasındakı uyğunluq, yəni. Dozimetr məlum radiasiya mənbəyinə uyğun olaraq (zavodda) kalibrlənir s 137 .

Geiger sayğacı radiasiyanın ölçülməsi üçün əsas sensordur. Qamma, alfa, beta radiasiya və rentgen şüaları. Radiasiyanın aşkarlanmasının digər üsulları, məsələn, ionlaşma kameraları ilə müqayisədə ən yüksək həssaslığa malikdir. Bu Əsas səbəb onun geniş yayılması. Radiasiyanın ölçülməsi üçün digər sensorlar çox nadir hallarda istifadə olunur. Demək olar ki, bütün radiasiya monitorinq cihazları Geiger sayğaclarına əsaslanır. Onlar kütləvi istehsal olunur və müxtəlif səviyyəli cihazlar var: hərbi dərəcəli dozimetrlərdən tutmuş Çin istehlak mallarına qədər. İndiki vaxtda radiasiyanın ölçülməsi üçün hər hansı bir cihazın alınması problem deyil.

Bir müddət əvvəl dozimetrik cihazların geniş yayılması yox idi. Beləliklə, 1986-cı ilə qədər, Çernobıl qəzası zamanı məlum oldu ki, əhalinin sadəcə olaraq heç bir radiasiya monitorinqi aparatı yoxdur ki, bu da, yeri gəlmişkən, fəlakətin nəticələrini daha da ağırlaşdırdı. Eyni zamanda, həvəskar radio və texniki yaradıcılıq dərnəklərinin yayılmasına baxmayaraq, Geiger sayğacları mağazalarda satılmırdı, buna görə də evdə dozimetrlər hazırlamaq mümkün deyildi.

Geiger sayğacları necə işləyir

Bu son dərəcə elektrik vakuum cihazıdır sadə prinsip iş. Radioaktiv şüalanma sensoru, boşaldılmış inert qazla doldurulmuş metalizasiyalı bir metal və ya şüşə kameradır. Kameranın ortasına bir elektrod qoyulur. Kameranın xarici divarları yüksək gərginlik mənbəyinə (adətən 400 volt) bağlıdır. Daxili elektrod həssas gücləndiriciyə qoşulur. İonlaşdırıcı şüalanma (radiasiya) hissəciklər axınıdır. Onlar sözün həqiqi mənasında elektronları yüksək gərginlikli katoddan anod filamentlərinə ötürürlər. Onun üzərində sadəcə bir gərginlik yaranır, onu gücləndiriciyə qoşmaqla artıq ölçmək olar.

Geiger sayğacının yüksək həssaslığı uçqun effekti ilə bağlıdır. Gücləndiricinin çıxışda aşkar etdiyi enerji ionlaşdırıcı şüalanma mənbəyinin enerjisi deyil. Bu, dozimetrin özünün yüksək gərginlikli enerji təchizatının enerjisidir. Nüfuz edən hissəcik yalnız bir elektron ötürür (metr tərəfindən aşkar edilən cərəyana çevrilən enerji yükü). Nəcib qazlardan ibarət qaz qarışığı: elektrodlar arasında arqon, neon daxil edilir. Yüksək gərginlikli boşalmaları söndürmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Belə bir boşalma baş verərsə, bu, sayğacın yanlış işləməsi olacaqdır. Sonrakı ölçmə sxemi belə emissiyalara məhəl qoymur. Bundan əlavə, yüksək gərginlikli enerji təchizatı da onlardan qorunmalıdır.

Geiger sayğacındakı güc dövrəsi 400 volt çıxış gərginliyində bir neçə mikroamperin çıxış cərəyanını təmin edir. Dəqiq qiymət Təchizat gərginliyi hər bir sayğac markası üçün onun texniki xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq təyin edilir.

Geiger sayğacının imkanları, həssaslıq, qeydə alınmış radiasiya

Geiger sayğacından istifadə etməklə qamma və beta radiasiya yüksək dəqiqliklə aşkarlana və ölçülə bilər. Təəssüf ki, radiasiyanın növünü birbaşa tanımaq mümkün deyil. Bu, dolayı yolla sensor ilə tədqiq olunan obyekt və ya ərazi arasında maneələr quraşdırmaq yolu ilə həyata keçirilir. Qamma şüaları çox şəffafdır və onların fonu dəyişmir. Əgər dozimetr beta radiasiyasını aşkar edibsə, o zaman ayırıcı maneənin, hətta nazik bir metal təbəqənin quraşdırılması beta hissəciklərinin axını demək olar ki, tamamilə dayandıracaq.

Keçmişdə geniş yayılmış DP-22 və DP-24 şəxsi dozimetr dəstlərində Geiger sayğaclarından istifadə edilmirdi. Əvəzində ionlaşma kamerası sensoru istifadə edildi, buna görə də həssaslıq çox aşağı idi. Geiger sayğaclarından istifadə edən müasir dozimetrik alətlər minlərlə dəfə daha həssasdır. Onlar günəş fon radiasiyasında təbii dəyişiklikləri qeyd etmək üçün istifadə edilə bilər.

Geiger sayğacının diqqətəlayiq xüsusiyyəti onun həssaslığıdır, onlardan onlarla və yüzlərlə dəfə yüksəkdir tələb olunan səviyyə. Tamamilə qorunan qurğuşun kamerasında sayğacı yandırsanız, o, nəhəng təbii radiasiya fonunu göstərəcəkdir. Bu oxunuşlar sayğacın özünün dizayn qüsuru deyil, çoxsaylı laboratoriya testləri ilə təsdiqlənmişdir. Bu cür məlumatlar kosmosdakı təbii radiasiya fonunun nəticəsidir. Təcrübə yalnız Geiger sayğacının nə qədər həssas olduğunu göstərir.

Xüsusilə bu parametrin ölçülməsi üçün texniki spesifikasiyalar“İmp mikrosaniyə sayğacının həssaslığı” (mikrosaniyədə impulslar) dəyəri göstərilir. Bu impulslar nə qədər çox olarsa, həssaslıq da bir o qədər çox olar.

Geiger sayğacı, dozimetr dövrəsi ilə radiasiyanın ölçülməsi

Dozimetr dövrəsini iki funksional modula bölmək olar: yüksək gərginlikli enerji təchizatı və ölçmə sxemi. Yüksək gərginlikli enerji təchizatı - analoq dövrə. Rəqəmsal dozimetrlərdəki ölçmə modulu həmişə rəqəmsal olur. Bu, alət şkalasında rəqəmlər şəklində müvafiq dəyəri göstərən bir nəbz sayğacıdır. Radiasiya dozasını ölçmək üçün dəqiqədə, 10, 15 saniyədə və ya digər dəyərlərdə nəbzləri saymaq lazımdır. Mikrokontroller standart şüalanma vahidlərində impulsların sayını dozimetr şkalasında müəyyən bir dəyərə çevirir. Budur ən ümumi olanlar:

• rentgen şüaları (adətən mikro-rentgen istifadə olunur);
• Sievert (mikrozievert - mSv);
• Grey, mən şadam
• mikrovat/m2-də axının sıxlığı.

Sievert radiasiya üçün ən məşhur ölçü vahididir. Bütün normalar ona aiddir, əlavə yenidən hesablamalar tələb olunmur. Rem radiasiyanın bioloji obyektlərə təsirini təyin etmək üçün vahiddir.

Yarımkeçirici şüalanma sensoru ilə qaz boşalma Geiger sayğacının müqayisəsi

Geiger sayğacı qaz boşaltma cihazıdır və müasir tendensiya mikroelektronika - hər yerdə onlardan qurtulmaq. Yarımkeçirici şüalanma sensorlarının onlarla variantı hazırlanmışdır. Onların qeyd etdikləri fon radiasiyasının səviyyəsi Geiger sayğacları ilə müqayisədə xeyli yüksəkdir. Yarımkeçirici sensorun həssaslığı daha pisdir, lakin onun başqa bir üstünlüyü var - səmərəlilik. Yarımkeçiricilər yüksək gərginlikli güc tələb etmir. Onlar akkumulyatorla işləyən portativ dozimetrlər üçün çox uyğundur. Digər bir üstünlük alfa hissəciklərinin qeydiyyatıdır. Sayğacın qaz həcmi yarımkeçirici sensordan əhəmiyyətli dərəcədə böyükdür, lakin onun ölçüləri hələ də portativ avadanlıq üçün məqbuldur.

Alfa, beta və qamma radiasiyasının ölçülməsi

Qamma radiasiyasını ölçmək ən asandır. Bu, foton axını olan elektromaqnit şüalanmadır (işıq da foton axınıdır). İşıqdan fərqli olaraq, daha çox şeyə malikdir yüksək tezlikli və çox qısa dalğa uzunluğu. Bu, onun atomlara nüfuz etməsinə imkan verir. IN mülki müdafiə Qamma şüalanması nüfuz edən radiasiyadır. Evlərin, avtomobillərin, müxtəlif strukturların divarlarına nüfuz edir və yalnız bir neçə metrlik torpaq və ya beton təbəqəsi ilə saxlanılır. Qamma kvantların qeydiyyatı günəşin təbii qamma şüalanmasına uyğun olaraq dozimetrin kalibrlənməsi ilə həyata keçirilir. Radiasiya mənbələrinə ehtiyac yoxdur. Beta və alfa radiasiya ilə tamamilə fərqli bir məsələdir.

İonlaşdırıcı şüalanma α (alfa şüalanması) xarici cisimlərdən gəlirsə, demək olar ki, zərərsizdir və Helium atomlarının nüvələri axını təmsil edir. Bu hissəciklərin diapazonu və keçiriciliyi mühitin keçiriciliyindən asılı olaraq kiçikdir - bir neçə mikrometr (maksimum millimetr). Bu xüsusiyyətə görə, demək olar ki, Geiger sayğacı tərəfindən qeydiyyata alınmır. Eyni zamanda, alfa radiasiyasını qeyd etmək vacibdir, çünki bu hissəciklər bədənə hava, qida və ya su ilə daxil olduqda son dərəcə təhlükəlidir. Geiger sayğacları onların aşkarlanması üçün məhdud dərəcədə istifadə olunur. Xüsusi yarımkeçirici sensorlar daha çox yayılmışdır.

Beta radiasiya Geiger sayğacı tərəfindən mükəmməl şəkildə aşkar edilir, çünki beta hissəcik bir elektrondur. Atmosferdə yüzlərlə metr uça bilir, lakin yaxşı əmilir metal səthlər. Bu baxımdan, Geiger sayğacında slyuda pəncərəsi olmalıdır. Metal kamera kiçik bir divar qalınlığı ilə hazırlanır. Daxili qazın tərkibi kiçik bir təzyiq düşməsini təmin edəcək şəkildə seçilir. Beta radiasiya detektoru uzaq zondda yerləşdirilir. Gündəlik həyatda belə dozimetrlərə çox rast gəlinmir. Bunlar əsasən hərbi məhsullardır.

Geiger sayğacı ilə şəxsi dozimetr

Bu sinif cihazlar ionlaşma kameraları olan köhnəlmiş modellərdən fərqli olaraq çox həssasdır. Etibarlı modellər çoxları tərəfindən təklif olunur yerli istehsalçılar: "Terra", "MKS-05", "DKR", "Radex", "RKS". Bunların hamısı standart ölçü vahidlərində ekranda göstərilən məlumatları olan müstəqil cihazlardır. Yığılmış radiasiya dozasını və ani fon səviyyəsini göstərmək üçün bir rejim var.

Perspektivli istiqamət, smartfona məişət dozimetr qoşmasıdır. Belə cihazlar xarici istehsalçılar tərəfindən istehsal olunur. Onlar zəngindirlər texniki imkanlar, oxunuşların saxlanması, günlər, həftələr, aylar üçün radiasiyanın hesablanması, yenidən hesablanması və yekunlaşdırılması funksiyası var. Hələlik istehsal həcminin aşağı olması səbəbindən bu cihazların qiyməti kifayət qədər yüksəkdir.

Evdə hazırlanmış dozimetrlər, nə üçün lazımdır?

Geiger sayğacı tamamilə əlçatmaz olan dozimetrin xüsusi elementidir öz-özünə hazırlanmış. Bundan əlavə, yalnız dozimetrlərdə tapılır və ya radio mağazalarında ayrıca satılır. Bu sensor mövcuddursa, dozimetrin bütün digər komponentləri müxtəlif hissələrdən müstəqil şəkildə yığıla bilər istehlak elektronikası: televizorlar, ana platalar və s. İndi həvəskar radio saytlarında və forumlarda onlarla dizayn təklif olunur. Onları toplamağa dəyər, çünki bunlar ən çox sübut edilmiş variantlardır ətraflı təlimatlar quraşdırma və istismara vermək üçün.

Geiger sayğacının keçid dövrəsi həmişə yüksək gərginlik mənbəyinin mövcudluğunu nəzərdə tutur. Sayğacın tipik işləmə gərginliyi 400 voltdur. Bir bloklayıcı generator dövrəsindən istifadə edərək əldə edilir və bu, dozimetr dövrəsinin ən mürəkkəb elementidir. Sayğac çıxışı aşağı tezlikli gücləndiriciyə qoşula və dinamikdə klikləri saya bilər. Belə bir dozimetr fövqəladə hallarda, istehsal üçün praktiki olaraq vaxt olmadıqda yığılır. Nəzəri olaraq, Geiger sayğacının çıxışı kompüter kimi məişət avadanlıqlarının audio girişinə qoşula bilər.

Dəqiq ölçmələr üçün uyğun olan evdə hazırlanmış dozimetrlərin hamısı mikrokontrollerlərdə yığılmışdır. Burada proqramlaşdırma bacarıqlarına ehtiyac yoxdur, çünki proqram pulsuz girişdən hazır yazılır. Buradakı çətinliklər ev elektron istehsalı üçün xarakterikdir: çap dövrə lövhəsinin alınması, radio komponentlərinin lehimlənməsi, qutunun hazırlanması. Bütün bunlar kiçik bir atelyedə həll olunur. Geiger sayğaclarından evdə hazırlanan dozimetrlər aşağıdakı hallarda hazırlanır:

• hazır dozimetr almaq mümkün deyil;
• xüsusi xüsusiyyətləri olan bir cihaza ehtiyacınız var;
• Dozimetrin qurulması və qurulması prosesini öyrənmək lazımdır.

Evdə hazırlanmış dozimetr başqa bir dozimetrdən istifadə edərək təbii fonda kalibrlənir. Bu tikinti prosesini tamamlayır.

Hər hansı bir sualınız varsa, məqalənin altındakı şərhlərdə buraxın. Biz və ya qonaqlarımız onlara cavab verməkdən məmnun qalacağıq

Nəzarətsiz ionlaşdırıcı şüalanma istənilən formada təhlükəlidir. Ona görə də onun qeydiyyatına, monitorinqinə və uçotunun aparılmasına ehtiyac var. II qeydinin ionlaşma üsulu real radiasiya vəziyyətindən xəbərdar olmağa imkan verən dozimetriya üsullarından biridir.

Radiasiyanın aşkarlanması üçün ionlaşma üsulu hansıdır?

Bu üsul ionlaşma effektlərinin qeydə alınmasına əsaslanır. Elektrik sahəsi ionların yenidən birləşməsinin qarşısını alır və onların hərəkətini müvafiq elektrodlara yönəldir. Bunun sayəsində ionlaşdırıcı şüalanmanın təsiri altında əmələ gələn ionların yükünü ölçmək mümkün olur.

Detektorlar və onların xüsusiyyətləri

İonizasiya metodunda detektor kimi aşağıdakılar istifadə olunur:

• ionlaşma kameraları;
• Geiger-Muller sayğacları;
• mütənasib sayğaclar;
• yarımkeçirici detektorlar;
• və s.

Yarımkeçiricilər istisna olmaqla, bütün detektorlar qazla doldurulmuş silindrlərdir, onlara birbaşa cərəyan gərginliyi ilə iki elektrod quraşdırılmışdır. Elektrodlar ionlaşdırıcı şüalanma qaz mühitindən keçərkən əmələ gələn ionları toplayır. Mənfi ionlar anoda, müsbət ionlar isə katoda doğru hərəkət edərək ionlaşma cərəyanı əmələ gətirir. Onun dəyərinə əsasən, qeydə alınmış hissəciklərin sayını təxmin etmək və radiasiyanın intensivliyini müəyyən etmək olar.

Geiger-Muller sayğacının iş prinsipi

Sayğacın işi zərbə ionlaşmasına əsaslanır. Qazda hərəkət edən elektronlar (pəncərənin divarlarına dəydikdə radiasiya ilə sökülür) onun atomları ilə toqquşur, onlardan elektronları çıxarır, nəticədə sərbəst elektronlar və müsbət ionlar yaranır. Katod və anod arasında mövcuddur elektrik sahəsi təsir ionlaşmasını başlatmaq üçün kifayət qədər sərbəst elektronlara sürətlənmə verir. Bu reaksiya nəticəsində sayğacdan keçən cərəyanın kəskin artması və qeyd cihazı tərəfindən qeydə alınan gərginlik nəbzi ilə çoxlu sayda ion meydana çıxır. Sonra uçqun atqısı söndürülür. Yalnız bundan sonra növbəti hissəcik aşkarlana bilər.

İonlaşma kamerası ilə Geiger-Muller sayğacı arasındakı fərq.

IN qaz sayğacı(Geiger sayğacı) cərəyanın böyük qaz gücləndirilməsini yaradan ikincili ionlaşmadan istifadə edir ki, bu da ionlaşdırıcı maddənin yaratdığı hərəkətli ionların sürətinin çox yüksək olması və yeni ionların əmələ gəlməsi səbəbindən baş verir. Onlar da öz növbəsində qazı ionlaşdıra, bununla da prosesi inkişaf etdirə bilərlər. Beləliklə, hər bir hissəcik ionlaşma kamerasında mümkün olduğundan 10 6 dəfə çox ion istehsal edir və beləliklə, hətta aşağı intensivlikli ionlaşdırıcı şüalanmanın ölçülməsinə imkan verir.

Yarımkeçirici detektorlar

Yarımkeçirici detektorların əsas elementi kristaldır və iş prinsipi ionlaşma kamerasından yalnız onunla fərqlənir ki, ionlar qaz boşluğunda deyil, kristalın qalınlığında yaradılır.

İonlaşmanın qeydiyyatı üsullarına əsaslanan dozimetrlərin nümunələri

Bu tip müasir cihaz bu gün standart olan ionlaşma kameraları dəsti ilə klinik dozimetr 27012-dir.

Fərdi dozimetrlər arasında KID-1, KID-2, DK-02, DP-24 və s., eləcə də yuxarıda qeyd olunanların müasir analoqu olan İD-0.2 geniş yayılmışdır.