Kaunter Geiger - sensor utama untuk mengukur radiasi. Ia mendaftarkan gamma, alpha, radiasi beta dan x-ray. Ia mempunyai kepekaan tertinggi berbanding dengan kaedah radiasi rakaman lain, contohnya, bilik pengionan. Inilah sebab utama pengedarannya yang meluas. Sensor lain untuk mengukur radiasi digunakan sangat jarang. Hampir semua peranti pengawasan dosimetrik dibina dengan tepat di kaunter Geiger. Mereka dihasilkan dalam kuantiti yang besar, dan terdapat peranti pelbagai peringkat: dari dosimeters penerimaan tentera kepada barangan pengguna Cina. Sekarang untuk membeli apa-apa peranti untuk mengukur radiasi tidak menjadi masalah.
Pengedaran universal instrumen dosimetrik belum lagi baru-baru ini. Oleh itu, pada tahun 1986, semasa kemalangan Chernobyl, ternyata penduduknya tidak mempunyai sebarang peranti peninjauan dosimetrik, yang, secara kebetulan, memburukkan lagi akibat bencana itu. Pada masa yang sama, walaupun penyebaran radio amatur dan kalangan kreativiti teknikal, kaunter Geiger tidak dijual di kedai-kedai, jadi membuat dosimeter buatan sendiri tidak mungkin.
Kaunter Geiger bekerja prinsip
Ini adalah peranti electrovacuum dengan prinsip operasi yang sangat mudah. Sensor radiasi radioaktif adalah logam atau ruang kaca dengan metalisasi yang diisi dengan gas lengai yang dilepaskan. Di tengah-tengah kamera mempunyai elektrod. Dinding luar ruang terhubung ke sumber voltan tinggi (biasanya 400 volt). Elektrod dalaman - kepada penguat sensitif. Radiasi pengionan (radiasi) adalah aliran zarah. Mereka secara literal memindahkan elektron dari katod voltan tinggi ke filamen anoda. Ia hanya mendorong voltan yang boleh diukur dengan menyambung kepada penguat.
Kepekaan tinggi terhadap kaunter Geiger adalah disebabkan oleh kesan saliran. Tenaga yang mencatatkan penguat pada output bukan tenaga sumber radiasi pengion. Inilah tenaga unit bekalan kuasa voltan tinggi dosimeter itu sendiri. Satu zarah yang ditembus hanya memindahkan satu elektron (caj tenaga, yang menjadi arus, direkodkan oleh meter). Antara elektrod memperkenalkan campuran gas yang terdiri daripada gas mulia: argon, neon. Ia direka untuk memadamkan pelepasan voltan tinggi. Jika apa-apa pelepasan berlaku, ia akan menjadi positif palsu bagi kaunter. Litar pengukuran seterusnya mengabaikan penyokong tersebut. Di samping itu, bekalan kuasa voltan tinggi juga harus dilindungi daripada mereka.
Litar kuasa di kaunter Geiger menyediakan arus keluaran dalam beberapa mikroamper pada voltan keluaran 400 volt. Nilai sebenar voltan bekalan ditetapkan bagi setiap jenama meter mengikut spesifikasi teknikalnya.
Keupayaan Geiger counter, kepekaan, mencatatkan pelepasan
Dengan bantuan kaunter Geiger, radiasi gamma dan beta boleh didaftarkan dan tepat diukur. Malangnya, anda tidak dapat mengenali jenis radiasi secara langsung. Ini dilakukan secara tidak langsung dengan memasang halangan antara sensor dan objek atau medan yang diperiksa. Sinar gamma mempunyai kebolehtelapan yang tinggi, dan latar belakang mereka tidak berubah. Jika dosimeter mengesan radiasi beta, pemasangan halangan pemisah, walaupun dari lembaran logam yang nipis, hampir akan menghalang aliran zarah beta.
Set biasa dosimeters individu DP-22, DP-24 tidak menggunakan kaunter Geiger. Sebaliknya, sensor kebuk pengionan digunakan di sana, jadi kepekaannya sangat rendah. Instrumen dosimetrik moden di kaunter Geiger adalah beribu-ribu kali lebih sensitif. Dengan mereka, anda boleh mendaftar perubahan semula jadi dalam radiasi latar belakang suria.
Ciri luar biasa kaunter Geiger adalah kepekaannya, iaitu puluhan atau ratusan kali lebih tinggi daripada tahap yang diperlukan. Sekiranya meter dihidupkan dalam ruang utama yang dilindungi, ia akan menunjukkan latar belakang radiasi semulajadi yang besar. Pembacaan ini bukan kecacatan dalam reka bentuk meter itu sendiri, yang telah disahkan oleh banyak ujian makmal. Data sedemikian adalah akibat daripada latar belakang kosmik radiasi semula jadi. Percubaan hanya menunjukkan betapa sensitif kaunter Geiger itu.
Khususnya untuk mengukur parameter ini, ciri teknikal menunjukkan nilai sensitiviti meter pulse imp pulse (pulsa setiap mikrosecond). Semakin banyak denyutan ini, semakin besar sensitiviti.
Pengukuran radiasi oleh kaunter Geiger, litar dosimeter
Litar dosimeter boleh dibahagikan kepada dua modul berfungsi: unit bekalan kuasa voltan tinggi dan litar pengukur. Bekalan Kuasa Voltan Tinggi - Analog. Modul pengukuran dosimetri digital sentiasa digital. Ini adalah kaunter nadi, yang memaparkan nilai yang bersamaan dalam bentuk nombor pada skala instrumen. Untuk mengukur dos radiasi, perlu mengira pulsa setiap minit, 10, 15 saat atau nilai lain. Mikrokontroler mengira semula bilangan denyutan kepada nilai tertentu pada skala dosimeter dalam unit radiasi standard. Inilah yang paling biasa:
- X-ray (biasanya digunakan sinar-x);
- Sievert (mikrozivert - mSv);
- Rem;
- Kelabu, gembira
- ketumpatan aliran dalam microwatts / m2.
Sievert adalah unit pengukur radiasi yang paling popular. Semua norma dikaitkan dengannya, tiada pengiraan semula tambahan diperlukan. Rem - unit untuk menentukan kesan sinaran pada objek biologi.
Perbandingan pelepasan gas Geiger dengan sensor sinaran semikonduktor
Kaunter Geiger adalah peranti pelepasan gas, dan trend mikroelektronik semasa adalah pelupusan universal mereka. Puluhan varian sensor radiasi semikonduktor telah dibangunkan. Tahap radiasi latar belakang yang direkodkan oleh mereka jauh lebih tinggi daripada kaunter Geiger. Sensitiviti sensor semikonduktor lebih teruk, tetapi ia mempunyai kelebihan lain - keberkesanan kos. Semikonduktor tidak memerlukan kuasa voltan tinggi. Untuk dosimeters mudah alih yang berkuasa bateri, ia sangat sesuai. Satu lagi kelebihan ialah pendaftaran zarah alfa. Jumlah gas meter jauh lebih besar daripada sensor semikonduktor, tetapi masih dimensi dapat diterima walaupun untuk teknologi mudah alih.
Pengukuran radiasi alpha, beta dan gamma
Radiasi gamma adalah yang paling mudah untuk diukur. Ini adalah sinaran elektromagnetik, yang merupakan aliran foton (cahaya juga aliran foton). Tidak seperti cahaya, ia mempunyai frekuensi yang jauh lebih tinggi dan panjang gelombang yang sangat pendek. Ini membolehkan ia menembusi atom. Dalam pertahanan sivil, sinaran gamma adalah radiasi menembusi. Ia menembus tembok rumah, kereta, pelbagai struktur dan ditahan hanya dengan lapisan bumi atau konkrit beberapa meter. Pendaftaran gamma quanta dijalankan dengan pengijazahan dosimeter mengikut sinaran gamma semulajadi matahari. Tiada sumber radiasi diperlukan. Ia adalah perkara lain dengan sinaran beta dan alfa.
Jika radiasi α (radiasi alfa) mengion, ia datang dari objek luaran, maka ia hampir selamat dan merupakan aliran atom helium. Julat dan kebolehtelapan zarah-zarah ini adalah kecil - beberapa mikrometer (maksimum milimeter) - bergantung kepada kebolehtelapan medium. Kerana ciri ini, ia hampir tidak mendaftar dengan kaunter Geiger. Pada masa yang sama, pendaftaran radiasi alfa adalah penting, kerana zarah-zarah ini sangat berbahaya apabila mereka menembusi di dalam badan dengan udara, makanan, dan air. Bagi kaunter dekri Geiger mereka digunakan terhad. Sensor semikonduktor khas lebih biasa.
Sinaran beta betul-betul dicatatkan oleh kaunter Geiger, kerana beta adalah zarah elektron. Ia boleh terbang beratus-ratus meter di atmosfera, tetapi diserap dengan baik oleh permukaan logam. Dalam hal ini, kaunter Geiger mesti mempunyai tingkap mika. Ruang logam dibuat dengan ketebalan dinding kecil. Komposisi gas dalaman dipilih sedemikian rupa untuk memastikan penurunan tekanan yang kecil. Pengesan radiasi beta diletakkan pada probe jarak jauh. Dalam kehidupan seharian, dosimeter seperti ini tidak meluas. Ini adalah terutamanya produk ketenteraan.
Dosimeter individu dengan kaunter Geiger
Kelas peranti ini sangat sensitif, tidak seperti model lama dengan ruang pengionan. Model yang boleh dipercayai ditawarkan oleh banyak pengeluar domestik: "Terra", "MKS-05", "DKR", "Radeks", "RKS". Ini semua peranti yang berdiri sendiri dengan output data ke skrin dalam unit piawai. Terdapat satu mod petunjuk dos terkumpul sinaran, serta tahap latar belakang serta-merta.
Arah yang menjanjikan adalah awalan dosimeter isi rumah kepada telefon pintar. Peranti sedemikian dihasilkan oleh pengeluar asing. Mereka mempunyai keupayaan teknikal yang kaya, terdapat fungsi menyimpan indikasi, biaya, pengiraan semula dan penjumlahan radiasi untuk hari, minggu, bulan. Setakat ini, disebabkan oleh jumlah pengeluaran yang rendah, kos peranti ini agak tinggi.
Dosimetri buatan sendiri, mengapa mereka perlukan?
Kaunter Geiger adalah elemen khusus dosimeter, yang tidak boleh diakses sepenuhnya untuk pengeluaran bebas. Di samping itu, ia hanya terdapat dalam dosimeter atau dijual secara berasingan di kedai-kedai radio. Sekiranya sensor ini tersedia, semua komponen dosimeter lain boleh dipasang secara berasingan dari beberapa bahagian elektronik pengguna: televisyen, papan induk, dan lain-lain. Sebanyak lebih kurang satu reka bentuk kini ditawarkan di tapak dan forum radio amatur. Ia perlu mengumpul mereka, kerana ini adalah pilihan yang paling matang, mempunyai tutorial terperinci untuk menubuhkan dan menyesuaikan.
Litar untuk menghidupkan kaunter Geiger selalu membayangkan sumber voltan tinggi. Voltan operasi meter biasa ialah 400 volt. Ia diperolehi mengikut litar penjana yang menyekat, dan ini adalah elemen yang paling kompleks dalam litar dosimeter. Output kaunter boleh dihubungkan ke penguat frekuensi rendah dan menghitung klik di speaker. Dosimeter sedemikian dikumpulkan dalam kes kecemasan, apabila tidak ada masa untuk pengeluaran. Secara teorinya, output kaunter Geiger boleh disambungkan ke input audio peralatan rumah tangga, seperti komputer.
Dosimeters sendiri yang sesuai untuk pengukuran yang tepat semua dipasang pada mikrokontroler. Kemahiran pengaturcaraan tidak diperlukan di sini, kerana program ini direkodkan dari akses percuma. Kesukaran di sini adalah tipikal untuk pengeluaran elektronik rumah: mendapatkan papan litar bercetak, komponen radio pematerian, dan membuat kes itu. Semua ini diselesaikan dalam bengkel kecil. Dosimetri sendiri dari kaunter Geiger dibuat dalam kes di mana:
- Tidak ada kemungkinan untuk membeli dosimeter siap;
- memerlukan peranti dengan ciri khas;
- adalah perlu untuk mengkaji proses pembinaan dan menyesuaikan dosimeter.
Dosimeter buatan sendiri ditentukur dengan latar belakang semulajadi dengan bantuan dosimeter yang lain. Di sinilah proses pembinaan berakhir.
