promieniowanie radioaktywne. Jak to wykryć? Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

promieniowanie radioaktywne. Jak to wykryć? Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Dozymetry

Komentarze do artykułu

Specjalne urządzenia pozwalają na szybkie wykrycie skażeń radioaktywnych. Oczywiście nie jesteśmy w stanie zobaczyć, usłyszeć ani „złapać” radioaktywnej cząstki. Jednak urządzenia wykorzystują właściwości promieniowania radioaktywnego do wywoływania różnych efektów podczas przechodzenia przez materię.

Przykładowo pod wpływem promieniowania radioaktywnego niektóre substancje zaczynają się świecić, szereg roztworów zmienia kolor, a klisze fotograficzne ulegają prześwietleniu.

Najpowszechniejszą metodą wykrywania promieniowania radioaktywnego jest jego zdolność do jonizacji różnych gazów.

Możesz sam złożyć do tego najprostsze urządzenie (ryc. 1). Umieść dwie metalowe płytki w plastikowym pudełku lub szklanym pojemniku i przyłóż do nich napięcie ze źródła prądu stałego lub prostownika. Podłącz urządzenie pomiarowe do obwodu. Weź prostownik, który pozwala na zmianę napięcia od 0 do 400 V.

promieniowanie radioaktywne. Jak to wykryć?

Chociaż w powietrzu nie ma jonów, powietrze jest izolatorem, obwód jest otwarty i nie przepływa przez niego prąd. Jeśli pod wpływem promieniowania radioaktywnego między płytkami pojawią się jony naładowane elektrycznie, wówczas natychmiast zaczną się one przemieszczać - dodatnie do płytki ujemnej, ujemne - do dodatniej, to znaczy między płytkami zacznie płynąć prąd elektryczny.

Wielkość prądu zależy od dwóch powodów: siły promieniowania radioaktywnego i napięcia, które przykładamy do płytek.

Jeśli pod wpływem tego samego promieniowania radioaktywnego będziemy stopniowo zwiększać napięcie na płytkach, a następnie nanieść na wykres odczyt mikroamperomierza, otrzymamy obraz pokazany na rysunku 2.

promieniowanie radioaktywne. Jak to wykryć?
Rys.. 2

Zauważyliśmy, że w sekcji OA siła prądu rośnie proporcjonalnie

napięcie płyty? Dzieje się tak dlatego, że czas życia jonu jest bardzo krótki i przy niskich napięciach część jonów nie ma czasu „dotrzeć” do płytek - spotykają jony o przeciwnym znaku, łączą się z nimi (rekombinowają) i zamieniają się w neutralne atomy.

Im wyższe napięcie, tym więcej jonów ma czas „dotrzeć” do płytek, a co za tym idzie, tym silniejszy jest prąd.

W sekcji AB napięcie wzrasta, ale prąd nie wzrasta.

Jaka jest tajemnica? To proste - wszystkie jony powstałe z promieniowania radioaktywnego zdołały „dotrzeć” do płytek, ale innych jonów po prostu nie ma. Prąd ten nazywany jest prądem nasycenia, a obszar na wykresie nazywany jest obszarem „PLATEO”.

W sekcji BV napięcie nieznacznie wzrasta, a prąd gwałtownie wzrasta. Napięcie przekracza tutaj granicę, za którą rozpoczyna się wyładowanie gazu.

Podczas wyładowania gazowego energia, którą jon zyskuje poruszając się w kierunku płytki, natychmiast staje się tak duża, że jon ten uderzając w sąsiedni atom, rozbija go na 2 jony. Te z kolei rozbijają kolejne dwa atomy itd. Wystarczy zatem, że między płytkami pojawi się przynajmniej jedna para jonów i następuje natychmiastowa jonizacja całego gazu pomiędzy płytkami.

Oczywiście czujniki (lub, jak to się mówi, detektory) stosowane w przyrządach dozymetrycznych różnią się od naszych prymitywnych płytek. Do wykrywania dużych dawek promieniowania radioaktywnego wykorzystuje się urządzenia wyposażone w komory jonizacyjne. Co ona reprezentuje? Jest to wypełnione powietrzem plastikowe pudełko ze ściankami pokrytymi grafitem. Wewnątrz skrzynki zamocowana jest elektroda w kształcie litery T (ryc. 3), a ścianki służą jako druga elektroda.

promieniowanie radioaktywne. Jak to wykryć?
Rys.. 3

Komory jonizacyjne pracują w obszarze napięcia „plateau” (rys. 2). Zatem, jak się oczywiście domyślacie, prąd jonizacji silnie zależy od objętości komory – im większa komora, tym więcej zawiera jonów.

Do dokładnych pomiarów stosuje się przyrządy z licznikami wyładowań gazowych. Każdy licznik ma elektrodę dodatnią – centralny gwint – i otaczającą go cylindryczną elektrodę ujemną (ryc. 4). Gwint centralny wykonany jest ze specjalnego stopu – kovar. Elektroda cylindryczna wykonana jest ze stali o grubości około 50 mikronów lub szkła z naniesioną na jej powierzchnię warstwą miedzi.

promieniowanie radioaktywne. Jak to wykryć?
Rys.. 4

Liczniki napełniane są mieszaniną neonowo-argonową z dodatkiem halogenów (chlor, brom) lub alkoholu. Halogeny i alkohole wysokoatomowe dobrze absorbują promienie gamma, zapobiegając w ten sposób występowaniu fałszywych wyładowań przeciwnych na skutek wybijania elektronów wtórnych ze ścianek licznika przez promienie gamma. Liczniki takie nazywane są również samogasnącymi.

Liczniki mają prędkość zliczania, czas martwy i przyrost gazu. Szybkość zliczania to liczba błysków (impulsów) na sekundę. Liczniki samogasnące mogą wytwarzać do 5 tysięcy błysków (wyładowań) na sekundę.

„Czas martwy” to czas, w którym jony dodatnie i ujemne „docierają” do elektrod. W tym momencie żadna nowa cząstka wchodząca do licznika nie zostanie zarejestrowana, ponieważ cały gaz w objętości licznika jest już zjonizowany.

Współczynnik wzmocnienia gazu to liczba wskazująca, ile razy pierwotna liczba jonów zostanie wzmocniona w wyniku jonizacji lawinowej w liczniku. Może osiągnąć dziesiątki tysięcy.

Przemysł produkuje szeroką gamę liczników; na przykład STS-2, STS-5 (stalowe, samogasnące), typu AC i STS, montowane czołowo - MST-17, niskoczułe - SI-BG itp.

Prądy powstające w komorach jonizacyjnych i licznikach wyładowań gazowych są tak małe, że bardzo trudno je zmierzyć bezpośrednio. Najpierw musisz go wzmocnić. Najpopularniejszym wzmacniaczem jest wzmacniacz lampowy.

Aby zmierzyć w tym przypadku, napięcie z rezystancji wysokoomowej przykłada się do siatki sterującej lampy triodowej (ryc. 5). Ujemne napięcie w sieci dobiera się tak, aby w przypadku braku prądu przez licznik wyładowań gazowych lampa była zablokowana. Jeśli w obwodzie miernika popłynie prąd, napięcie na siatce lampy obniży się do takiej wartości, że lampa „otworzy się” i popłynie przez nią prąd. Im większy prąd przepływa w obwodzie miernika, tym większy prąd będzie przepływał przez lampę w jej obwodzie anodowym. Ale prąd w obwodzie anodowym jest wielokrotnie większy niż prąd w obwodzie licznika. Oznacza to, że można go już zmierzyć konwencjonalnym mikroamperomierzem.

promieniowanie radioaktywne. Jak to wykryć?
Rys.. 5

Zazwyczaj obwód zawiera kilka rezystancji o wysokiej rezystancji o różnych rozmiarach. Następnie zakres pomiarowy rozszerza się.

W ten sposób mierzone są jedynie całkowite prądy z wielu wyładowań w liczniku wyładowań gazowych. Jeśli chcesz dokładnie policzyć liczbę błysków, stosuje się liczniki mechaniczne i elektroniczne urządzenia przeliczające.

Szybkość zliczania licznika wyładowań gazowych, jak już wspomniano, wynosi około 5 tysięcy impulsów na sekundę, a licznika mechanicznego tylko 100 impulsów na sekundę. Dlatego w celu zwiększenia rozdzielczości licznika mechanicznego stosuje się obwody przetwarzające. O konstrukcji i zasadzie ich działania na zliczaniu komórek (wyzwalaczy) można przeczytać w książce I. P. Bondarenki i N. V. Bondarenki „Podstawy dozymetrii promieniowania jonizującego” (wydawnictwo Vysshaya Shkola, M., 1962).

Do pomiaru dawek promieniowania otrzymanych w określonym czasie stosuje się głównie dwie metody: 1) pomiar stopnia rozładowania kondensatora naładowanego do określonego potencjału oraz 2) zmianę barwy niektórych roztworów pod wpływem promieniowania jonizującego. mierzące otrzymane dawki nazywane są dozymetrami.

Indywidualny dozymetr to kondensator, którego jedna elektroda jest środkowym pinem, a druga to korpus. Aby dowiedzieć się, jaka dawka promieniowania przeszła przez urządzenie, stosuje się specjalne urządzenie do pomiaru ładunków początkowych i resztkowych dozymetru.

Dozymetr chemiczny to ampułka wypełniona określonym roztworem. Pod wpływem promieniowania zmienia się kolor roztworu.

Najprostszym dozymetrem może być zwykły elektroskop laboratoryjny, którego skala jest wstępnie wyskalowana w rentgenach lub miliroentgenach. Po naładowaniu taki elektroskop zacznie się rozładowywać pod wpływem promieniowania jonizującego. Wielkość jego wyładowania można wykorzystać do oceny dawki promieniowania.

Autorzy: A.Tsurikov, O.Kalinichenko

Zobacz inne artykuły Sekcja Dozymetry.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Widz będzie mógł sterować filmem za pomocą fal mózgowych 07.01.2019

W Wielkiej Brytanii powstał film science-fiction, który będzie kontrolował widza falami mózgowymi.

Doktorant Uniwersytetu Nottingham Richard Ramchern stworzył „The Moment”, film, który może zmienić swoją fabułę zgodnie z życzeniem widza. Według Ramcherna, jego dzieło musi być oglądane podczas noszenia hełmu elektroencefalograficznego mózgu, który rejestruje ludzkie fale mózgowe.

Różni widzowie stworzyli różne wersje filmu, gdy został dostrojony do ich mózgów. Gdy system zarejestrował utratę zainteresowania ze strony osoby, gdy widz zaczął się nudzić, zmieniła się muzyka w filmie, akcję szybko zastąpiła scena związana z głównym bohaterem obrazu lub inny montaż decyzje podejmowane były na podstawie aktywności mózgu widza.

Akcja filmu rozgrywa się w dystopijnej przyszłości, w której głównym zagrożeniem dla ludzi jest sztuczna inteligencja.
Należy zauważyć, że film można oglądać kilka razy i za każdym razem będzie inaczej.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ elegancki kołnierz

▪ Axis M3027-PVE - kamera panoramiczna do zewnętrznego nadzoru wideo

▪ Wirowy mikroskop elektronowy

▪ Tajwan produkuje coraz więcej płyt głównych

▪ Monitor wklęsły Samsung S34E790CN

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Zastosowanie mikroukładów. Wybór artykułu

▪ artykuł Urządzenie odwadniające. Wskazówki dla mistrza domu

▪ artykuł Kto zjadł w ciągu swojego życia około dziewięciu ton metalu? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Bilimbi. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Zegar elektroniczny ze szczegółów projektanta radia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Wskaźnik napięcia LED. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn