Azotirovanie.ru

Инженерные системы и решения
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Счетчик Гейгера

счетчик Гейгера

Счетчиком Гейгера представляет собой инструмент , используемый для обнаружения и измерения ионизирующего излучения . Также известный как счетчик Гейгера-Мюллера (или счетчик Гейгера-Мюллера ), он широко используется в таких приложениях, как дозиметрия излучения , радиологическая защита , экспериментальная физика и ядерная промышленность .

Он обнаруживает ионизирующее излучение, такое как альфа-частицы , бета-частицы и гамма-лучи, используя эффект ионизации, производимый в трубке Гейгера-Мюллера , которая дала название инструменту. [1] Широко и широко используемый в качестве портативного прибора для радиационной разведки , это, пожалуй, один из самых известных в мире приборов для обнаружения радиации .

Оригинальный принцип обнаружения был реализован в 1908 году в Университете Манчестера , [2] , но он не был до развития трубки Гейгера-Мюллера в 1928 году , что счетчик Гейгера может быть получен в качестве практического инструмента. С тех пор он стал очень популярным благодаря прочному чувствительному элементу и относительно невысокой стоимости. Однако существуют ограничения при измерении высоких уровней излучения и энергии падающего излучения. [3]

Счетчик Гейгера состоит из трубки Гейгера – Мюллера (чувствительный элемент, который улавливает излучение) и обрабатывающей электроники, которая отображает результат.

Трубка Гейгера – Мюллера заполнена инертным газом, таким как гелий , неон или аргон, при низком давлении, к которому приложено высокое напряжение. Трубка ненадолго проводит электрический заряд, когда частица или фотон падающего излучения делает газ проводящим за счет ионизации. Ионизация внутри трубки значительно усиливается за счет эффекта разряда Таунсенда, чтобы получить легко измеряемый импульс обнаружения, который подается на электронику обработки и отображения. Этот большой импульс от трубки делает счетчик Гейгера относительно дешевым в производстве, поскольку последующая электроника значительно упрощается. [3] Электроника также генерирует высокое напряжение, обычно 400–900 вольт, которое необходимо приложить к лампе Гейгера – Мюллера, чтобы обеспечить ее работу. Чтобы остановить разряд в трубке Гейгера – Мюллера, в газовую смесь добавляют немного газообразного галогена или органического вещества (спирта).

Зачитать

Существует два типа считывания обнаруженного излучения: счетчики или доза облучения . Отображение подсчетов является самым простым и представляет собой количество обнаруженных событий ионизации, отображаемое либо в виде скорости счета, например, «количество в минуту» или «количество в секунду», либо в виде общего количества импульсов за заданный период времени (интегрированный общее). Считывание количества обычно используется при обнаружении альфа- или бета-частиц. Более сложным является отображение мощности дозы излучения, отображаемое в таких единицах, как зиверт, которые обычно используются для измерения мощности дозы гамма- или рентгеновского излучения. Трубка Гейгера-Мюллера может обнаруживать присутствие излучения, но не его энергию , которая влияет на ионизирующий эффект излучения. Следовательно, приборы, измеряющие мощность дозы, требуют использования трубки Гейгера – Мюллера с компенсацией энергии , чтобы отображаемая доза соответствовала зарегистрированным счетчикам. [3] Электроника будет применять известные факторы для выполнения этого преобразования, которое является специфическим для каждого прибора и определяется конструкцией и калибровкой.

Считывание может быть аналоговым или цифровым, а современные приборы предлагают последовательную связь с главным компьютером или сетью.

Обычно есть возможность производить звуковые щелчки, отображающие количество обнаруженных событий ионизации. Это характерный звук, который обычно ассоциируется с портативными или портативными счетчиками Гейгера. Это позволяет пользователю сконцентрироваться на манипуляциях с инструментом, сохраняя при этом слуховую обратную связь по интенсивности излучения.

Ограничения

Есть два основных ограничения счетчика Гейгера. Поскольку выходной импульс трубки Гейгера – Мюллера всегда имеет одинаковую величину (независимо от энергии падающего излучения), трубка не может различать типы излучения. [3] Во-вторых, трубка не может измерять высокие уровни излучения, потому что за каждым событием ионизации следует «мертвое время», нечувствительный период, в течение которого любое дальнейшее падающее излучение не приводит к подсчету. Как правило, мертвое время снижает указанные скорости счета от примерно 10 4 до 10 5 отсчетов в секунду, в зависимости от характеристики используемой трубки. [3] В то время как некоторые счетчики имеют схемы, которые могут это компенсировать, для точных измерений предпочтительны приборы с ионной камерой , поскольку они обладают высокой интенсивностью излучения.

Предполагаемое применение счетчика Гейгера для обнаружения определяется конструкцией используемой трубки. Следовательно, существует очень много конструкций, но их в целом можно разделить на «торцевое окно», безоконное «тонкостенное», «толстостенное», а иногда и на гибриды этих типов.

Читайте так же:
Крымэнерго замена счетчика 2017

Обнаружение частиц

Первые исторические применения принципа Гейгера были для обнаружения альфа- и бета-частиц, и прибор до сих пор используется для этой цели. Для альфа-частиц и бета-частиц с низкой энергией необходимо использовать тип «торцевого окна» трубки Гейгера-Мюллера, поскольку эти частицы имеют ограниченный диапазон и легко задерживаются твердым материалом. Следовательно, для трубки требуется окно, которое должно быть достаточно тонким, чтобы пропустить как можно больше этих частиц в заполняющий газ. Окно обычно делают из слюды плотностью около 1,5 — 2,0 мг / см 2 . [1]

Альфа-частицы имеют самый короткий диапазон, и для их обнаружения окно в идеале должно находиться в пределах 10 мм от источника излучения из-за ослабления альфа-частицами . [1] Однако трубка Гейгера-Мюллера производит импульсный выходной сигнал, который имеет одинаковую величину для всего обнаруженного излучения, поэтому счетчик Гейгера с трубкой с торцевым окном не может различать альфа- и бета-частицы. [3] Опытный оператор может использовать различное расстояние от источника излучения, чтобы различать альфа-частицы и бета-частицы высокой энергии.

«Блинная» трубка Гейгера – Мюллера представляет собой вариант зонда с торцевым окном, но имеет большую зону обнаружения, чтобы ускорить проверку. Однако давление атмосферы по сравнению с низким давлением наполняющего газа ограничивает размер окна из-за ограниченной прочности оконной мембраны.

Некоторые бета-частицы также могут быть обнаружены с помощью тонкостенной «безоконной» трубки Гейгера – Мюллера, которая не имеет торцевого окна, но позволяет бета-частицам высокой энергии проходить через стенки трубки. Хотя стенки трубки обладают большей тормозной способностью, чем тонкое торцевое окно, они все же позволяют этим более энергичным частицам достигать заполняющего газа. [1]

Счетчики Гейгера с торцевым окном до сих пор используются в качестве портативного прибора для измерения и обнаружения радиоактивного загрязнения общего назначения из-за их относительно низкой стоимости, надежности и относительно высокой эффективности обнаружения; особенно с бета-частицами высоких энергий. [3] [4] Однако для различения альфа- и бета-частиц или предоставления информации об энергии частиц следует использовать сцинтилляционные счетчики или пропорциональные счетчики . [5] Эти типы инструментов производятся с гораздо большей площадью детектора, что означает, что проверка на загрязнение поверхности происходит быстрее, чем с помощью счетчика Гейгера.

Обнаружение гамма- и рентгеновского излучения

Счетчики Гейгера широко используются для обнаружения гамма-излучения и рентгеновских лучей, известных под общим названием фотоны , и для этого используется безоконная трубка. Однако эффективность обнаружения низка по сравнению с альфа- и бета-частицами. В статье о трубке Гейгера – Мюллера дается более подробное описание методов, используемых для регистрации фотонного излучения. Для фотонов высокой энергии трубка основана на взаимодействии излучения со стенкой трубки, обычно из материала с высоким Z, такого как хромированная сталь толщиной 1-2 мм, для образования электронов внутри стенки трубки. Они входят в заполняющий газ и ионизируют его. [3]

Это необходимо, поскольку газ низкого давления в трубке мало взаимодействует с фотонами более высокой энергии. Однако по мере того, как энергия фотонов уменьшается до низкого уровня, происходит большее взаимодействие газа и увеличивается прямое взаимодействие газа. При очень низких энергиях (менее 25 кэВ) доминирует прямая ионизация газа, и стальная трубка ослабляет падающие фотоны. Следовательно, при этих энергиях типичная конструкция трубки представляет собой длинную трубку с тонкой стенкой, которая имеет больший объем газа, что дает повышенную вероятность прямого взаимодействия частицы с наполняющим газом. [1]

Выше этих низких уровней энергии наблюдается значительная разница в реакции на различные энергии фотонов одинаковой интенсивности, и в трубке со стальными стенками используется так называемая «компенсация энергии» в виде кольцевых фильтров вокруг оголенной трубки, которые пытаются компенсируют эти колебания в большом диапазоне энергий. [1] Труба GM из хромистой стали имеет КПД около 1% в широком диапазоне энергий. [1]

Обнаружение нейтронов

Для измерения нейтронов используется разновидность трубки Гейгера , где в качестве газа используется трифторид бора или гелий-3, а для замедления нейтронов используется пластиковый замедлитель. Это создает внутри детектора альфа-частицу и, таким образом, можно подсчитывать нейтроны.

Читайте так же:
Установка общедомового счетчика за счет жильцов

Гамма-измерение — защита персонала и управление технологическим процессом

Термин «счетчик Гейгера» обычно используется для обозначения портативного измерителя геодезического типа, однако принцип Гейгера широко используется в установленных сигнализаторах «гамма-излучения по площади» для защиты персонала, а также в приложениях для измерения технологических процессов и блокировки. Трубка Гейгера по-прежнему является чувствительным устройством, но электроника обработки данных будет иметь более высокую степень сложности и надежности, чем та, которая используется в портативном геодезическом измерителе.

Физический дизайн

Для портативных устройств существуют две основные физические конфигурации: «интегральный» блок с детектором и электроникой в ​​одном и том же блоке, и «двухкомпонентная» конструкция, которая имеет отдельный датчик детектора и электронный модуль, соединенный коротким кабелем. .

В 1930-х годах к цилиндрической конструкции было добавлено слюдяное окно, позволяющее легко проходить излучению с низким проникновением. [6]

Интегрированный блок позволяет работать одной рукой, поэтому оператор может использовать другую руку для личной безопасности в сложных положениях для наблюдения, но конструкция из двух частей позволяет легче манипулировать детектором и обычно используется для контроля альфа- и бета-загрязнения поверхности, где требуется осторожность. требуется манипулирование датчиком, иначе вес электронного модуля сделает работу слишком громоздкой. Доступен ряд детекторов разного размера для конкретных ситуаций, таких как размещение зонда в небольших отверстиях или ограниченном пространстве.

Детекторы гамма- и рентгеновского излучения обычно имеют «интегральную» конструкцию, поэтому трубка Гейгера – Мюллера удобно размещается внутри корпуса электроники. Этого легко добиться, потому что кожух обычно имеет небольшое затухание и используется в измерениях гамма-излучения окружающей среды, где расстояние от источника излучения не является существенным фактором. Однако для облегчения более локальных измерений, таких как «доза на поверхности», положение трубки в корпусе иногда указывается мишенями на корпусе, поэтому точное измерение может быть выполнено с трубкой в ​​правильной ориентации и на известном расстоянии от поверхность.

Существует особый тип гамма-прибора, известный как детектор «горячей точки», у которого детекторная трубка находится на конце длинного полюса или гибкого трубопровода. Они используются для измерения местоположений с высоким уровнем гамма-излучения, защищая оператора с помощью дистанционной защиты.

Обнаружение альфа- и бета-частиц может использоваться как в цельном, так и в двухкомпонентном исполнении. Зонд для блинов (для альфа / бета) обычно используется для увеличения зоны обнаружения в двухкомпонентных приборах, при этом они относительно легкие. В встроенных приборах, использующих трубку с торцевым окном, в корпусе корпуса имеется окно для предотвращения экранирования частиц. Существуют также гибридные приборы, которые имеют отдельный зонд для обнаружения частиц и трубку для определения гамма-излучения в электронном модуле. Датчики переключаются оператором в зависимости от типа измеряемого излучения.

Руководство по использованию приложения

В Соединенном Королевстве Национальный совет по радиологической защите издал инструкцию пользователя по выбору лучшего портативный типа прибора для применения измерительного излучения заинтересованного. [5] Он охватывает все технологии приборов радиационной защиты и включает руководство по использованию детекторов GM.

Счетчик Гейгера-Мюллера

Счётчик Ге́йгера, счётчик Ге́йгера — Мю́ллера — газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц.

Содержание

История

Принцип предложен в 1908 году Хансом Гейгером; в 1928 Вальтер Мюллер, работая под руководством Гейгера, реализовал на практике несколько версий прибора, конструктивно отличавшихся в зависимости от типа излучения, которое регистрировал счётчик.

Устройство

Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа. Дополнительная электронная схема обеспечивает счётчик питанием (как правило, не менее 300 В ). При необходимости обеспечивает гашение разряда и подсчитывает количество разрядов через счётчик.

Счётчики Гейгера разделяются на несамогасящиеся и самогасящиеся (не требующие внешней схемы прекращения разряда).

В бытовых дозиметрах и радиометрах производства СССР и России обычно применяются счётчики с рабочим напряжением 390 В :

  • «СБМ-20» (по размерам — чуть толще карандаша), «СБМ-21» (как сигаретный фильтр, оба со стальным корпусом, пригодный для жёсткого
  • β — и
  • γ -излучений);
  • «СИ-8Б» (со слюдяным окном в корпусе, пригоден для измерения мягкого
  • β -излучения).

Широкое применение счётчика Гейгера — Мюллера объясняется высокой чувствительностью, возможностью регистрировать разного рода излучения, сравнительной простотой и дешевизной установки.

Принцип работы

Цилиндрический счётчик Гейгера — Мюллера состоит из металлической трубки или металлизированной изнутри стеклянной трубки и тонкой металлической нити, натянутой по оси цилиндра. Нить служит анодом, трубка — катодом. Трубка заполняется разреженным газом, в большинстве случаев используют благородные газы — аргон и неон. Между катодом и анодом создаётся напряжение от сотен до тысяч вольт в зависимости от геометрических размеров, материала электродов и газовой среды внутри счётчика. В большинстве случаев широко распространённые отечественные счётчики Гейгера, требуют напряжения 400 В .

Читайте так же:
Схемы подключения счетчика с шунтом

Счётная характеристика (зависимость скорости счёта от напряжения на счётчике) имеет хорошо выраженное плато, в пределах которого скорость счёта очень слабо зависит от напряжения на счётчике. Протяжённость такого плато достигает для низковольтных счётчиков 80—100 В , а для высоковольтных — нескольких сотен вольт.

Длительность сигнала со счётчика Гейгера сравнительно велика ( ≈10 −4 с ). Именно такое время требуется, чтобы медленные положительные ионы, заполнившие пространство вблизи нити-анода после пролёта частицы и прохождения электронной лавины, ушли к катоду и восстановилась чувствительность детектора.

Нейтроны напрямую газоразрядными счётчиками не детектируются. Использование в качестве газовой среды гелия-3 или трифторида бора либо введение бора в состав материала стенок позволяет регистрировать нейтроны по заряженным продуктам ядерных реакций.

Помимо низкой и сильно зависящей от энергии эффективности, недостатком счётчика Гейгера — Мюллера является то, что он не даёт возможность идентифицировать частицы и определять их энергию. Эти недостатки отсутствуют в сцинтилляционных счётчиках.

При измерении слабых потоков ионизирующего излучения счётчиком Гейгера необходимо учитывать его собственный фон. Даже в толстой свинцовой защите скорость счёта никогда не становится равной нулю. Одной из причин этой спонтанной активности счётчика является жёсткая компонента космического излучения, проникающая без существенного ослабления даже через десятки сантиметров свинца и состоящая в основном из мюонов. Через каждый квадратный сантиметр у поверхности Земли пролетает в среднем около 1 мюона в минуту, при этом эффективность регистрации их счётчиком Гейгера практически равна 100 %. Другой источник фона — это радиоактивное «загрязнение» материалов самого счётчика. Кроме того, значительный вклад в собственный фон даёт спонтанная эмиссия электронов из катода счётчика.

Примечание

Следует отметить, что по историческим причинам сложилось несоответствие между русским и английским вариантами этого и последующих терминов:

Для чего нужен счетчик Гейгера?

Газоразрядный счётчик Гейгера используют в основном для регистрации β-частиц, но существуют модели для регистрации и гамма-излучений. Как только частица радиоактивного изотопа проникает через стенки прибора, сталкиваясь с атомами газа, выбивает из них электроны и создаёт положительные ионы.

В чем отличие дозиметра от счетчика Гейгера?

Счетчик Гейгера – это деталь, датчик ионизирующего излучения в дозиметрической аппаратуре. Дозиметр – Прибор, определяющий накопленную дозу ионизирующего излучения. Радиометр – прибор, показывающий мощность дозы ионизирующего излучения в данный момент времени в данной точке.

Почему не регистрируется альфа частицы с помощью счетчика Гейгера?

Электроны уменьшают положительный заряд нити, а положительные ионы — отрицательный заряд цилиндра; соответственно, электрическое поле внутри цилиндра ослабевает. Через промежуток времени порядка микросекунды поле ослабляется настолько, что электроны не будут иметь скорости, необходимой для ионизации.

Каким образом работает счетчик Гейгера?

Счетчик Гейгера подсчитывает количество прошедших через него ионизирующих частиц. В принципе, счетчик представляет собой трубку, заполненную инертным газом. Стенки этой трубки являются катодом, а проволока находящаяся внутри, анодом. В результате образуются свободные электроны, которые разлетаются к аноду и катоду.

Можно ли с помощью счетчика Гейгера регистрировать альфа частицы?

Устройства могут регистрировать как отдельный вид радиоактивного излучения (альфа, бета, гамма), так и их комбинацию (например, гамма+бета или альфа+бета+гамма).

Что трещит в счетчике Гейгера?

Электрические импульсы во внешней цепи, которые возникают при вспышке разряда, усиливаются. Именно их и регистрирует магнитный счетчик. Число таких импульсов зависит от уровня радиации и, соответственно, напряжения на его электродах. Чем выше радиация, тем сильнее треск.

Почему Дозиметр трещит?

под действием ионизирующего излучения в ней периодически возникает разряд — ток между электродами. Этот ток и трещит в динамике или наушниках. Ну и в отличие от дозиметра счетчик Гейгера не показывает никаких чисел.

Читайте так же:
Счетчик лейкоцитарной формулы крови окпд

Какие частицы реагируют в счетчике Гейгера?

счетчик Гейгера способен регистрировать гамма-частицы и бетта-частицы так как остальные не могут проникнуть в счетчик и вызвать ионизации аргона. внутри счетчика.

Чем заполнена герметичная стеклянная трубка в счетчике Гейгера?

Герметичная стеклянная трубка в счетчике Гейгера заполнена разреженным газом (обычно аргоном).

Чем обусловлено широкое применение счетчиков Гейгера?

Широкое применение счётчика Гейгера — Мюллера объясняется высокой чувствительностью, возможностью регистрировать разного рода излучения, сравнительной простотой и дешевизной установки.

Какие частицы регистрирует газоразрядный счетчик Гейгера?

Счётчик Гейгера-Мюллера применяется в основном для регистрации электронов и γ-квантов. И он удобен тем, что в одну секунду он может регистрировать приблизительно 10000 частиц. Однако определить параметры частиц, провести какие-либо исследования с регистрируемыми частицами, данный счётчик не позволяет.

Какой газ содержит газоразрядный счетчик Гейгера?

Устройство и принцип работы счетчика Гейгера Прибор состоит из металлической или стеклянной трубки, в которую закачан благородный газ (аргоново-неоновая смесь либо вещества в чистом виде). Воздуха в трубке нет. Газ добавляется под давлением и имеет примесь спирта и галогена.

Какого вида излучение регистрирует счетчик Гейгера Если радиоактивный препарат установлен на расстоянии 10 см от счетчика?

Какого вида излучение регистрирует счетчик Гейгера, если радиоактивный препарат установлен на расстоянии 10 см от счетчика? Ответ: B- и Y-излучение.

Какую информацию можно получить с помощью счетчика Гейгера?

Счетчик позволяет подсчитать количество частиц. Пузырьковая камера позволяет получать фотографии треков, более длинных, чем в камере Вильсона, измерять заряд, импульс частиц, наблюдать за ядерными реакциями.

Чем объясняется тот факт что счетчик Гейгера?

1. Чем объясняется, что счётчик Гейгера регистрирует возникновение ионизированных частиц и тогда, когда поблизости от него нет радиоактивного препарата? Ответ: счётчик реагирует на магнитное поле Земли

Чем объясняется что счётчик Гейгера регистрирует возникновение ионизированных частиц и тогда когда поблизости от него нет радиоактивного препарата?

Задание: Чем объясняется, что счетчик Гейгера регистрирует возникновение ионизированных частиц и тогда, когда поблизости от него нет радиоактивного препарата? Ответ: Счетчик регистрирует радиоактивное излучение космических лучей.

Когда счётчик Гейгера может регистрировать возникновение ионизированных частиц?

Счётчик Гейгера может регистрировать возникновение ионизированных частиц… Ответ: только тогда, когда поблизости от него находится радиоактивный препарат без наличия электрического тока в цепи без наличия радиоактивного препарата 2.

Каким прибором можно измерить уровень радиации?

Дози́метр — прибор для измерения экспозиционной дозы, кермы фотонного излучения, поглощенной дозы и эквивалента дозы фотонного или нейтронного излучения, а также измерение мощности перечисленных величин.

Каким образом происходит регистрация частиц с помощью счетчика Гейгера?

Счётчик Гейгера. Образующиеся электроны, двигаясь к положительному электроду — нити, попадая в область сильного электрического поля, ускоряются и в свою очередь ионизуют молекулы газа, что приводит к коронному разряду. Амплитуда сигнала достигает нескольких вольт и легко регистрируется.

Какое явление возникает при прохождении частицы через счетчик Гейгера?

Счетчик Гейгера — при попадании заряженной частицы происходит ионизация молекул газа — в сильном эл. поле образуется электронно-ионная лавина — разряд в газе (эл. ток) Регистрируется только факт пролета частицы. Недостаток прибора: мало информации.

Какой из приборов используется для регистрации α частиц?

Как называется прибор для регистрации частиц?

Если счетчик регистрирует только ионы, образовавшиеся непосредственно под действием частиц, то такой счетчик называются импульсной ионизационной камерой. Пример газоразрядного счетчика – счетчик Гейгера-Мюллера.

В каком приборе для регистрации частиц можно использовать водород?

Пузырьковая камера была изобретена Дональдом Глазером (США) в 1952 году. За своё изобретение Глазер получил Нобелевскую премию по физике в 1960 году. Луис Альварес усовершенствовал пузырьковую камеру Глазера, использовав в качестве перегретой жидкости водород.

Каков принцип действия приборов для регистрации элементарных частиц?

Регистрирующий прибор — это устройство, принцип работы которого заключается в том что он может находиться в неустойчивом состоянии и при небольшом возмущении, вызванном пролетевшей элементарной частицей, начинается процесс перехода системы в новое, более устойчивое состояние. Счетчиков элементарных частиц много.

Какой прибор используется для регистрации гамма частиц?

Наиболее подходящими приборами для регистрации гамма-квантов и измерения их энергии оказались сцинтилляционные счетчики с кристаллами высокой плотности, содержащими элементы с большими атомными номерами.

Читайте так же:
Счетчик дней до конца года осталось дней

Какие величины можно определить по длине трека?

По длине трека можно определить энергию частицы, а по числу капелек на единицу длины трека — ее скорость. Чем длиннее трек частицы, тем больше ее энергия. А чем больше капелек воды образуется на единицу длины трека, тем меньше ее скорость. Частицы с большим зарядом оставляют трек большей толщины.

Какие величины можно определить по толщине трека?

По длине и толщине трека можно определить энергию и массу частиц. Вспомни тему «Атомная физика» за 9 класс: Радиоактивность.

Счётчик Гейгера

Счётчик Ге́йгера, счётчик Ге́йгера — Мю́ллера — газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц.

Содержание

История

Принцип предложен в 1908 году Хансом Гейгером; в 1928 Вальтер Мюллер, работая под руководством Гейгера, реализовал на практике несколько версий прибора, конструктивно отличавшихся в зависимости от типа излучения, которое регистрировал счётчик.

Устройство

Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа. Дополнительная электронная схема обеспечивает счётчик питанием (как правило, не менее 300 В ). При необходимости обеспечивает гашение разряда и подсчитывает количество разрядов через счётчик.

Счётчики Гейгера разделяются на несамогасящиеся и самогасящиеся (не требующие внешней схемы прекращения разряда).

В бытовых дозиметрах и радиометрах производства СССР и России обычно применяются счётчики с рабочим напряжением 390 В :

  • «СБМ-20» (по размерам — чуть толще карандаша), «СБМ-21» (как сигаретный фильтр, оба со стальным корпусом, пригодный для жёсткого
  • β — и
  • γ -излучений);
  • «СИ-8Б» (со слюдяным окном в корпусе, пригоден для измерения мягкого
  • β -излучения).

Широкое применение счётчика Гейгера — Мюллера объясняется высокой чувствительностью, возможностью регистрировать разного рода излучения, сравнительной простотой и дешевизной установки.

Принцип работы

Цилиндрический счётчик Гейгера — Мюллера состоит из металлической трубки или металлизированной изнутри стеклянной трубки и тонкой металлической нити, натянутой по оси цилиндра. Нить служит анодом, трубка — катодом. Трубка заполняется разреженным газом, в большинстве случаев используют благородные газы — аргон и неон. Между катодом и анодом создаётся напряжение от сотен до тысяч вольт в зависимости от геометрических размеров, материала электродов и газовой среды внутри счётчика. В большинстве случаев широко распространённые отечественные счётчики Гейгера, требуют напряжения 400 В .

Счётная характеристика (зависимость скорости счёта от напряжения на счётчике) имеет хорошо выраженное плато, в пределах которого скорость счёта очень слабо зависит от напряжения на счётчике. Протяжённость такого плато достигает для низковольтных счётчиков 80—100 В , а для высоковольтных — нескольких сотен вольт.

Длительность сигнала со счётчика Гейгера сравнительно велика ( ≈10 −4 с ). Именно такое время требуется, чтобы медленные положительные ионы, заполнившие пространство вблизи нити-анода после пролёта частицы и прохождения электронной лавины, ушли к катоду и восстановилась чувствительность детектора.

Нейтроны напрямую газоразрядными счётчиками не детектируются. Использование в качестве газовой среды гелия-3 или трифторида бора либо введение бора в состав материала стенок позволяет регистрировать нейтроны по заряженным продуктам ядерных реакций.

Помимо низкой и сильно зависящей от энергии эффективности, недостатком счётчика Гейгера — Мюллера является то, что он не даёт возможность идентифицировать частицы и определять их энергию. Эти недостатки отсутствуют в сцинтилляционных счётчиках.

При измерении слабых потоков ионизирующего излучения счётчиком Гейгера необходимо учитывать его собственный фон. Даже в толстой свинцовой защите скорость счёта никогда не становится равной нулю. Одной из причин этой спонтанной активности счётчика является жёсткая компонента космического излучения, проникающая без существенного ослабления даже через десятки сантиметров свинца и состоящая в основном из мюонов. Через каждый квадратный сантиметр у поверхности Земли пролетает в среднем около 1 мюона в минуту, при этом эффективность регистрации их счётчиком Гейгера практически равна 100 %. Другой источник фона — это радиоактивное «загрязнение» материалов самого счётчика. Кроме того, значительный вклад в собственный фон даёт спонтанная эмиссия электронов из катода счётчика.

Примечание

Следует отметить, что по историческим причинам сложилось несоответствие между русским и английским вариантами этого и последующих терминов:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector