Azotirovanie.ru

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

Счетчик гейгера – это просто

Счетчик гейгера – это просто

Счётчик Гейгера – газоразрядный прибор для счета числа прошедших через него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, пробивающийся при появлении ионизирующей частицы в объёме газа.

Счетчики Гейгера – достаточно популярные детекторы (датчики) ионизирующего излучения.

До сих пор им, изобретенным в самом начале нашего века для нужд зарождающейся ядерной физики, нет, как это ни странно, сколько-нибудь полноценной замены.

Конструкция счетчика Гейгера достаточно проста. В герметичный баллон с двумя электродами введена газовая смесь, состоящая из легко ионизируемых неона и аргона. Материал баллона может быть различным – стеклянным, металлическим и др.

Обычно счетчики воспринимают излучение всей своей поверхностью, но существуют и такие, у которых для этого в баллоне предусмотрено специальное «окно». Повсеместное применение счетчика Гейгера-Мюллера в схемах дозиметров объясняется высокой чувствительностью, возможностью регистрировать различное излучение, сравнительной простотой и дешевизной установки.

Схема подключения счетчика Гейгера

К электродам подводят высокое напряжение U ( см рис.), которое само по себе не вызывает каких-либо разрядных явлений. В таком состоянии счетчик будет пребывать до тех пор, пока в его газовой среде не возникнет центр ионизации – след из ионов и электронов, порождаемый пришедшей извне ионизирующей частицей.

Первичные электроны, ускоряясь в электрическом поле, ионизируют «по дороге» другие молекулы газовой среды, порождая все новые и новые электроны и ионы. Развиваясь лавинообразно, этот процесс заканчивается образованием в пространстве между электродами электронно-ионного облака, значительно увеличивающего его проводимость.

В газовой среде счетчика возникает разряд, видимый (если баллон прозрачный) даже простым глазом.

Обратный процесс – востановление газовой среды в ее первоначальное состояние в так называемых галогеновых счетчиках – происходит само собой.

В ход вступают галогены (обычно хлор или бром), в малом количестве содержащиеся в газовой среде, которые способствуют интенсивной рекомбинации зарядов. Но этот процесс протекает достаточно медленно.

Время, необходимое для восстановления радиационной чувствительности счетчика Гейгера и фактически определяющий его быстродействие – «мертвое» время – является главной его паспортной характеристикой.

Такие счетчики обозначаются как галогеновые самогасящиеся. Отличаясь очень низким напряжением питания, хорошими параметрами выходного сигнала и достаточно высоким быстродействием, они оказались востребованными в качестве датчиков ионизирующего излучения в бытовых приборах радиационного контроля.

Счетчики Гейгера способны обнаруживать самые разные виды ионизирующего излучения – a, b, g, ультрафиолетовое, рентгеновское, нейтронное. Но действительная спектральная чувствительность счетчика очень зависит от его конструкции.

Так, входное окно счетчика, чувствительного к a- и мягкому b-излучению, должно быть достаточно тонким; для этого обычно используют слюду толщиной 3…10 мкм. Баллон счетчика, реагирующего на жесткое b- и g-излучение, имеет обычно форму цилиндра с толщиной стенки 0,05….0,06 мм (он служит и катодом счетчика).

Окно рентгеновского счетчика изготавливают из бериллия, а ультрафиолетового – из кварцевого стекла.

Зависимость скорости счета от напряжения питания в счетчике Гейгера

В счетчик нейтронов вводят бор, при взаимодействии с которым поток нейтронов преобразуется в легко регистрируемые a- частицы.

Фотонное излучение – ультрафиолетовое, рентгеновское, g-излучение – счетчики Гейгера воспринимают опосредованно – через фотоэффект, комптон-эффект, эффект рождения пар; в каждом случае происходит преобразование взаимодействующего с веществом катода излучения в поток электронов.

Каждая фиксируемая счетчиком частица образует в его выходной цепи короткий импульс. Число импульсов, появляющихся в единицу времени, – скорость счета счетчика Гейгера – зависит от уровня ионизирующей радиации и напряжения на его электродах.

Стандартный график зависимости скорости счета от напряжения питания Uпит показан на рисунке выше. Здесь Uнс – напряжение начала счета; Uнг и Uвг – нижняя и верхняя граница рабочего участка, так называемого плато, на котором скорость счета почти не зависит от напряжения питания счетчика.

Рабочее напряжение Uр обычно избирают в середине этого участка. Ему соответствует Nр – скорость счета в этом режиме.

Зависимость скорости счета от степени радиационного облучения счетчика – основная его характеристика. График этой зависимости имеет почти линейный характер и поэтому зачастую радиационную чувствительность счетчика показывают через имп/мкР (импульсов на микрорентген; эта размерность следует из отношения скорости счета – имп/с – к уровню радиации – мкР/с).

В тех случаях, когда она не указана, определять о радиационной чувствительности счетчика приходится по другому его тоже крайне важному параметру – собственному фону.

Так называют скорость счета, фактором которой являются две составляющие: внешняя – естественный радиационный фон, и внутренняя – излучение радионуклидов, оказавшихся в самой конструкции счетчика, а также спонтанная электронная эмиссия его катода.

Зависимость скорости счета от энергии гамма-квантов (“ход с жесткостью”) в счетчике Гейгера

Еще одной существенной характеристикой счетчика Гейгера является зависимость его радиационной чувствительности от энергии («жесткости») ионизирующих частиц. В какой мере эта зависимость существенна, представляет график на рисунке. «Ход с жесткостью» будет сказываться, очевидно, на точность осуществляемых измерений.

Читайте так же:
Как ссылку счетчика noindex

То, что счетчик Гейгера является лавинным прибором, имеет и свои минусы – по реакции такого прибора нельзя судить о первопричине его возбуждения. Выходные импульсы, генерируемые счетчиком Гейгера под действием a-частиц, электронов, g-квантов, ничем не отличаются. Сами частицы, их энергии полностью исчезают в порождаемых ими лавинах-близнецах.

В таблице приведены сведения о самогасящихся галогеновых счетчиках Гейгера отечественного производства, наиболее подходящих для бытовых приборов радиационного контроля.

  • 1 – рабочее напряжение, В;
  • 2 – плато – область малой зависимости скорости счета от напряжения питания, В;
  • 3 – собственный фон счетчика, имп/с, не более;
  • 4 – радиационная чувствительность счетчика, имп/мкР (* – по кобальту-60);
  • 5 – амплитуда выходного импульса, В, не менее;
  • 6 – габариты, мм – диаметр х длина (длина х ширина х высота);
  • 7.1 – жесткое b – и g – излучение;
  • 7.2 – то же и мягкое b – излучение;
  • 7.3 – то же и a – излучение;
  • 7.4 – g – излучение.

Счетчик Гейгера – это просто – Видео

Схема http://srukami.inf.ua/gif/dozimetr/sts5_proverka220.jpg Первое видео https://youtu.be/qZ61VAp3pAo?list=PLlbB54obuHAnomZcYsUJZGTDdaS4Rm9Kj Второе видео https://youtu.be/pW7qHxVUNOE?list=PLlbB54obuHAnomZcYsUJZGTDdaS4Rm9Kj Весь плейлист https://www.youtube.com/playlist?list=PLlbB54obuHAnomZcYsUJZGTDdaS4Rm9Kj

Все что хотел сказать сказал в видео, поэтому комментарии мониторить не буду. Кому нужны лампы пишите в личку.

Рип подготовлен нашим пабликом Manualov.net исключительно для ознакомления

✔ АЛИЭКСПРЕСС НА РУССКОМ- http://ali.pub/4l8uk ✔ ПОКУПАЛ ТУТ- http://ali.pub/i5ncf ✔ ВТОРОЙ БРАЛ ЗДЕСЬ- http://ali.pub/owxtq ✔ ВСЕ МАГНИТЫ- http://ali.pub/xubrf ♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦­­♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦ ✔ ВСЕ ВИДЕО ПРО ЭКОНОМИЮ- https://goo.gl/ndNcpc ✔ ВОЗВРАТ 7% С ТОВАРА- https://vk.

cc/71haO7 ✔ ВИДЕО О ЭКОНОМИИ 7% НА ALIEXPRESS- https://goo.gl/TL6ej2 ✔ 8,5% ЗАРАБОТОК НА ALIEXPRESS- https://vk.cc/71haDf ✔ ВИДЕО О МОЁМ ЗАРАБОТКЕ НА ALIEXPRESS- https://goo.gl/66XGcc ✔ ЭКОНОМИЯ 17% НА ТОВАРАХ- https://vk.cc/71hagi ✔ ВИДЕО О ЭКОНОМИИ 17%- https://goo.gl/M01wtH ✔ ПЕРЕХОДИМ В ВК- https://vk.

cc/71hfZB ✔ WiFi РАДИО/ГЛУШИЛКА | WiFi Jammer https://vk.cc/71h9Wy https://vk.cc/71h9KK https://vk.cc/71h9EH https://vk.cc/71h9yi https://vk.cc/71h9qy https://vk.cc/71h9gP ✔ USB killer – https://vk.cc/71h7Xy еще – https://vk.cc/71h7Rx ✔ КОПИРКА ДОМОФОННЫХ КЛЮЧЕЙ, КАРТОЧЕК: мой RFID – https://vk.cc/71h7lO дешевый RFID – https://vk.

cc/71h7i9 ✔ СКАНЕР ЧАСТОТ – https://vk.cc/71h7eS ✔ РАЦИЯ, ДОВОЛЬНО МОЩНАЯ, СПОСОБНА ЗАГЛУШИТЬ ДАЖЕ СИГНАЛИЗАЦИЮ, УНИВЕРСАЛЬНА ДЛЯ ЛЮБОЙ ЧАСТОТЫ – https://vk.cc/71h7bS ✔ GSM/GPRS ТРЕКЕР – https://vk.cc/71h78j GPS ТРЕКЕР ДЛЯ ЖИВОТНЫХ/КЛЮЧЕЙ – https://vk.cc/71h74I ✔ МИНИ-КАМЕРА – https://vk.

cc/71h70G ✔ МАГНИТ ДЛЯ СНЯТИЯ КЛИПС СО ШМОТОК В МАГАЗИНЕ – https://vk.cc/71h6Xy ✔ ОТМЫЧКИ С ЗАМКОМ – https://vk.cc/71h6U9 ✔ МОЩНЫЕ WiFi АДАПТЕРЫ: Alfa как у меня – https://vk.cc/71h6P8 еще – https://vk.cc/71h6I0 ✔ USB tester – https://vk.

cc/71h6DF НУЖНАЯ ВЕЩЬ, ЧТОБЫ ПРОВЕРИТЬ АККУМУЛЯТОРЫ И ПОВЕРБАНКИ с AliExpress ✔ ПРИБОР ДЛЯ ЧТЕНИЯ МАГНИТНЫХ КАРТ – https://vk.cc/71h6zP БАНКОВСКИЕ, ПРОХОДНЫЕ И ДРУГИЕ КАРТЫ ✔ ДУБЛИКАТОР СИМ-КАРТ- https://vk.cc/71h6vq еще – https://vk.cc/71h6qH ✔ КАРМАННЫЕ ВЕСЫ – https://vk.cc/71h6lH еще – https://vk.

cc/71h6gA ✔ МОЩНЫЙ, НО ДЕШЕВЫЙ СМАРТФОН https://vk.cc/71h668 ✔ МОЯ ЭКШН КАМЕРА – https://vk.cc/71h5X9 ✔ БИТКОИН НА УДАЧУ – https://vk.cc/71h5Pr ✔ ОЧКИ, КАК У МЕНЯ – https://vk.cc/71h5zg ✔ МОЩНАЯ WiFi ПУШКА НА 3км – https://vk.cc/71h5dB

Lien sur la page de l’objet qui coûte environs 22€ port compris: http://www.banggood.com/GM3120-Electromagnetic-Radiation-Detector-Equipment-Meter-Home-Radiation-Monitoring-Phone-Dual-with-LCD-Displa-p-997966.html?utm_source=youtube&utm_medium=philippe&utm_campaign=bg12523024&utm_content=chenfenglan Visitez mon site : http://www.Cyrob.org

Изобретение транзисторов в корне изменило человеческую цивилизацию, как никакая другая технология. В сердце смартфона находится процессор, вмещающий около 2 миллиардов транзисторов. Зачем нужны эти крошечные устройства? Как они работают? Original video source : https://www.youtube.com/LearnEngineering

Гараж еще не доделан, но есть уже что показать… Обзор этого гаража: https://youtu.be/vdGoAHmxG3Q

☢ ЗАЧЕМ ПЛАТИТЬ БОЛЬШЕ ? Сравнение функциональных возможностей дозиметров радиометров: – Терра-П + “плюс” (желтый, бытовой дозиметр) – Терра МКС 05 (черный, профессиональный дозиметр радиометр). Преимущества и недостатки данных моделей.

Простыми словами о квантовом бессмертии

Квантовое бессмертие, кот Шредингера… Если для вас это так же сложно, как и для большинства, давайте разбираться вместе. Сегодня попытаемся объяснить, что такое квантовое бессмертие простыми словами.

Ученые в квантовой механике разделяют наш мир на несколько мировУченые в квантовой механике разделяют наш мир на несколько миров

Теория про кота Шредингера

Про теорию кота Шредингера слышали, наверное, все.

Ученый провел эксперимент. Он взял обычную коробку и поместил туда кота. Суть заключалась в том, что внутри находилась емкость с опасным химическим веществом, которое, при открытии, могло кота убить. Также внутри находился прибор для измерения радиации – счетчик Гейгера, на который был установлен механизм – молоток на веревке. И самый главный элемент – радиоактивное вещество, которое распадалось. Из ядерной физики известно, что распад вещества – процесс случайный и его нельзя предсказать. Если оно распадалось, то счетчик Гейгера фиксировал радиацию, молоток, привязанный к нему, срывался и разбивал колбу, кот умирал. Если вещество не распадалось, кот оставался жив. По теории вероятности мы получаем шанс 50 на 50 процентов.

Об этом эксперименте узнал весь мир, и все люди были в недоумении от этого. Однако, в действительности за кота можно не переживать. На самом деле, эксперимент не проводился, а был лишь мыслями Австрийского физика-теоретика Эрвина Шрёдингера, который он придумал в далеком 1935 году.

Теперь про квантовое бессмертие

Что же это такое? Если официальным языком, то:

Квантовое бессмертие — мысленный эксперимент, вытекающий из мысленного эксперимента с квантовым самоубийством и утверждающий, что, согласно многомировой интерпретации квантовой механики, существа, имеющие способность к самосознанию, бессмертны.

Квантовая механика

Ученые в квантовой механике разделяют наш мир на несколько миров. Это микромир, к которому относятся атомы, молекулы, протоны и фотоны, то есть все маленькие частицы. Макромир – это наш обычный мир, где мы живем, и все вещи, которые мы видим перед собой: машины, поезда, люди, деревья, животные. И Мегамир – это планеты, солнечная система, вселенная и все крупные объекты, которые кажутся нам невероятно большими.

В нашем мире все можно объяснить обычной механикой. Здесь работают законы физики, закон Ньютона. Но в маленьком мире этого не происходит. Мы живем в обычном мире, где ездят машины, летают самолеты, и мы привыкли, что везде все должно работать по законам физики, а если где-то это перестает работать, то для нас это мистика и мы в это не верим. По крайней мере, мы так думаем. Квантовая механика, как раз, старается объяснить процессы, которые там происходят. А когда мы понимаем, что это все научно доказано, то нам становится не по себе.

Квантовая механика, как наука, является очень сложной и непонятной. Но, в то же время, она очень интересна и может помочь человечеству ответить на самые интересные вопросы. Ученый физик Ричард Фейман сказал: «Это нормально не понимать квантовую механику, потому что её никто не понимает».

Пример

Главный принцип, от которого стоит отталкиваться в дальнейшем и который нужно понять, чтобы понять квантовое бессмертие – это принцип суперпозиции. Он гласит о том, что любой предмет в нашем мире находится в нескольких положениях одновременно. Возьмем кота. Сейчас он лежит на кровати, с тем же он лежит на стуле, ест на кухне и все это одновременно, просто в разных мирах. Это и есть доступное объяснение принципа суперпозиции.

А теперь возьмем микромир, он является основным в нашем познании квантовой механики. Вместо кота там маленькие частицы, например, фотоны. Мы их изучаем, чтобы выяснить одно лишь единственное их положение в мире, а не в принципе суперпозиции. И дело в том, что, когда мы начинаем их изучать, вся суперпозиция пропадает и фотон оказывается в том положении, в котором он есть и будет. Также и ваш кот сейчас лежит на диване, и это единственное то, что он делает в этот момент времени.

Еще немного про квантовую механику

На данный момент ученые не могут объяснить, как и почему один предмет может находиться в нескольких местах одновременно. Также, в квантовой механике существуют несколько интерпретаций, которые несколько отличаются друг от друга. Прежде чем начать говорить о квантовом бессмертии, стоит понять, что они значат.

Физики-теоретики Нильс Бор и Вернер Гейзинберг сформировали Копенгагенскую интерпретацию в 20 веке. Согласно ей, фотоны и другие частицы в микромире могут существовать в нескольких состояниях одновременно. Когда мы пытаемся измерить микромир, мы воздействуем на него, тем самым он меняется и остается таким навсегда, а все другие его состояния удаляются и больше не проявляются никогда. Чтобы понять, можем взять в пример вашего кота, который вошел в комнату. Пока вы не посмотрели на него, он может лечь, сесть, продолжить стоять. Это возможные его состояния. Но, когда вы посмотрите на него, он ляжет на кровать и продолжит там лежать. Это станет единственным его состоянием, а другие пропадут и не будут существовать в других мирах.

Многомировая интерпретация. В 1957 году ее озвучил Американский физик Хью Эверит. Согласно ей, когда человек наблюдает за фотоном, в этот момент мир разделяется на двое. В одном мире фотон идет прямо, а в другом волнообразно. Мы же попадаем в один из этих миров совершенно случайно, без какого-либо принципа. Только представьте, что где-то один ученый смотрит на обычный свет, который светит в дырки, а из-за этого целый мир разделяется на двое. Мы остаемся в нашем, а где-то в другой вселенной появляется новый мир, похожий на наш, но там все будет происходить по-другому. Этой версии придерживаются большинство ученых.

Чтобы понять, можем взять в пример вашего кота, который вошел в комнату. Пока вы не посмотрели на него, он может лечь, сесть, продолжить стоятьЧтобы понять, можем взять в пример вашего кота, который вошел в комнату. Пока вы не посмотрели на него, он может лечь, сесть, продолжить стоять

Квантовое бессмертие

Теперь давайте проведем эксперимент с котом Шрёдингера, только с человеком. Условия все те же самые. Вероятность смерти 50 процентов. Если отталкиваться от Копенгагенской теории, то, если человек умирает, то он просто умирает и больше ничего не образуется. Потому что было выбрано одно состояние человека, а все другие удалились навсегда. Вселенная продолжает существовать без этого человека.

Однако, согласно многомировой интерпретации, если человек умирает, то появляется другая вселенная, где человек выживает и продолжает жить своей жизнью. На этом моменте мы и сталкиваемся с квантовым бессмертием. Представьте, что этот человек – это вы. И каждый раз, в этой коробке вы выживаете. А умирает человек в другой вселенной, к которой вы не имеете никакого отношения, которая вас не волнует. И сколько раз бы вы не повторяли этот эксперимент с собой, вы выживаете, каждый раз образуя новую вселенную.

Эксперимент можно считать удачным, если вы остались в коробке. Но в других вселенных ученые, открыв коробку, увидят только погибшего человека.

А теперь вспомните тот момент из своей жизни, когда вы находились на грани смерти. И только вдумайтесь, что где-то во вселенной может существовать тот мир, где все пошло не по плану, вы погибли и не стали расти, развиваться, заводить новых знакомых, ведь вас там не существует. Это сложно до конца осознать, но именно в этом и состоит смысл квантового бессмертия.

Еще одно объяснение

В предложенном эксперименте на участника направлено ружьё, которое стреляет или не стреляет в зависимости от распада какого-либо радиоактивного атома. Риск того, что в результате эксперимента ружьё выстрелит и участник умрёт, составляет 50 %. Если копенгагенская интерпретация верна, то ружьё в конечном итоге выстрелит, и участник умрёт. Если же верна многомировая интерпретация Эверетта, то в результате каждого проведенного эксперимента вселенная расщепляется на две вселенных, в одной из которых участник остается жив, а в другой погибает. В мирах, где участник умирает, он перестает существовать. Напротив, с точки зрения неумершего участника, эксперимент будет продолжаться, не приводя к исчезновению участника. Это происходит потому, что в любом ответвлении участник способен наблюдать результат эксперимента лишь в том мире, в котором он выживает. И если многомировая интерпретация верна, то участник может заметить, что он никогда не погибнет в ходе эксперимента.

Участник никогда не сможет рассказать об этих результатах, так как с точки зрения стороннего наблюдателя, вероятность исхода эксперимента будет одинаковой и в многомировой, и в копенгагенской интерпретациях.

Что такое счетчик Гейгера – история изобретения, принцип действия

В отличие от видимого света, теплового излучения, радиация это коварное и тем самым опасное для организма (при превышении допустимой дозы облучения) явление, которое невозможно определить нашими органами чувств. Ну нет у нас таких рецепторов.
Именно поэтому необходим прибор, который:

  • во-первых, это излучение определяет;
  • во–вторых выдает нам результат в единицах, которые можно интерпретировать и принять верное и своевременное решение: опасно, безопасно, сколько можно находится в той или иной радиоактивной зоне и т.д.


А поскольку ключевым элементом любого измерительного прибора является датчик, то таковым для бытового или профессионального дозиметра и является счетчик Гейгера.

Изобретение это давнее, история его создания относится еще к началу прошлого века, но как и во многих случаях, было столь удачным, что его базовые принципы неизменны на протяжении целого столетия.

История создания счетчика Гейгера

Бесспорно самый известный, востребованный и в буквально смысле жизненно необходимый инструмент для обнаружения излучений в самых разных отраслях промышленности и в быту.
Родоначальник ядерной физики Эрнст Резерфорд (Англия) в начале XX века разработал концепцию, смысл которой в том, что атом состоит из ядра (занимает небольшой объем в центре). Ядро в свою очередь состоит из более мелких элементов. При этом при определенных условиях ядро может распадаться с выделением этих частиц.
Чтобы исследовать структуру атома, подтвердить или опровергнуть свою гипотезу, Резерфорд проводил эксперименты по измерению электрического заряда потока альфа-частиц, попадающих в цель.
Сколько этих частиц будет выделяться ? Этот вопрос и представлял прежде всего чисто научный интерес, поскольку до ядерной бомбы было еще несколько десятилетий, как и до атомных станций.
Вместе с Резерфордом работал Гейгер (вот и встретилась нам эта фамилия) над задачей создания регистрирующего устройства для измерения радиации.

Студентом Ганс Гейгер изучал физику в Мюнхенском университете и служил в немецких вооруженных силах, прежде чем продолжить учебу, получил докторскую степень в 1906 году и защитил диссертацию по прохождению электрического тока через газ. Обращаем внимание, что последний факт, как оказалось впоследствии, имеет прямое отношение к принципу действия счетчика, названного его именем. Как и во многих изобретениях и открытиях, "пазл" складывается тогда, когда встречаются нужные люди, знания, в одном месте и в одно время.
Затем он переехал в Англию, чтобы стать лаборантом в лаборатории Резерфорда в Манчестерском университете.
Работая с одним из студентов, Эрнестом Марсденом, Гейгер разработал новое уникальное устройство, которое запускало альфа-частицы через золотую фольгу на экран, где они могли быть обнаружены как сцинтилляции (мерцание, кратковременные световые вспышки).

Суть опыта, без которого невозможно обсуждать историю атома, а именно существования атомного ядра, состояла в следующем. Источник радиации помещался перед тонкой золотой фольгой. Сам источник альфа-частиц и фольга находились в вакууме, чтобы частицы не сталкивались с молекулами воздуха, не ионизировали их и тогда результаты были бы искажены.

Эти меры позволили обнаруживать вспышки света. Но как подсчитать их количество в единицу времени и таким образом измерить радиацию ?
Сначала попытались установить микроскоп, который вращался вокруг золотой фольги, чтобы вручную подсчитывать количество сцинтилляций в темноте лаборатории. Но это было неудобно, утомительно, влиял человеческий фактор.
Нужны были другие решения для регистрации излучения. И в 1911 году Гейгер предложил как измерить количество вспышек при дневном свете.
Запаянная трубка заполняется инертным газом (аргоном, ксеноном или газовыми смесями) и служит катодом. А нить, проходящая внутри по центру, является анодом.
Приблизительно по такому же принципу были построены усилительные лампы, которые широко использовались в радиотехнике, звуковой технике, до эпохи транзисторов и микросхем.

Как работает счетчик Гейгера

  1. Пока в камеру не попадают частицы, газ является диэлектриком. Ток через него отсутствует.
  2. При приложении высокого напряжения, попадающее альфа-излучение, вызывало ионизацию газа (происходит столкновение с атомами), тем самым испускался поток электронов – отрицательных заряженных частиц.
  3. Из-за того, что электроды "выбиты", атомы газа становятся положительно заряженными.
  4. Это лавинообразный процесс, что приводит к возникновению электрического тока в газе. Образуется своеобразная мини-молния.
  5. При столкновении с атомами, энергия частиц уменьшается. Это процесс повторяется в виде импульсов – всплесков энергии, что регистрируется, а значит может быть измерено и переведено в удобные для восприятия цифры.

Амплитуда импульсов достаточно велика и может достигать нескольких Вольт, а значит может быть измерена непосредственно, без усиления.

Газоразрядная ионизационная трубка и была прообразом счетчика, который был способен определять альфа-частицы (ядра гелия), представляющие собой комбинацию из пары нейтронов и протонов. Эти частицы излучаются атомом в процессе радиоактивного распада.
Конечно ни о каком точном подсчете отдельных частиц речь не идет. Измеряется общая интенсивность излучения.

Во время первой мировой войны Гейгер служил офицером в немецкой армии, в полевой артиллерии, что на время прервало его карьеру и научные исследования на несколько лет. После этого ученый вернулся как к преподавательской работе, так и к науке.

Объединив свои усилия с Вальтером Мюллером (это был его аспирант в университете), они смогли улучшить детектор излучения (вот откуда составное название "счетчик Гейгера-Мюллера"), его чувствительность, производительность и долговечность, чтобы можно было обнаруживать и другие типы радиоактивного излучения, кроме альфа-частиц, а именно бета-частицы и ионизирующие фотоны.
Впоследствии Гейгер продолжал изучать космические лучи, искусственную радиоактивность и деление атомных ядер.
Кстати, на войне, ученый серьезно подорвал свое здоровье, часто болел и в результате чего ушел из жизни в 62 года. Причем он умер в сентябре 1945-го, таким образом был свидетелем первого и единственного военного применения атомного оружия в Хиросиме и Нагасаки.

В ранней модели счетчика Гейгера газ низкого давления находится в медном цилиндре, через который проходит электрический ток. Радиоактивная частица, попадающая в цилиндр, вызывает всплеск электрического тока, который регистрируется счетчиком.
В частности именно такой детектор, выглядящий несколько несовременно, использовал Джеймс Чедвик, открывший нейтрон. Интересная деталь из биографии Чедвика. При сдаче вступительных экзаменов в университет в Манчестере, он случайно вместо экзамена по математике попал на физику (вот она судьба, может и нейтрон открыт был бы позже и вообще развитие науки пошло совсем по другому сценарию ?) и сделал серьезный вклад в ядерную физику. За что и был заслуженно награжден Нобелевской премией в 1935 году.

Почему счетчик Гейгера щелкает?

Мы же говорили о "молнии" внутри счетчика. А ведь настоящая молния не просто щелкает, а ее разряды сопровождаются настоящим грохотом. Приблизительна та же картина и здесь. Только в меньшем масштабе. Такая же ситуация наблюдается и с ионизаторами воздуха и другим приборами, которые вызывают электрический разряд в газе. Существует и природная ионизация под действием космических лучей, ультрафиолетового и других излучений, приходящих как от солнца, так и от далеких галактик.

Также дозиметры реагируют щелчками и на другие источники радиации, существующие в природе:

  • отвалы угольных шахт;
  • некоторые горные породы могут "фонить";
  • радиоактивные газы;
  • стройматериалы и даже продукты питания с радиацией, чем особенно "грешат" грибы и некоторые лесные ягоды, которые по-прежнему изредка попадают на рынки Украины.

Количество щелчков пропорционально уровню регистрируемого излучения. Измерение производится за период времени. Чем этот период больше, тем выше точность определения радиации.

В каких единицах счетчик Гейгера измеряет радиацию ?

В единицах, называемых микрозивертами, за час воздействия. (Один зиверт равен 1 000 миллизивертов и 1 миллион микрозивертов).
Пример. Если счетчик Гейгера отображает 0,25 микрозиверта в час, это означает, что он обнаружил 0,25 микрозиверта излучения за это время.
Как оценить — много или это или мало ? Имеется в виду с точки вреда для здоровья.
Компьютерная томография одного органа выдает дозу облучения порядка 7000 микрозивертов. Это кстати в десятки раз больше, чем при облучении в процессе рентгеновского снимка. А вот величина в 2000000 микрозивертов указывает на серьезное радиационное поражение.

Существуют и другие технологии измерения радиации, но счетчики Гейгера – простые и относительно недорогие, бесспорно держат пальму первенства.

6 удобных дозиметров для тех, кто хочет обезопасить себя и своих близких

6 удобных дозиметров для тех, кто хочет обезопасить себя и своих близких

ZIVE является полноценным дозиметрическим прибором, в основе аппарата — стандартный счётчик Гейгера. Гаджет умеет индицировать всю необходимую информацию при помощи собственного экрана. Кроме того, ZIVE можно синхронизировать со смартфоном для большего удобства, а полученную информацию — отправлять на сервер для формирования актуальной карты радиационного загрязнения.

Дозиметр можно использовать как для контроля за окружающей средой, так и для проверки предметов: продуктов питания, строений, приобретаемых устройств и вещей. ZIVE обладает промышленной точностью и умеет работать в фоновом режиме, оповещая пользователя об опасности. Использование смартфона при этом не является обязательным.

SMTGEG4S/Smart Geiger

Японцы изобрели крошечный девайс, известный под названием SMTGEG4S: счётчик Гейгера, подключаемый к смартфону через разъём для наушников. Устройство предназначено для гаджетов на Android и iOS. Измеряется текущий радиационный фон и накапливаемая доза излучения. Правда, в отличие от ZIVE, погрешность составляет целых 30%. Стоимость в Японии — порядка 40 долларов.

Для российского покупателя есть копия из серии анализаторов, выпускаемых под брендом FTLab (бывают ещё датчик ультрафиолета, инфракрасного излучения, температуры, вольтметр и так далее). Smart Geiger работает с фирменным приложением под управлением Android и iOS.

Lapka

Набор аксессуаров для iPhone или iPad в виде небольших блоков. Сюда входят четыре прибора для определения уровня радиации, влажности и температуры, электромагнитного излучения, а также модуль для измерения количества нитратов в продуктах. По словам разработчиков, дополнительное оборудование и калибровка не требуются. Аксессуары могут работать без участия пользователя на протяжении суток и более.

Датчики подключаются к аудиоразъёму любого Apple-устройства. Приложение-компаньон самостоятельно управляет процессом, измеряет и анализирует необходимые параметры окружающей среды. В приложении можно выбирать готовые профили настроек для конкретных видов продуктов: в случае превышения допустимого содержания нитратов Lapka сообщает вам об этом. Возможно построение информативных графиков для конкретного промежутка времени.

Терра МКС-05

Профессиональный прибор для определения радиоактивного загрязнения и количества принятой радиации. Для оценки ситуации требуется всего 10 секунд (это один из лучших показателей среди портативных дозиметров).

За прочие гаджеты в статье производитель несёт значительно меньшую ответственность. «Терра» же соответствует нормативным документам, имеет заводской штамп о метрологической поверке и является гостированным прибором.

«Терра МКС-05» выводит необходимые данные на собственный экран в режиме реального времени. Со смартфонами синхронизируется только модификация с Bluetooth-модулем.

Atom Tag

Эта приставка к смартфону представляет собой нечто среднее между ZIVE и Smart Geiger: это простой, но достаточно точный дозиметр. В нём прячется счётчик Гейгера с электронной схемой, модуль Bluetooth 4.0 и литий-ионный аккумулятор. Предназначается для бытовых и промышленных измерений, экспериментов и демонстраций, но не гостирован, так что официально выдаёт данные с достаточно высокой погрешностью.

Работает Atom Tag в связке с планшетом или смартфоном на Android или iOS, а при отсутствии связи становится сигнализатором (порог, при достижении которого будет производиться оповещение пользователя, нужно настроить заранее), обрабатывает и хранит данные.

DO-RA является полноценным дозиметром-радиометром на основе полупроводникового детектора и умеет собирать данные об альфа-, бета- и гамма-излучении. Работает со смартфонами и планшетами через USB-порт или дистанционно (через Bluetooth либо Wi-Fi). Питаться может как от встроенного аккумулятора, так и от гаджета, с которым синхронизируется.

Дозиметр умеет определять текущий радиационный фон, оповещать о допустимой, предельной и недопустимой дозе облучения, формировать графики состояния органов и систем владельца мобильного устройства в зависимости от полученной или накопленной дозы и даже давать рекомендации по поводу поведения. Кроме того, гаджет автоматически формирует отчёты о радиоактивном фоне территории в режиме реального времени с координатами на основе GPS и ГЛОНАСС и передаёт их в центр анализа радиационной обстановки.

Существует несколько вариантов DO-RA для конкретных моделей смартфонов (среди них есть iPhone, HTC и другие). Желающие купить устройство могут связаться с производителем по одному из телефонов на официальном сайте.

Бонус

Для тех, кто не хочет переплачивать за дополнительные функции, есть масса простых, но эффективных самодельных вариантов:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector