Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Для чего нужен счетчик гейгера мюллера

Счетчики Гейгера. Принцип работы

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.

Читайте так же:
Brother dcp l2500dr сброс счетчика фотобарабана

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:
Oki b401 сбросить счетчик

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.

Презентация по физике «Счетчик Гейгера»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Счетчик Гейгера Воробьев Никита 11 «А»

Счетчик Гейгера счётчик Гейгера-Мюллера Счетчик Гейгера был изобретен в 1908 году немецким физиком-экспериментатором Гансом Вильгельмом Гейгером. В 1928 году, совместно с Вальтером Мюллером, счетчик был усовершенствован. Поэтому изобретение часто называют счетчиком Гейгера-Мюллера.

Принцип работы газоразрядного счетчика Гейгера Счетчик состоит из стеклянной трубки, по которой изнутри металлическим слоем (катод), и тонкой металлической нити, идущей вдоль оси трубки (анод). Трубка заполняется газом, обычно аргоном. Принцип работы счетчиков Гейгера основан на эффекте ударной ионизации газовой среды под действием радиоактивных частиц или квантов электромагнитных колебаний в межэлектродном пространстве при высоком ускоряющем напряжении.

Для чего нужен счётчик Гейгера Регистрация гамма-фотонов и жесткого бета-излучения. Обнаружение фотонов рентгеновского и гамма-излучения. Регистрация гамма и мягкого бета-излучения. Счетчик Гейгера используется во всех бытовых и во многих профессиональных приборах дозиметрического контроля в качестве датчика радиоактивного излучения. Этот компонент стал важной частью дозиметра по причине простоты, надежности и эффективности применения.

спасибо за внимание

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Онлайн-конференция для учителей, репетиторов и родителей

Формирование математических способностей у детей с разными образовательными потребностями с помощью ментальной арифметики и других современных методик

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

  • Журавлева Ольга ВладимировнаНаписать 3445 15.06.2018

Номер материала: ДБ-1702038

  • Физика
  • 11 класс
  • Презентации
    15.06.2018 2636
    21.05.2018 474
    20.05.2018 607
    14.05.2018 1983
    13.05.2018 1121
    02.05.2018 5554
    27.04.2018 385
    27.04.2018 331

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Читайте так же:
Счетчик жидкости дебит 50

Минпросвещения разработало меморандум по воспитательной работе в школах

Время чтения: 2 минуты

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

В России ввели День отца

Время чтения: 1 минута

Минобрнауки РФ планирует рассказывать о молодых ученых в формате Science Slam

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения дополнит цифровым модулем каждую профессию в СПО

Время чтения: 2 минуты

Екатерина Костылева из Тюменской области стала учителем года России – 2021

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Как работает счётчик Гейгера?

Леонид Довгаль

История создания счетчика Гейгера

Вы, наверное слышали о том, что при поиске металлов геологам сегодня помогает счётчик Гейгера. Или, возможно, вы слышали об этом приборе, когда речь шла о Чернобыле или Фокусиме. В обоих случаях речь шла о радиации, или радиационном излучении. Некоторые радиоактивные элементы таблицы Менделеева способны «излучать лучи», которые легко определяются и измеряются с помощью счётчика Гейгера. Этот счётчик был изобретён Хансом Вильгельмом Гейгером в 1908 году, а потом в 1928-ом усовершенствован его последователем, учёным с фамилией Вальтером Мюллером. Отсюда это устройство в научно-технических кругах часто ещё называют и счётчиком Гейгера-Мюллера.

В эпоху разработки ядерного оружия и в процессе «холодной войны» в Советском Союзе была необходимость в разработке устройств для измерения и фиксации интенсивности процессов распада радиоактивных материалов. Было создано много счётчиков, которые отличались между собой габаритами, надёжностью, точностью. Маркировались они как: СТС-5, ДП-5А, ДП-5В. И лишь в начале 70-х годов прошлого столетия начали массово выпускаться счётчики Гейгера типа СБМ-20. Счётчик получился достаточно удачным и его можно встретить во множестве современных дозиметров от Есоtest, СОЭКС, Радэкс.

Читайте так же:
Как сбросить счетчик памперса epson p50

Принцип работы газоразрядного счетчика Гейгера

Счётчик представляет собой вакуумную трубку, которая может быть изготовлена из металла или стекла. Она устроена достаточно просто: внутри тонкой стеклянной пробирки находятся две пластины и небольшое количество газа, например аргона или неона. Трубки, наполненные газом, аналогично как неоновые трубки рекламы, что горят на рекламных вывесках. Газ в неоновой трубке или лампе дневного света начинает гореть, если её контакты присоединить к достаточно высокому напряжению. Большое напряжение осаждает газ и даёт возможность огромному потоку электронов двигаться между двумя пластинами, катодом и анодом. Когда возникает движение потока электронов, то газ внутри трубки начинает гореть ярким цветом.

А в счётчике Гейгера всё происходит наоборот. Напряжение должно быть маленьким, чтобы газ не начал гореть в естественных условиях. Теперь давайте представим, что произойдёт, если рядом поместить радиоактивное вещество. Её излучение проникает в трубку и начинает взаимодействовать с молекулами газа. От этого они получают энергию и принуждают газ загораться. Чтобы электрические разряды в трубке могли возникать при минимальных возмущениях — в счётчике Гейгера специально создаётся пониженное давление. Таким образом в момент столкновения заряженной частицы с высокой энергией с элементами конструкции счётчика Гейгера-Мюллера, то выбивается некоторое количество электронов, которые находятся между электродами, и под действием ускоряющего напряжения электроны, находящиеся в инертном газе начинают двигаться к аноду. Происходит лавинообразная ионизация газа, что приводит к появлению коронного разряда между анодом и катодом, возникает скачкообразный электрический ток. Если его пропустить через счётчик импульсов, то можно определить количество радиации, что попала в трубку. А ещё можно заставить этот ток издавать своеобразное цоканье, которое у нас обычно ассоциируется со счётчиком Гейгера.

Типы счётчиков Гейгера.

Для фиксации радиоактивных конструктивно можно выделить два типа счётчиков Гейгера: цилиндрические (СБМ-20 и аналоги) и торцевые (Бета 1-1 и другие). Первый счётчик способен фиксировать бета и гамма излучения, а второй, благодаря своей конструкции и возможности применения тонкой слюдяной пластины в качестве поверхности счётчика кроме упомянутых бета и гамма «видит» и альфа излучение. Счётчик Гейгера Бета 1-1 по стоимости намного дороже СБМ-20 и обычно используется в профессиональных средствах дозиметрического контроля. Кроме гамма-частиц они способны регистрировать мягкое бета излучение и альфа-частицы.

Для того, чтобы остановить процесс разряда в газовую среду счётчика обычно вводят добавки некоторых других добавок таких, как: бром, йод, хлор, спирт. Счётчики с внесёнными добавками называются » самогасящими«. Нагрузочный резистор, с которого снимаются импульсы обычно имеет огромное сопротивление, которое может достигать десятком мегаОм. Из за такого сопротивления происходит большое падение напряжения между анодом и катодом., что позволяет оборвать лавинообразность процесса. Но есть и » несамогасящиеся» счётчики Гейгера-Мюллера. Для того, чтобы прекратить лавинообразный поток электронов в них просто отключается питание через короткий промежуток времени, после возникновения разряда ионизирующих частиц. Счётчик Гейгера обычно подключают по схеме, которая приведена ниже.

Читайте так же:
Счетчик для конкретной страницы

Для чего нужен счётчик Гейгера-Мюллера

  • Обнаружение жесткого бета-излучения и гамма-фотонов
  • Регистрация фотонов рентгеновского и гамма-излучения.
  • Регистрация гамма и мягкого бета-излучения.
  • Регистрация альфа-частиц

Для регистрации гамма-фотонов, рентгеновского и жесткого бета-излучения вполне подойдёт счётчик СБМ-20 или другой трубчатый счётчик из этой серии. Счётчик выполнен из метала и имеет рабочую зону 8 см. кв. Он может регистрировать гамма-кванты с энергией от 0,05 МэВ до 3 МэВ. А также бета-частицы, которые имеют энергию с нижним пределом 0,3 МэВ. Для более точного измерения гамма-квантов при использовании счётчика Гейгера СБМ-20 необходимо применение свинцовой пластины для отсекания бета излучения. Этот принцип используется в дозиметрах украинского производства Терра МКС-05, Терра-П, Терра-П+ в которых конструктивно предусмотрен фильтр (крышечка) со свинцовой пластиной.

В случае необходимости измерить альфа-частички следует помнить, что они обладают слишком маленькой энергией и в некоторых случаях их можно регистрировать на расстоянии всего лишь 2мм. Для увеличения вероятности обнаружения и расстояния на котором можно зафиксировать альфа частицы правильно будет прибегнуть к использованию торцовых счётчиков Гейгера, у которых обычно площадь фиксации побольше, чем у трубчатых счётчиков. Одним из них есть Бета-1.

Таким образом мы видим, что счётчики Гейгера могут выполнять роль приёмного элемента для фиксации радиоактивных частиц в дозиметрах для рентген кабинета, атомной станции, досмотра автотранспорта и грузов на таможне, проверки металлолома, охранных фирм, банков а также для бытовых целей. Например для проверки продуктов питания или жилища. Для разных целей нужно выбирать дозиметр с подходящими параметрами счётчика Гейгера. Ведь только счетчики с подходящими параметрами смогут уберечь вас от воздействия губительных лучей радиации.

Чтобы подобрать дозиметр конкретно для ваших целей обращайтесь к консультантам нашего магазина.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию