Schetchiksg.ru

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

Гейгера счетчик метод регистрации

Счётчик Гейгера (Гейгера — Мюллера счётчик)

Гейгера счётчик (Гейгера — Мюллера счётчик) — детектор частиц, действие к-рого основано на возникновении самостоят. электрич. разряда в газе при попадании частицы в его объем. Изобретён X. Гейгером и Э. Резерфордом [1] в 1908, позднее был усовершенствован Гейгером и В. Мюллером [2]. Г. с. предназначен для регистрации заряж. частиц. Он пригоден также для детектирования нейтронов, рентг.- и g-квантов по вторичным заряж. частицам, генерируемым ими (см., напр., Нейтронные детекторы).

Г. с. обычно состоит из металлич. цилиндра — катода-и тонкой проволочки, натянутой вдоль его оси,- анода, — заключённых в герметичный объём, к-рый заполнен газовой смесью под давлением, как правило, 100-260 гПа (100-260 мм рт. ст., рис. 1). Между катодом и анодом прикладывается напряжение U порядка 200-1000 В. Заряж. частица, попав в объём счётчика, образует нек-рое кол-во электрон-ионных пар; электроны и ионы начинают двигаться к соответствующим электродам. Если напряжённость электрич. поля достаточно велика, электроны на длине свободного пробега (между соударениями с молекулами газа) приобретают энергию, превосходящую их энергию ионизации, и ионизуют молекулы. В результате в газе развиваются электронно-ионные лавины, к-рые являются основой т. н. газового усиления, обеспечивающего достаточно высокий уровень электрич. сигнала на аноде, к-рый регистрируется.

Ток в цепи Г. с. нарастает экспоненциально до тех пор, пока пространств. заряд положит. ионов не понизит электрич. поле и не прекратит развитие лавин [3, 4]. Амплитуда импульса на выходе Г. с. не зависит от энергии детектируемой частицы. Это отличает его от др. газовых детекторов пропорциональных счётчиков и ионизационных камер.

Различают несамогасящиеся и самогасящиеся Г. с. (предложены Тростом в 1937). Они отличаются составом газовой смеси и быстродействием. Несамогасящиеся Г. с. требуют понижения напряжения между катодом и анодом для того, чтобы надёжно погасить разряд и подготовить детектор к регистрации след. частицы. Это достигается спец. схемой или введением высокоомного сопротивления R в цепь питания счётчика (R

10 9 Ом). На нити скапливается отрицат. заряд, разность потенциалов между катодом и анодом уменьшается, и разряд обрывается. После этого чувствительность Г. с. восстанавливается через 10 -2 с (время разрядки ёмкости С счётчика через сопротивление R). Самогасящиеся счётчики заполняются чистыми газами, напр. Ar, с добавкой (10%) многоатомного газа, в частности спирта. Многоатомные молекулы эффективно поглощают фотоны и блокируют механизм фотоэффекта — генерации электронов с поверхности катода, что обеспечивает самопроизвольное гашение разряда. Время нечувствительности самогасящегося Г. с.

10 -4 с. Оба типа Г. с. способны выдерживать нагрузки до 10 4 -10 5 импульс/с. Самогасящиеся Г. с. из-за диссоциации многоатомных молекул выдерживают лишь 10 8 -10 9 срабатываний. Если вместо многоатомной добавки использовать Cl, Br или I (0,1%), а в качестве осн. газа Ne или Не с примесью Ar, то срок службы Г. с. становится практически неограниченным. Рабочее напряжение для этих счётчиков в пределах 200-400 В, но быстродействие существенно ниже и определяется временем дрейфа ионизованных молекул галогенов к катоду. Зависимость числа N регистрируемых импульсов на выходе амплитудного дискриминатора от приложенного к Г. с. напряжения U при фиксиров. нагрузке наз. счётной характеристикой и имеет вид, показанный на рис. 2. В области AB напряжение недостаточно для развития лавин. В интервале ВС только часть сигналов на выходе счётчика превышает порог регистрации. В рабочей области CD регистрируются все частицы, к-рые дали хотя бы одну электрон-ионную пару в объёме Г. с. При напряжении больше UD начинаются самопроизвольные пробои. Эффективность Г. с. при регистрации частиц малых энергий обычно несколько меньше 100%. Это связано с тем, что такие частицы могут с заметной вероятностью не создать ни одной электрон-ионной пары в рабочем объёме счётчика. Г. с.- сравнительно медленно действующие приборы, поэтому они были частично вытеснены сцинтилляционными детекторами и пропорц. счётчиками. Однако простота конструкции и дешевизна обеспечили им применение в дозиметрии ,а также в таких областях, где регистрируются редкие события и надо перекрыть детекторами десятки и даже сотни м 2 . В последнем случае Г. с. работают, как правило, в ограниченном стримерном режиме при давлении газовой смеси, близком к атмосферному. Если нужно работать в условиях повыш. нагрузок (

10 3 импульсов в 1 с), то в объём Г. с. вводятся изолирующие перегородки, к-рые ограничивают развитие разряда вдоль трубки. Г. с. продолжают использоваться. В эксперименте по исследованию свойств нейтрино применялось 19 968 Г. с. в виде алюминиевых трубок длиной 4 м, изолированных друг от друга. Установка для поиска распада протона, к-рая размещается в туннеле под Монбланом, содержит 43 000 Г. с.

Гейгера счетчик метод регистрации

Главная

Вспомни физику:
7 класс
8 класс
9 класс
10-11 класс
видеоролики по физике
мультимедиа 7 кл.
мультимедиа 8 кл.
мультимедиа 9 кл.
мультимедиа 10-11 кл.
астрономия
тесты 7 кл.
тесты 8 кл.
тесты 9 кл.
демонстрац.таблицы
ЕГЭ
физсправочник

Азбука физики

Научные игрушки

Простые опыты

Этюды об ученых

Читатели пишут

Умные книжки

Есть вопросик?

Его величество.

Музеи науки.

Достижения.

Загляни!
На урок

МЕТОДЫ НАБЛЮДЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

— служит для подсчета количества радиоактивных частиц ( в основном электронов ).

Это стеклянная трубка, заполненная газом (аргоном), с двумя электродами внутри (катод и анод).
При пролете частицы возникает ударная ионизация газа и возникает импульс электрического тока.


Достоинства:
— компактность
— эффективность
— быстродействие
— высокая точность (10ООО частиц/с).

Где используется:
— регистрация радиоактивных загрязнений на местности, в помещениях, одежды, продуктов и т.д.
— на объектах хранения радиоактивных материалов или с работающими ядерными реакторами
— при поиске залежей радиоактивной руды (U, Th)

— служит для наблюдения и фотографирования следов от пролета частиц (треков).

Внутренний объем камеры заполнен парами спирта или воды в перенасыщенном состоянии:
при опускании поршня уменьшается давление внутри камеры и понижается температура, в результате адиабатного процесса образуется перенасыщенный пар .
По следу пролета частицы конденсируются капельки влаги и образуется трек – видимый след.
При помещении камеры в магнитное поле по треку можно определить энергию, скорость, массу и заряд частицы.

По длине и толщине трека, по его искривлению в магнитном поле определяют характеристики пролетевшей радиоактивной частицы.
Например, альфа-частица дает сплошной толстый трек,
протон — тонкий трек,
электрон — пунктирный трек.

— вариант камеры Вильсона

При резком понижении поршня жидкость, находящаяся под высоким давление, переходит в перегретое состояние . При быстром движении частицы по следу образуются пузырьки пара , т.е. жидкость закипает, виден трек .

Преимущества перед камерой Вильсона:
— большая плотность среды, следовательно короткие треки
— частицы застревают в камере и можно проводить дальнейшее наблюдение частиц
— большее быстродействие.

Метод толстослойных фотоэмульсий

— служит для регистрации частиц
— позволяет регистрировать редкие явления из-за большого время экспозиции.

Фотоэмульсия содержит большое количество микрокристаллов бромида серебра.
Влетающие частицы ионизируют поверхность фотоэмульсий. Кристаллики AgВr распадаются под действием заряженных частиц и при проявлении выявляется след от пролета частицы — трек.
По длине и толщине трека можно определить энергию и массу частиц.

Другие страницы по теме «Атомная физика» за 10-11 класс:

ЧТО МЫ ЗНАЕМ О ФИЗИКАХ?

Нильс Бор в 1961 году говорил: «На каждом этапе А.Эйнштейн бросал вызов науке , и не будь этих вызовов, развитие квантовой физики затянулось бы надолго».
___

В 1943 году Нильс Бор , спасаясь от оккупантов, вынужден был покинуть Копенгаген. Не рискуя взять с собой одну очень ценную для него вещь, он растворил ее в «царской водке» и колбу оставил в лаборатории. После освобождения Дании, вернувшись, он выделил из раствора то, что растворил, и по его заказу создали новую Нобелевскую медаль .
__

В 1933 году в лаборатории, которую возглавлял Эрнест Резерфорд , был сооружен мощный по тем временам ускоритель . Ученый очень гордился этой установкой и как-то раз, показывая ее одному из посетителей, заметил: «Эта штука обошлась нам очень дорого. На эти деньги можно целый год содержать одного аспиранта! Но разве какой-нибудь аспирант может сделать за год столько открытий !»


Книги по физике
Викторина по физике

Физика в кадре

Учителю

Решение задач

Презентации

Экспериментальные методы исследования частиц. Счетчик Гейгера Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа 30 города. — презентация

Презентация была опубликована 8 лет назад пользователемИрина Басалаева

Похожие презентации

Презентация 9 класса по предмету «Физика и Астрономия» на тему: «Экспериментальные методы исследования частиц. Счетчик Гейгера Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа 30 города.». Скачать бесплатно и без регистрации. — Транскрипт:

1 Экспериментальные методы исследования частиц. Счетчик Гейгера Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа 30 города Белово» Выполнили: Ворончихин Валерий, Макарейкин Антон Ученики 9 «Б» класса Руководитель: Попова И.А., учитель физики Белово 2010

2 Счетчик Гейгера Широкое применение счетчика Гейгера Мюллера объясняется высокой чувствительностью, возможностью регистрировать разного рода излучения, сравнительной простотой и дешевизной установки Широкое применение счетчика Гейгера Мюллера объясняется высокой чувствительностью, возможностью регистрировать разного рода излучения, сравнительной простотой и дешевизной установки Счетчик был изобретен в 1908 году Гейгером и усовершенствован Мюллером. Чувствительность счётчика определяется составом газа, его объёмом и материалом (и толщиной) его стенок. Счетчик был изобретен в 1908 году Гейгером и усовершенствован Мюллером. Чувствительность счётчика определяется составом газа, его объёмом и материалом (и толщиной) его стенок.

3 Принцип действия прибора Счетчик Гейгера состоит из металлического цилиндра, являющегося катодом, и натянутой вдоль его оси тонкой проволочки – анода. Счетчик Гейгера состоит из металлического цилиндра, являющегося катодом, и натянутой вдоль его оси тонкой проволочки – анода. Катод и анод через сопротивление R присоединены к источнику высокого напряжения ( В ), благодаря чему в пространстве между электродами возникает сильное электрическое поле. Оба электрода помещают в герметичную стеклянную трубку, заполненную разреженным газом. Катод и анод через сопротивление R присоединены к источнику высокого напряжения ( В ), благодаря чему в пространстве между электродами возникает сильное электрическое поле. Оба электрода помещают в герметичную стеклянную трубку, заполненную разреженным газом.

4 Если напряженность электрического поля достаточно велика, то электроны на длине свободного пробега приобретают достаточно большую энергию и тоже ионизируют атомы газа, образуя новые поколения ионов и электронов, которые могут принять участие в ионизации. Если напряженность электрического поля достаточно велика, то электроны на длине свободного пробега приобретают достаточно большую энергию и тоже ионизируют атомы газа, образуя новые поколения ионов и электронов, которые могут принять участие в ионизации. В трубке образуется электрон — ионная лавина, в результате чего происходит кратковременное и резкое возрастание силы тока в цепи и напряжения сопротивлении R. Этот импульс напряжения, свидетельствующий о попадании в счетчик частицы, регистрируется специальным устройством. В трубке образуется электрон — ионная лавина, в результате чего происходит кратковременное и резкое возрастание силы тока в цепи и напряжения сопротивлении R. Этот импульс напряжения, свидетельствующий о попадании в счетчик частицы, регистрируется специальным устройством.

5 Счетчик Гейгера применяется в основном для регистрации электронов, но существует модели, пригодны и для регистрации — гамма квантов. Счетчик Гейгера применяется в основном для регистрации электронов, но существует модели, пригодны и для регистрации — гамма квантов.

6 ПОДУМАЙТЕ! В каком году был создан счетчик Гейгера? В каком году был создан счетчик Гейгера? Для чего применяют счетчик Гейгера? Для чего применяют счетчик Гейгера? Для регистрации каких частиц применяется счетчик Гейгера? Для регистрации каких частиц применяется счетчик Гейгера? Благодаря чему в пространстве межде электродами возникает сильное электрическое поле? Благодаря чему в пространстве межде электродами возникает сильное электрическое поле?

7 Литература 1. А.В. Перышкин, Е.М. Гутник «Физика. 9 класс», «Дрофа», 2009 г.

51. Методы регистрации ионизирующих излучений: счетчик Гейгера, сцинтилляционный датчик, ионизационная камера.

Счетчик Гейгера.

γ-кванты, испускаемые радиоактивным изотопом, попадая на стенки счетчика, выбивают из него электроны. Электроны, двигаясь в газе и сталкиваясь с атомами газа, выбивают из атомов электроны и создают положительные ионы и свободные электроны. Электрическое поле между катодом и анодом ускоряет электроны до энергий, при которых начинается ударная ионизация. Возникает лавина ионов, и ток через счетчик резко возрастает. При этом на сопротивлении R образуется импульс напряжения, который подается в регистрирующее устройство. Чтобы счётчик смог регистрировать следующую попавшую в него частицу, лавинный разряд нужно погасить. Это происходит автоматически.

Сцинтилляционный счетчик.

Его основными элементами являются вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор), и Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).

Заряженная частица, проходя через сцинтиллятор, наряду с ионизацией атомов и молекул возбуждает их. Возвращаясь в невозбуждённое состояние, атомы испускают фотоны. Фотоны, попадая на катод ФЭУ, выбивают электроны, в результате чего на аноде ФЭУ возникает электрический импульс, который далее усиливается и регистрируется. Детектирование нейтральных частиц (нейтронов, γ-квантов) происходит по вторичным заряженным частицам, образующимся при взаимодействии нейтронов и γ-квантов с атомами сцинтиллятора.

Ионизационная камера

прибор для исследования и регистрации ядерных частиц и излучении, действие которого основано на способности быстрых заряженных частиц вызывать ионизацию газа. Ионизационная камера представляет собой воздушный или газовый электрический конденсатор, к электродам которого приложена разность потенциалов V. При попадании ионизирующих частиц в пространство между электродами там образуются электроны и ионы газа, которые, перемещаясь в электрическом поле, собираются на электродах и фиксируются регистрирующей аппаратурой.

52. Дозиметрия. Понятие о поглощенной, экспозиционной и эквивалентной дозе и их мощности. Единицы их измерения. Внесистемная единица – рентген.

Дозиметрия – совокупность методов измерения и (или) расчета дозы ионизирующего излучения, основанных на количественном определении изменений, произведенных в в-ве излучением.

Доза излучения (поглощенная доза) – отношение энергии, переданной элементу облученного вещества, к массе этого элемента. Она зависит от вида ионизирующего вещества и пропорциональна времени облучения. Дозу, отнесенную ко времени, называют мощностью дозы.

Единицей поглощенной дозы излучения является грей (Гр), который соответствует дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Мощность поглощенной дозы выражается в греях в секунду (Гр/с).

Экспозиционная доза – мера ионизации воздуха рентгеновскими и гамма-лучами.

За единицу экспозиционной дозы принят кулон на килограмм (Кл/кг). На практике используют единицу, называемую рентгеном (Р). Одному внесистемному рентгену соответствует 2,58*10 -4 Кл/кг для 1 кг воздуха. Единицей мощности экспозиционной дозы является 1 А/кг, а внесистемной единицей – 1 Р/с.

Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент — коэффициент относительной биологической эффективности.

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр. 1 Зв = 100 бэр.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Как редактировать счетчик яндекс метрика
Ссылка на основную публикацию