Geiger counter - hovedføleren for måling av stråling. Det registrerer gamma, alfa, beta-stråling og røntgenstråler. Den har den høyeste følsomheten i sammenligning med andre metoder for opptak av stråling, for eksempel ioniseringskamre. Dette er hovedårsaken til sin utbredte distribusjon. Andre sensorer for måling av stråling brukes svært sjelden. Nesten alle dosimetriske overvåkingsapparater er bygd nøyaktig på Geiger-tellere. De produseres i store mengder, og det finnes enheter av forskjellige nivåer: fra militære akseptdosimetre til kinesiske forbruksvarer. Nå er det ikke noe problem å kjøpe en hvilken som helst enhet for måling av stråling.
Den universelle fordeling av dosimetriske instrumenter har ennå ikke vært nylig. Så i 1986, under Tsjernobyl-ulykken, viste det seg at befolkningen ganske enkelt ikke har noen dosimetriske rekognoseringsanordninger, som for øvrig forverret konsekvensene av katastrofen. På samme tid, til tross for spredningen av amatørradio og sirkler av teknisk kreativitet, ble ikke Geiger-teller solgt i butikker, slik at hjemmelagde dosimetre var umulige.
Geiger teller arbeidsprinsippet
Dette er en elektrovacuum-enhet med et ekstremt enkelt operasjonsprinsipp. Den radioaktive strålingssensoren er et metall- eller glasskammer med metallisering fylt med utladet inertgass. I midten av kameraet har en elektrode. Kammerets ytre vegger er koblet til en høyspentkilde (vanligvis 400 volt). Intern elektrode - til en sensitiv forsterker. Ioniserende stråling (stråling) er en strøm av partikler. De overfører bokstaveligvis elektroner fra høyspenningskatoden til anodefilamentene. Det induserer bare en spenning som allerede kan måles ved å koble til en forsterker.
Den høye følsomheten til Geiger-telleren skyldes lavin effekten. Energien som forsterkeren registrerer ved utgangen, er ikke energien til ioniserende strålingskilden. Dette er energien til høyspenningsforsyningsenheten i dosimeteret selv. En penetrert partikkel overfører bare en elektron (energiladning, som blir til en strøm, registrert av måleren). Mellom elektrodene ble det innført en gassblanding bestående av edle gasser: argon, neon. Den er designet for å slukke høyspenningsutladninger. Hvis en slik utslipp oppstår, vil det være en falsk positiv for disken. En etterfølgende målingskrets ignorerer slike utestengere. I tillegg må høyspenningsforsyningen også beskyttes mot dem.
Strømkretsen i Geiger-telleren gir utgangsstrømmen i flere mikroamper ved en utgangsspenning på 400 volt. Den nøyaktige verdien av forsyningsspenningen er satt for hvert merke av apparatet i henhold til dets tekniske spesifikasjon.
Geiger tellere evner, følsomhet, registrerte utslipp
Ved hjelp av en Geiger-teller kan gamma- og beta-stråling registreres og måles nøyaktig. Dessverre kan du ikke gjenkjenne strålingstypen direkte. Dette gjøres indirekte ved å installere barrierer mellom sensoren og objektet eller terrenget som undersøkes. Gamma stråler har høy permeabilitet, og deres bakgrunn endres ikke. Hvis dosimetret oppdaget beta-stråling, ville installasjonen av en separasjonsbarriere, selv fra et tynt metallark, nesten blokkere strømmen av beta-partikler.
De vanlige settene med individuelle dosimetere DP-22, DP-24 brukte ikke Geiger-tellere. I stedet ble det brukt en ioniseringskammerføler der, så følsomheten var svært lav. Moderne dosimetriske instrumenter på Geiger-tellere er tusenvis følsomme. Med dem kan du registrere naturlige endringer i solens bakgrunnsstråling.
Et bemerkelsesverdig trekk ved Geiger-telleren er dens følsomhet, som er tiere eller hundrevis av ganger høyere enn ønsket nivå. Hvis apparatet er slått på i et helt beskyttet blykammer, vil det vise en stor naturlig strålingsbakgrunn. Disse avlesningene er ikke en feil i selve målerenes konstruksjon, som har blitt verifisert av mange laboratorietester. Slike data er en konsekvens av den naturlige strålings kosmiske bakgrunnen. Eksperimentet viser bare hvor sensitiv Geiger-telleren er.
Spesielt for måling av denne parameteren, angir de tekniske egenskapene verdien av følsomheten til impulsmetallmåleren (pulser per mikrosekund). Jo mer av disse pulser, jo større er følsomheten.
Strålingsmåling ved Geiger-teller, dosimeterkrets
Dosimeterkretsen kan deles inn i to funksjonsmoduler: en høyspenningsaggregat og en målekrets. Høyspenningsforsyning - Analog. Målemodulen på digitale dosimetre er alltid digital. Dette er en pulsteller som viser den tilsvarende verdien i form av tall på instrumentskalaen. For å måle strålingsdosen er det nødvendig å telle pulser per minutt, 10, 15 sekunder eller andre verdier. Mikrokontrolleren omberegner antall pulser til en bestemt verdi på skalaen til dosimeteret i standard stråleenheter. Her er de vanligste:
- X-ray (vanligvis brukt røntgen);
- Sievert (mikrozivert - mSv);
- Baer;
- Grå, glad
- flyttetthet i mikrovann / m2.
Sievert er den mest populære strålingsmåleenheten. Alle normer er korrelert med det, det kreves ingen ytterligere omberegninger. Rem - en enhet for å bestemme effekten av stråling på biologiske gjenstander.
Sammenligning av gassutladnings-Geiger-telleren med en halvlederstrålesensor
Geiger-telleren er en gassutladningsanordning, og den nåværende utviklingen av mikroelektronikk er den universelle bortskaffelsen av dem. Det er utviklet dusinvis av varianter av halvlederstrålesensorer. Bakgrunnsstrålingsnivået som er registrert av dem, er mye høyere enn for Geiger-tellere. Sensibiliteten til halvlederføleren er verre, men den har en annen fordel - kostnadseffektivitet. Halvledere krever ikke høyspenningskraft. For batteridrevne bærbare dosimetre er de godt egnet. En annen fordel er registrering av alfa partikler. Gassvolumet til måleren er vesentlig større enn halvlederføleren, men dets dimensjoner er fortsatt akseptable selv for bærbar teknologi.
Måling av alfa-, beta- og gammastråling
Gamma stråling er det enkleste å måle. Dette er elektromagnetisk stråling, som er en strøm av fotoner (lys er også en strøm av fotoner). I motsetning til lys har den en mye høyere frekvens og en veldig kort bølgelengde. Dette tillater det å trenge inn i atomer. I sivilt forsvar er gammastråling gjennomtrengende stråling. Det trenger gjennom veggene til hus, biler, ulike strukturer og holdes bare tilbake av et lag av jord eller betong på flere meter. Registrering av gamma quanta utføres med dosimeter gradering i henhold til solstrålingens naturlige gamma stråling. Ingen strålekilder kreves. Det er ganske annet med beta og alfa-stråling.
Hvis a (alfastråling) stråling er ioniserende, kommer den fra eksterne gjenstander, så er det nesten trygt og er en strøm av heliumatomer. Området og permeabiliteten til disse partiklene er små - noen få mikrometer (maksimalt millimeter) - avhengig av mediumets permeabilitet. På grunn av denne funksjonen registrerer den nesten ikke med en Geiger-teller. Samtidig er registrering av alfa-stråling viktig, da disse partiklene er ekstremt farlige når de trenger inn i kroppen med luft, mat og vann. For deres dekret brukes Geiger tellere begrenset. Spesielle halvleder sensorer er vanligere.
Beta-stråling er perfekt registrert av en Geiger-teller, fordi beta-partikkelen er et elektron. Det kan fly hundrevis av meter i atmosfæren, men absorberes godt av metalloverflater. I denne forbindelse må Geiger-disken ha et vindu av glimmer. Metallkammeret er laget med en liten veggtykkelse. Sammensetningen av den indre gassen er valgt på en slik måte at det sikres et lite trykkfall. En beta-strålingsdetektor er plassert på en fjernsensor. I hverdagen er slike dosimetre ikke utbredt. Disse er hovedsakelig militære produkter.
Individuell dosimeter med Geiger-teller
Denne klassen av enheter er svært følsomme, i motsetning til eldre modeller med ioniseringskamre. Pålitelige modeller tilbys av mange innenlandske produsenter: "Terra", "MKS-05", "DKR", "Radeks", "RKS". Disse er alle frittstående enheter med datautgang til skjermen i standard enheter. Det er en indikasjonsmodus for den akkumulerte dose av stråling, samt det øyeblikkelige bakgrunnsnivået.
En lovende retning er et husholdningsdosimeter-prefiks til en smarttelefon. Slike enheter produseres av utenlandske produsenter. De har rike tekniske evner, det er en funksjon å lagre indikasjoner, koster, omberegning og summering av stråling i dager, uker, måneder. Så langt, på grunn av lave produksjonsvolumer, er kostnadene ved disse enhetene ganske høye.
Hjemmelagde dosimetre, hvorfor trengs de?
Geiger-telleren er et spesifikt element i dosimeteret, helt utilgjengelig for uavhengig produksjon. I tillegg er den bare funnet i dosimetre eller selges separat i radioforretninger. Hvis denne sensoren er tilgjengelig, kan alle andre komponenter i dosimeteret monteres uavhengig av deler av ulike forbrukerelektronikk: fjernsyn, hovedkort, etc. Om et dusin design tilbys nå på amatørradio og forum. Det er verdt å samle dem, da disse er de mest modne alternativene, med detaljerte opplæringsprogrammer for oppsett og justering.
Kretsen for å slå på en Geiger-teller innebærer alltid en høyspenningskilde. Typisk målespenning er 400 volt. Det er oppnådd i henhold til blokkeringsgeneratorkretsen, og dette er det mest komplekse elementet i dosimeterkretsen. Utgangen på telleren kan kobles til en lavfrekvent forsterker og telle klikkene i høyttaleren. Et slikt dosimeter er montert i nødstilfeller, når det er praktisk talt ingen tid for produksjon. Teoretisk sett kan utgangen fra en Geiger-teller kobles til lydinngangen til husholdningsutstyr, for eksempel en datamaskin.
Selvlagde dosimetre som er egnet for nøyaktige målinger, er samlet på mikrokontrollere. Programmeringsferdigheter er ikke nødvendig her, da programmet er registrert klart fra fri tilgang. Vanskelighetene her er typiske for elektronisk elektronisk produksjon: oppnå et trykt kretskort, lodde radiokomponenter og lage saken. Alt dette løses i et lite verksted. Selvmålte dosimetre fra Geiger-teller er laget i tilfeller der:
- Det er ingen mulighet til å kjøpe en ferdig dosimeter;
- trenger en enhet med spesielle egenskaper;
- det er nødvendig å studere prosessen med å bygge og justere dosimeteret.
Den hjemmelagde dosimeteren er kalibrert mot en naturlig bakgrunn ved hjelp av en annen dosimeter. Det er her byggeprosessen avsluttes.
