Радіоактивне випромінювання. Як його виявити? Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Дозиметри

 Коментарі до статті

Вчасно виявити радіоактивне зараження допомагають спеціальні прилади. Звичайно, побачити, почути чи "зловити" радіоактивну частинку ми не в змозі. Але в приладах використовуються властивості радіоактивних випромінювань – давати різні ефекти під час проходження через речовину.

Наприклад, під впливом радіоактивних випромінювань деякі речовини починають світитися, ряд розчинів змінює своє забарвлення, а фотографічні платівки засвічуються.

Найбільш поширений метод виявлення радіоактивних випромінювань з їхньої здатності іонізувати різні гази.

Найпростіший пристрій для цього можна зібрати самі (рис. 1). У пластмасову коробку або скляну посудину помістіть дві металеві пластини і підведіть напругу від джерела постійного струму або випрямляча. Увімкніть у ланцюг вимірювальний прилад. Випрямляч візьміть такий, який дозволив би змінювати напругу від 0 до 400 в.

Поки в повітрі іонів немає, повітря - ізолятор, ланцюг розімкнений і струм через нього не тече. Якщо під впливом радіоактивного випромінювання між пластинами з'являються електрично заряджені іони, всі вони відразу починають рухатися - позитивні до негативної пластини, негативні - до позитивної, тобто між пластинами починає текти електричний струм.

Величина струму залежить від двох причин: від сили радіоактивного випромінювання та від напруги, яку ми подаємо на пластини.

Якщо при одному і тому ж радіоактивному випромінюванні ми поступово збільшуватимемо напругу на пластинах, а потім відкладемо показання мікроамперметра на графіку, то вийде картина, зображена на малюнку 2.

Рис. 2

Зауважили, що на ділянці ОA сила струму зростає пропорційно

напруги на пластинах? Це відбувається тому, що час існування іона дуже мало і при малих напруженнях частина іонів не встигає "добігти" до пластин - зустрічається з іонами протилежного знака, з'єднується з ними (рекомбінує) і перетворюється на нейтральні атоми.

Чим вище напруга, тим більше іонів встигає "добігти" до пластин і, отже, тим сильніший струм.

На ділянці АБ напруга зростає, а струм не зростає.

У чому загадка? Вона проста – всі іони, які утворилися від радіоактивного випромінювання, встигли "добігти" до пластин, а інших іонів просто немає. Цей струм називається струмом насичення, а область на графіку – областю "ПЛАТО".

На ділянці БВ напруга збільшується трохи, а струм різко зростає. Напруга тут переходить кордон, за яким починається газовий розряд.

При газовому розряді енергія, яку набирає іон під час руху до пластини, відразу стає така велика, що цей іон, потрапляючи в сусідній атом, розбиває його на 2 іони. Ті, у свою чергу, розбивають два наступні атоми і т. д. Таким чином, достатньо з'явитися між пластинами хоча б однієї пари іонів, як відбувається миттєва іонізація всього газу між пластинами.

Звичайно, датчики (або, як кажуть, детектори), які використовуються у дозиметричних приладах, відрізняються від наших примітивних пластин. Для виявлення високих доз радіоактивного випромінювання застосовують прилади з іонізаційними камерами. Що вона являє собою? Це наповнена повітрям пластмасова коробка із стінками, покритими графітом. Усередині коробки укріплений Т-подібний електрод (рис. 3), а стінки є другим електродом.

Рис. 3

Іонізаційні камери працюють у галузі напруг "плато" (рис. 2). Тому, як ви, очевидно, здогадалися, іонізаційний струм сильно залежить від об'єму камери – чим більша камера, тим більше в ній іонів.

Для точних вимірювань застосовують прилади із газорозрядними лічильниками. У кожному лічильнику є позитивний електрод - центральна нитка - і оточуючий її циліндричний негативний електрод (рис. 4). Центральна нитка робиться із особливого сплаву - килиму. Циліндричний електрод - зі сталі завтовшки близько 50 мк або зі скла з нанесеним на його поверхню мідним шаром.

Рис. 4

Наповнюються лічильники неоново-аргоновою сумішшю з добавкою галогенів (хлору, брому) або спирту. Галогени та високоатомні спирти добре поглинають гамма-кванти і тому перешкоджають виникненню хибних розрядів лічильника за рахунок вторинних електронів, що вибиваються гамма-квантами зі стінок лічильника. Такі лічильники називаються такими, що ще самогасяться.

Лічильники мають швидкість рахунку, "мертвий час" та коефіцієнт газового посилення. Швидкість рахунку - це кількість спалахів (імпульсів) за секунду. Лічильники, що самогасяться, можуть давати до 5 тис. спалахів (розрядів) в секунду.

"Мертвий час" - це час, протягом якого позитивні та негативні іони "добігають" до своїх електродів. У цей час будь-яка нова частка, що потрапила в лічильник, не буде зареєстрована, оскільки весь газ в обсязі лічильника і без того іонізований.

Коефіцієнт газового посилення - це число, що показує, скільки разів посилюється первинна кількість іонів в результаті лавиноподібної іонізації в лічильнику. Він може сягати десятків тисяч.

Промисловість випускає найрізноманітніші лічильники; наприклад, СТС-2, СТС-5 (сталевий, самогасний), типу АС і СТС, торцеві - МСТ-17, малочутливі - СІ-БГ та ін.

Струми, що виникають в іонізаційних камерах та газорозрядних лічильниках, настільки малі, що виміряти їх безпосередньо дуже важко. Доводиться заздалегідь посилювати. Найчастіше використовують ламповий підсилювач.

Для вимірювання в цьому випадку напруга з високоомного опору подається на сітку керуючої лампи-тріода (рис. 5). Негативна напруга на сітці підбирається так, щоб без струму через газорозрядний лічильник лампа була замкнена. Якщо в ланцюгу лічильника потече струм, то напруга на сітці лампи зменшиться до такої величини, що лампа відкриється і через неї потече струм. Чим більший струм тектиме в ланцюги лічильника, тим більший струм потече через лампу, в її анодному ланцюгу. Але струм в анодному ланцюзі набагато більше струму в ланцюзі лічильника. Значить, його можна виміряти звичайним мікроамперметром.

Рис. 5

Зазвичай схему включають кілька різних за величиною високоомних опорів. Тоді розширюється діапазон вимірів.

У такий спосіб вимірюють лише сумарні струми від безлічі розрядів у газорозрядному лічильнику. Якщо потрібно точно порахувати кількість спалахів у ньому, то застосовують механічні лічильники і електронні перерахункові пристрої.

Швидкість рахунку газорозрядного лічильника, як говорилося, становить близько 5 тис. імпульсів на секунду, а механічного - лише 100 імпульсів на секунду. Тому для підвищення роздільної здатності механічного лічильника застосовують перерахункові схеми. Про влаштування та принцип їх роботи на рахункових осередках (тригерах) ви можете прочитати в книзі І. П. Бондаренко та Н. В. Бондаренко "Основи дозиметрії іонізуючих випромінювань" (вид. "Вища школа", М., 1962).

Для вимірювання доз опромінення, отриманих за певний час, переважно користуються двома методами: 1) вимірюванням ступеня розрядки конденсатора, зарядженого до певного потенціалу, і 2) зміною забарвлення деяких розчинів під впливом іонізуючого випромінювання, Пристрої для вимірювання отриманих доз називають дозиметрами.

Індивідуальний дозиметр є конденсатором, одним електродом у якого є центральний штир, а другим - корпус. Щоб дізнатися, яка доза випромінювання пройшла через пристрій, спеціальним приладом вимірюють початковий і залишковий заряди дозиметра.

Хімічний дозиметр є ампулу, заповнену певним розчином. Під впливом випромінювання фарбування розчину змінюється.

Найпростішим дозиметром може бути звичайний електроскоп лабораторний, шкала якого попередньо проградуйована в рентгенах або мілірентгенах. Будучи зарядженим, такий електроскоп під впливом іонізуючого випромінювання почне розряджатися. За величиною його розрядки можна будувати висновки про дозі випромінювання.

Автори: О.Цуріков, О.Калініченко

Дивіться інші статті розділу Дозиметри.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Платформа MediaTek LinkIt Smart 7688 01.12.2015 MediaTek Labs представила платформу для розробників MediaTek LinkIt Smart 7688, новітнє поповнення серії платформ для розробників LinkIt. Нова платформа надає розробникам широкі можливості програмування та дозволяє швидше конструювати сучасні пристрої з модулями Wi-Fi та доступом до хмарних сервісів, таких як IP-камери, системи спостереження, розумні побутові прилади та Wi-Fi-шлюзи. У продаж надійдуть два набори засобів розробки апаратного забезпечення (HDK): LinkIt Smart 7688 із чіпсетом MediaTek MT7688AN та LinkIt Smart 7688 Duo, додатково оснащений Arduino-сумісним мікроконтролером. В оснащення обох макетних плат входять вбудований Wi-Fi-модем, модулі ОЗУ 128МБ та ПЗУ 32МБ та широкий набір можливостей щодо підключення периферії. "Всіляке заохочення інноваційного процесу в Інтернеті речей - одне з пріоритетних завдань MediaTek Labs. Сьогоднішнє поповнення у сімействі продуктів LinkIt створено спеціально для численних спільнот розробників, які працюють з open-source платформами з інтеграцією в хмарні сервіси. Ми віримо, що наші новинки сприятимуть реалізації "Найсміливіших ідей розробників і зроблять наш світ ще більш єдиним у контексті глобальних комунікацій, - прокоментував анонс віце-президент MediaTek Labs Марк Нейделл. - Нова платформа для розробників LinkIt Smart 7688 припаде до смаку найрізноманітнішим ентузіастам, тому що вона популярних мов програмування та сумісність із Linux". Відразу три спільноти розробників зможуть знайти очевидні переваги у використанні макетної плати LinkIt Smart 7688: 1. Розробники OpenWrt зможуть використовувати OpenWrt SDK для створення програм на мові C для своїх IoT-пристроїв, а також застосовувати більше 2000 готових програмних модулів для реалізації додаткової функціональності. 2. Розробники додатків для мобільних платформ та web завдяки підтримці Node.js та Python зможуть легко інтегрувати свої напрацювання в середу IoT. 3. Arduino-розробники зможуть використовувати Arduino IDE для розробки додатків під вбудований у LinkIt Smart 7688 Duo мікроконтролер та керувати периферійними пристроями у реальному часі. Макетні плати MediaTek LinkIt Smart 7688 та 7688 Duo будуть доступні по всьому світу через канали компанії Seeed Studio починаючи з 1 грудня 2015 року. Вартість LinkIt Smart 7688 складає 12,9 доларів, а LinkIt Smart 7688 Duo – 15,9 доларів. Версія Wi-Fi-драйвера з open-source вихідним кодом знаходиться у розробці та буде доступна на сайті MediaTek Labs протягом кількох місяців.

Інші цікаві новини:

▪ Квантові ефекти для швидкого заряджання акумуляторів

▪ Можливо, в загибелі Титаніка винний Місяць

▪ Чому після холодної води болить голова

▪ Попіл вулкана

▪ Пристрій вимірювання рівня стресу у рослин

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Ваші історії. Добірка статей

▪ стаття Щит на брамі Цареграда. Крилатий вислів

▪ стаття Хто побудував огорожу завдовжки понад 1300 км для захисту від китайців? Детальна відповідь

▪ стаття Радіовимірювальні роботи. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Громадський радіозв'язок. Трансвертери. Довідник

▪ стаття Безтрансформаторний блок живлення у підсилювачі потужності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024