* Sb    * Магазин Текущее время: 31 май 2020, 05:49

Часовой пояс: UTC + 2 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 
{ VISITS } Просмотры: 159  Добавили в закладки Добавили в закладки: 0  Подписчиков Подписчиков: 1 
Подписчиков: Han Viachko
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Трубка Гейгера-Мюлера
СообщениеДобавлено: 17 ноя 2019, 01:05 
Не в сети
Лидер группировки
Лидер группировки
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 27 ноя 2014, 20:21
В кошельке:
766.00

Сообщения: 287

Откуда: Гомель
В лучших традициях некогда бывшей Передвижной лаборатории и сталкеров трудившихся на её на поприще (чьи старания не забыты) ...

Трубка Гейгера-Мюллера
Впервые ренгеновские лучи были обнаружены по засвету фотопластинок. Это был 1896 год. Исследования радиоактивности порождали всё новые открытия которые требовали всё более совершенных способов измерения радиоактивности.
Т.к. искать радиоактивность (термин «не спортивный», но для лучшего понимания я упрощу некоторые вещи) исключительно способом засвеченных фотопластинок было как то долговато, быстренько начался поиск решений.
Дальше хотел расписать про то какие способы обнаружения радиации…но это скучно, посему как-нить потом.

Ионизационные камеры
Титан мысли и эксперимента того времени Пьер Кюри пошёл по принципу ионизации воздуха. Если кратко и упрощённо – два электрода под напряжением, между ними бак с газом, газ ионизируется под действием радиации, электропроводность изменяется, между электродами искра, потенциометр это регистрирует. Чем больше ионизации, тем больше искр, и тем выше сила тока между электродами.
Изображение
Первая в мире ионизационная камера. Трубка гейгера получилась в результате модификации сей камеры

Способ не всегда корректный, но в те времена особо выбирать не приходилось.

Счётчик Гейгера-Мюллера
В 1928 году Вальтер Мюллер разработал счётчик по принципу предложенном в 1908 году Хансом Вильгельмом Гейгером. Счётчик Гейгера-Мюллера. Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа (газ находится под низким давлением). Дополнительная электронная схема обеспечивает счётчик питанием (как правило, не менее 300 В). При необходимости обеспечивает гашение разряда и подсчитывает количество разрядов через счётчик.
Изображение
Ганс Гейгер

По научному - детектор газовой ионизации. Вообще конечно Гейгер собрал его ещё в 1908 году, да вот он был немного не транспортабелен, да и обнаруживал только альфа-частицы.
Изображение
Гейгер и Резерфорд. По легенде Гейгер придумал принцип работы счётчика когда аспирантом работал у Резерфорда

А вот его аспирант Мюллер в 1928 году придумал то что мы называем трубкой гейгера.
Изображение
Трубка Гейгера-Мюлера образца 1928 года

Ну, пускай тогда она выглядела немного диковинно (привычная сигаретоподобная форма появилась у него позже), но регистрировала и альфа и бетта и гамма-излучение. Неубиваемый, безотказный, дешёвый в изготовлении…да он просто обязан был стать популярным сначала у физиков, далее у военных, а после вообще у всех.
Но современные версии счетчика Гейгера используют галогенную трубку, изобретенную в 1947 году Сидни Х. Либсоном. Он заменил более раннюю версию трубки Гейгера-Мюллера из-за ее гораздо более длительного срока службы и более низкого рабочего напряжения (400-900 вольт). Начинка осталась в принципе старая, вот только в камеру закачивали галогенный газ (некоторые правда закачивают неон или аргон).
Со временем появился блок электроники и это дело стали обзывать дозиметром. Потом добавили динамик-трещалку и жидкокристалический дисплей…и в таком виде он и дошёл до нашего времени.
Но принцип всё тот же. Баллон с газом и 2 электродами (читай счётчик Гейгера-Мюлера), батарейка, дисплей, динамик-трещётка. Электронный блок из 9 вольт батарейки генерирует 400 вольт постоянного тока который подаётся на электроды счётчика Гейгера.
Изображение

Но ток на электроды подаётся через нагрузочный резистор.
Когда заряженная частица, имеющая высокую энергию, сталкивается с элементами конструкции счётчиками гейгера, она выбивает некоторое количество электронов, которые оказываются в промежутке между электродами. Под действием ускоряющего напряжения в несколько сотен вольт электроны, находящиеся в инертном газе, начинают устремляться к аноду. На этом пути они легко ионизируют молекулы газа, выбивая вторичные электроны. Процесс многократно повторяется и количество электронов лавинообразно увеличивается, что приводит к возникновению разряда между катодом и анодом. В состоянии разряда газовый промежуток в межэлектродном пространстве становится токопроводящим, что обуславливает скачок тока в нагрузочном резисторе.
Изображение
Трубка Гейгера типа СТС-5 (made in USSR)

Но у счётчиков гейгера есть и недостатки:
1) Газоразрядная трубка не различает тип излучения. Она просто регистрирует частицы;
2) Газоразрядная трубка не определяет нейтронное излучение;
3) Газоразрядная трубка не определяет энергию частиц;
4) Газоразрядная трубка не может воспринимать больше 100 000 импульсов в секунду (плюс-минус). Время после импульса которое требует полной разрядки камеры, даже если в этот момент влетит ещё одна частица, счётчик просто её не воспримет. Можно конечно пойти на электронные ухищрения, но это значительно удорожает конструкцию.
Были попытки приспособить счётчик гейгера для нейтронной радиации. Для этого выпускались гейгеровские трубки с трифторидом бора (нейтрон взаимодействуя с трифторидом бора выбивает из него альфа-частицу, которая и регистрируется электроникой). И пусть в индивидуальных дозиметрах это особо не нашло отражения, но ионизационные камеры подобного принципа работы успешно применяются в аппаратуре контроля нейтронного потока на реакторах АЭС.
Изображение
Трубка Гейгера-Мюллера СБМ-20

Срок службы
Да, трубка Гейгера в том же дозиметре имеет свой срок годности. Как и всякий металлсодержащий прибор он имеет свойство ржаветь, газ который в него закачен имеет свойство улетучиватся, и т.п. и т.д. Но это по большей части от неправильного хранения. Каждая влетевшая в счётчик частица приводит к деградации газа в трубке, и гдето к 10 000 000 000-й частице в трубке газ скорее всего потеряет свои свойства. И это благодаря самогашению (самогасящие трубки) и усилиям Сидни Либсона (галогенные добавки в газ). Но к счастью есть одно НО. Если к трубке не подведено напряжение (читай просто лежит в сарае/гараже/на антресоли / на складе) влетевшие «горячие» частицы никак на неё не воздействуют (напряжение на электроды не подаётся, и частица с газом трубки никак друг друга не воспринимают). И если трубка гейгера хранилась в приемлемых условиях, то шанс что она рабочая близок к 100%.

Источник вдохновения-1
Оригинальная статья в "Передвижной лаборатории"


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Часовой пояс: UTC + 2 часа [ Летнее время ]


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Alexa [Bot] и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron

[Мобильная версия]

Создано на основе phpBB® Forum Software © phpBB Group
[ Time : 0.160s | 29 Queries | GZIP : On ]

PlayStation style by HighDefGeek