A? se n?m to l?b? nebo ne, radiace pevn? vstoupila do na?ich ?ivot? a nehodl? se vytratit. S t?mto fenom?nem, kter? je u?ite?n? i nebezpe?n?, se mus?me nau?it ??t. Z??en? se projevuje jako neviditeln? a nepost?ehnuteln? z??en? a bez speci?ln?ch p??stroj? je nelze detekovat.

Trochu historie radiace

Rentgenov? z??en? bylo objeveno v roce 1895. O rok pozd?ji byla objevena radioaktivita uranu, tak? v souvislosti s rentgenov?m z??en?m. V?dci si uv?domili, ?e jsou postaveni p?ed zcela nov?, dosud nev?dan? p??rodn? jevy. Zaj?mav? je, ?e fenom?n radiace byl zaznamen?n ji? o n?kolik let d??ve, ale nep?ikl?dal se mu ??dn? v?znam, a?koli Nikola Tesla a dal?? pracovn?ci Edisonovy laborato?e tak? utrp?li pop?leniny od rentgenov?ho z??en?. ?kody na zdrav? se p?ipisovaly ?emukoli, jen ne paprsk?m, se kter?mi se ?iv? tvorov? v takov?ch d?vk?ch nikdy nesetkali. Na sam?m po??tku 20. stolet? se za?aly objevovat ?l?nky o ?kodliv?ch ??inc?ch z??en? na zv??ata. Tomu se tak? nep?ikl?dal ??dn? v?znam a? do senza?n?ho p??b?hu s „radium girls“ – d?lnicemi tov?rny, kter? vyr?b?la sv?t?c? hodinky. Prost? namo?? ?t?tce ?pi?kou jazyka. Hrozn? osud n?kter?ch z nich nebyl z etick?ch d?vod? ani zve?ejn?n a z?stal zkou?kou jen pro pevn? nervy l?ka??.

V roce 1939 fyzi?ka Lise Meitnerov?, kter? pat?? spolu s Otto Hahnem a Fritzem Strassmannem k lidem, kte?? jako prvn? na sv?t? rozd?lili j?dro uranu, bezd??n? vyhrkla o mo?nosti ?et?zov? reakce a od t? chv?le za?ala ?et?zov? reakce n?pad? na vytvo?en? bomby, toti? bomby, a u? v?bec ne „m?rov?ho atomu“, za kterou by krve??zniv? politici 20. stolet? samoz?ejm? nedali ani korunu. Ti, kte?? byli „informovan?“, ji? v?d?li, k ?emu to povede, a za?aly z?vody v atomov?m zbrojen?.

Jak se objevil Geiger-M?ller?v ??ta??

N?meck? fyzik Hans Geiger, kter? pracoval v laborato?i Ernsta Rutherforda, navrhl v roce 1908 princip ?innosti ??ta?e „nabit?ch ??stic“ jako dal?? v?voj ji? zn?m? ioniza?n? komory, co? byl elektrick? kondenz?tor pln?n? plynem p?i n?zk? teplot?. tlak. Pou?il ho Pierre Curie v roce 1895 ke studiu elektrick?ch vlastnost? plyn?. Geigera napadlo jej pou??t k detekci ionizuj?c?ho z??en? pr?v? proto, ?e tato z??en? m?la p??m? vliv na stupe? ionizace plynu.

V roce 1928 vytvo?il Walter M?ller pod veden?m Geigera n?kolik typ? ??ta?? z??en? ur?en?ch k registraci r?zn?ch ionizuj?c?ch ??stic. Vytvo?en? ??ta?? bylo velmi nal?havou pot?ebou, bez n?? nebylo mo?n? pokra?ovat ve studiu radioaktivn?ch materi?l?, proto?e fyzika jako experiment?ln? v?da je nemysliteln? bez m??ic?ch p??stroj?. Geiger a M?ller c?lev?dom? pracovali na vytvo?en? ??ta??, kter? byly citliv? na ka?d? z typ? z??en?, kter? byly objeveny: a, v a g (neutrony byly objeveny a? v roce 1932).

Geiger-Muller?v po??ta? se uk?zal jako jednoduch?, spolehliv?, levn? a praktick? detektor z??en?. P?esto?e se nejedn? o nejp?esn?j?? p??stroj pro studium konkr?tn?ch typ? ??stic nebo z??en?, je mimo??dn? vhodn? jako p??stroj pro obecn? m??en? intenzity ionizuj?c?ho z??en?. A v kombinaci s dal??mi detektory jej pou??vaj? fyzici k p?esn?m m??en?m p?i experimentech.

Ionizuj?c? radiace

Pro lep?? pochopen? ?innosti Geiger-Mullerova po??ta?e je u?ite?n? porozum?t ionizuj?c?mu z??en? obecn?. Podle definice mezi n? pat?? v?e, co m??e zp?sobit ionizaci l?tky v jej?m norm?ln?m stavu. To vy?aduje ur?it? mno?stv? energie. Nap??klad r?diov? vlny nebo dokonce ultrafialov? sv?tlo nejsou ionizuj?c?m z??en?m. Hranice za??n? „tvrd?m ultrafialov?m z??en?m“, tak? zn?m?m jako „m?kk? rentgen“. Tento typ je fotonov?m typem z??en?. Fotony s vysokou energi? se obvykle naz?vaj? gama kvanta.

Ernst Rutherford jako prvn? rozd?lil ionizuj?c? z??en? do t?? typ?. To bylo provedeno v experiment?ln?m nastaven? pomoc? magnetick?ho pole ve vakuu. Pozd?ji se uk?zalo, ?e je to:

a - j?dra atom? helia
v - vysokoenergetick? elektrony
g - gama kvanta (fotony)

Pozd?ji byly objeveny neutrony. ??stice alfa jsou snadno blokov?ny i oby?ejn?m pap?rem, ??stice beta maj? o n?co v?t?? pronikavou s?lu a gama z??en? m? nejvy??? pronikavost. Nejnebezpe?n?j?? jsou neutrony (na vzd?lenost a? mnoha des?tek metr? ve vzduchu!). D?ky sv? elektrick? neutralit? neinteraguj? s elektronov?mi obaly molekul l?tky. Jakmile se v?ak dostanou do atomov?ho j?dra, jeho? pravd?podobnost je pom?rn? vysok?, vedou k jeho nestabilit? a rozpadu, p?i?em? zpravidla vznikaj? radioaktivn? izotopy. A ty, kter? se zase rozkl?daj?, samy tvo?? celou „kytici“ ionizuj?c?ho z??en?. Nejhor?? je, ?e oza?ovan? p?edm?t nebo ?iv? organismus se s?m st?v? zdrojem z??en? na mnoho hodin a dn?.

Konstrukce Geiger-Mullerova ??ta?e a princip jeho ?innosti

Geiger-Muller?v po??ta? plynov?ch v?boj? se obvykle vyr?b? ve form? ut?sn?n? trubice, skla nebo kovu, ze kter? je vzduch evakuov?n, a m?sto toho se pod n?zk?m tlakem p?id?v? inertn? plyn (neon nebo argon nebo sm?s obou). , s p??m?s? halogen? nebo alkoholu. Pod?l osy trubky je nata?en tenk? dr?t a koaxi?ln? s n?m je um?st?n kovov? v?lec. Jak trubka, tak dr?t jsou elektrody: trubice je katoda a dr?t je anoda. M?nus ze zdroje konstantn?ho nap?t? je p?ipojen ke katod? a plus ze zdroje konstantn?ho nap?t? je p?ipojen k anod? p?es velk? konstantn? odpor. Elektricky se z?sk? d?li? nap?t?, v jeho? st?edn?m bod? (p?echod odporu a anody elektrom?ru) se nap?t? t?m?? rovn? nap?t? na zdroji. To je obvykle n?kolik stovek volt?.

Kdy? trubic? prolet? ionizuj?c? ??stice, atomy inertn?ho plynu, ji? v elektrick?m poli o vysok? intenzit?, za??vaj? sr??ky s touto ??stic?. Energie vyd?van? ??stic? p?i sr??ce sta?? k odd?len? elektron? od atom? plynu. V?sledn? sekund?rn? elektrony jsou samy schopny tvo?it nov? sr??ky a tak se z?sk? cel? lavina elektron? a iont?. Vlivem elektrick?ho pole jsou elektrony urychlov?ny sm?rem k anod? a kladn? nabit? ionty plynu jsou urychlov?ny sm?rem ke katod? elektronky. Vznik? tak elektrick? proud. Ale proto?e energie ??stice ji? byla zcela nebo ??ste?n? vynalo?ena na sr??ky (??stice prolet?la trubic?), kon?? i p??sun atom? ionizovan?ho plynu, co? je ??douc? a je zaji?t?no n?kter?mi dodate?n?mi opat?en?mi, o kter?ch si budeme pov?dat o p?i anal?ze parametr? ??ta??.

Kdy? nabit? ??stice vstoup? do Geiger-Mullerova ??ta?e, vlivem v?sledn?ho proudu klesne odpor elektronky a s n?m i nap?t? ve st?edu d?li?e nap?t?, o kter?m jsme hovo?ili v??e. Pot? se odpor trubice v d?sledku zv??en? jej?ho odporu obnov? a nap?t? se op?t stane stejn?m. Z?sk?me tak z?porn? nap??ov? impuls. Po??t?n?m impuls? m??eme odhadnout po?et proch?zej?c?ch ??stic. S?la elektrick?ho pole je zvl??t? vysok? v bl?zkosti anody kv?li jej? mal? velikosti, co? ?in? ??ta? citliv?j??m.

N?vrhy Geiger-Mullerov?ch ??ta??

Modern? Geiger-Mullerovy ??ta?e jsou k dispozici ve dvou hlavn?ch verz?ch: „klasick?“ a ploch?. Klasick? pult je vyroben z tenkost?nn? kovov? trubky se zvln?n?m. Vlnit? povrch m??i?e ?in? trubici tuhou, odolnou v??i vn?j??mu atmosf?rick?mu tlaku a nedovol?, aby se pod jeho vlivem zma?kala. Na konc?ch trubky jsou t?sn?c? izol?tory ze skla nebo termosetov?ho plastu. Obsahuj? tak? krytky svorek pro p?ipojen? k obvodu za??zen?. Trubka je ozna?ena a pota?ena odoln?m izola?n?m lakem, samoz?ejm? nepo??t?m jej? koncovky. Je tak? vyzna?ena polarita svorek. Jedn? se o univerz?ln? ??ta? pro v?echny typy ionizuj?c?ho z??en?, zejm?na beta a gama.

??ta?e citliv? na m?kk? v-z??en? se vyr?b?j? odli?n?. Kv?li kr?tk?mu dosahu beta ??stic mus? b?t vyrobeny ploch? se sl?dov?m oknem, kter? slab? blokuje beta z??en?; jednou z mo?nost? takov?ho ??ta?e je radia?n? senzor BETA-2. V?echny ostatn? vlastnosti m??idel jsou d?ny materi?ly, ze kter?ch jsou vyrobeny.

??ta?e ur?en? pro z?znam gama z??en? obsahuj? katodu vyrobenou z kov? s vysok?m n?bojov?m ??slem, nebo jsou takov?mi kovy pota?eny. Plyn je extr?mn? ?patn? ionizov?n gama fotony. Ale gama fotony jsou schopny vy?adit mnoho sekund?rn?ch elektron? z katody, pokud je vhodn? zvolena. Geiger-Mullerovy po??ta?e pro beta ??stice jsou vyrobeny s tenk?mi okny, aby l?pe propou?t?ly ??stice, proto?e jsou to oby?ejn? elektrony, kter? pr?v? p?ijaly v?ce energie. Velmi dob?e interaguj? s hmotou a tuto energii rychle ztr?cej?.

V p??pad? alfa ??stic je situace je?t? hor??. Tak?e i p?es velmi slu?nou energii, v ??du n?kolika MeV, alfa ??stice velmi siln? interaguj? s molekulami v jejich cest? a rychle ztr?cej? energii. Pokud je hmota p?irovn?v?na k lesu a elektron ke st?ele, pak alfa ??stice budou muset b?t p?irovn?ny k tanku ??t?c?mu se lesem. Konven?n? ??ta? v?ak dob?e reaguje na a-z??en?, ale pouze na vzd?lenost do n?kolika centimetr?.

Pro objektivn? posouzen? ?rovn? ionizuj?c?ho z??en? dozimetry Univerz?ln? m??i?e jsou ?asto vybaveny dv?ma paraleln? pracuj?c?mi po??tadly. Jeden je citliv?j?? na z??en? a a v a druh? na z??en? g. Toto sch?ma pou?it? dvou ??ta?? je implementov?no v dozimetru RADEX RD1008 a v dozimetru-radiometru RADEKS MKS-1009, ve kter?m je po??tadlo instalov?no BETA-2 A BETA-2M. N?kdy je mezi pulty um?st?na ty? nebo deska ze slitiny obsahuj?c? p??m?s kadmia. P?i dopadu neutron? na takovou ty? vznik? g-z??en?, kter? je zaznamen?no. To se prov?d? proto, aby bylo mo?n? detekovat neutronov? z??en?, na kter? jsou jednoduch? Geigerovy po??ta?e prakticky necitliv?. Dal?? metodou je pota?en? krytu (katody) ne?istotami, kter? mohou zp?sobit citlivost na neutrony.

Pro rychl? uha?en? v?boje se do plynu p?id?vaj? halogeny (chl?r, brom). Alkoholov? p?ry tak? slou?? ke stejn?mu ??elu, a?koli alkohol je v tomto p??pad? kr?tkodob? (toto je obecn? vlastnost alkoholu) a „vyst??zliv?l?“ m??i? neust?le za??n? „zvonit“, to znamen?, ?e nem??e pracovat v zam??len?m re?imu . To se d?je n?kde po detekci 1e9 pulz? (miliarda), co? nen? tolik. Elektrom?ry s halogeny jsou mnohem odoln?j??.

Parametry a provozn? re?imy Geigerov?ch po??ta??

Citlivost Geigerov?ch po??ta??.

Citlivost ??ta?e se odhaduje pom?rem po?tu mikroroentgen? z referen?n?ho zdroje k po?tu pulz? zp?soben?ch t?mto z??en?m. Proto?e Geigerovy po??ta?e nejsou ur?eny k m??en? energie ??stic, je p?esn? odhad obt??n?. ??ta?e jsou kalibrov?ny pomoc? referen?n?ch izotopov?ch zdroj?. Je t?eba poznamenat, ?e tento parametr se m??e u r?zn?ch typ? ??ta?? zna?n? li?it; n??e jsou parametry nejb??n?j??ch Geiger-Mullerov?ch ??ta??:

Geiger-Muller?v po??ta? Beta-2- 160 ? 240 imp/µR

Geiger-Muller?v po??ta? Beta-1- 96 ? 144 imp/µR

Geiger-Muller?v po??ta? SBM-20- 60 ? 75 imp/µR

Geiger-Muller?v po??ta? SBM-21- 6,5 ? 9,5 imp/µR

Geiger-Muller?v po??ta? SBM-10- 9,6 ? 10,8 imp/mR

Oblast vstupn?ho okna nebo pracovn? oblast

Oblast radia?n?ho senzoru, kterou prol?taj? radioaktivn? ??stice. Tato charakteristika p??mo souvis? s rozm?ry sn?ma?e. ??m v?t?? plocha, t?m v?ce ??stic Geiger-Muller?v po??ta? zachyt?. Tento parametr se obvykle uv?d? v centimetrech ?tvere?n?ch.

Geiger-Muller?v po??ta? Beta-2- 13,8 cm2

Geiger-Muller?v po??ta? Beta-1- 7 cm2

Toto nap?t? odpov?d? p?ibli?n? st?edu provozn? charakteristiky. Provozn? charakteristika je ploch? ??st z?vislosti po?tu zaznamenan?ch pulz? na nap?t?, proto se j? tak? ??k? „plat?“. V tomto okam?iku je dosa?eno nejvy??? provozn? rychlosti (horn? mez m??en?). Typick? hodnota je 400 V.

???ka provozn? charakteristiky ??ta?e.

Jedn? se o rozd?l mezi nap?t?m pr?razu jiskry a v?stupn?m nap?t?m na ploch? ??sti charakteristiky. Typick? hodnota je 100 V.

Sklon provozn? charakteristiky m??i?e.

Sklon se m??? jako procento pulz? na volt. Charakterizuje statistickou chybu m??en? (po??t?n? po?tu pulz?). Typick? hodnota je 0,15 %.

P??pustn? provozn? teplota m??i?e.

Pro b??n? m??i?e -50 ... +70 stup?? Celsia. Toto je velmi d?le?it? parametr, pokud m??i? pracuje v komor?ch, kan?lech a dal??ch m?stech slo?it?ho za??zen?: urychlova?e, reaktory atd.

Pracovn? zdroj po??tadla.

Celkov? po?et puls?, kter? m??i? zaregistruje, ne? za?nou b?t jeho hodnoty nespr?vn?. U za??zen? s organick?mi p??sadami je samozh??ivost obvykle 1e9 (deset a? dev?t? mocnina nebo jedna miliarda). Zdroj se zapo??t?v? pouze v p??pad?, ?e je na elektrom?r p?ivedeno provozn? nap?t?. Pokud je po??tadlo jednodu?e ulo?eno, tento zdroj nen? spot?ebov?n.

Po??tat mrtv? ?as.

Toto je doba (doba zotaven?), b?hem kter? ??ta? vede proud pot?, co byl spu?t?n proch?zej?c? ??stic?. Existence takov?ho ?asu znamen?, ?e existuje horn? limit frekvence pulz?, co? omezuje rozsah m??en?. Typick? hodnota je 1e-4 s, co? je deset mikrosekund.

Je t?eba poznamenat, ?e v d?sledku mrtv?ho ?asu m??e b?t senzor „mimo m???tko“ a z?stat tich? v nejnebezpe?n?j??m okam?iku (nap??klad spont?nn? ?et?zov? reakce ve v?rob?). Takov? p??pady se staly a pro boj s nimi se pou??vaj? olov?n? obrazovky k zakryt? ??sti senzor? nouzov?ch poplachov?ch syst?m?.

Vlastn? pozad? po??tadla.

M??eno v silnost?nn?ch olov?n?ch komor?ch pro posouzen? kvality m??idel. Typick? hodnota je 1 ... 2 pulzy za minutu.

Praktick? aplikace Geigerov?ch po??ta??

Sov?tsk? a nyn? rusk? pr?mysl vyr?b? mnoho typ? Geiger-Mullerov?ch ??ta??. Zde jsou n?kter? b??n? zna?ky: STS-6, SBM-20, SI-1G, SI21G, SI22G, SI34G, m??i?e ?ady Gamma, koncov? po??tadla ?ady Beta"a je jich mnohem v?c. V?echny se pou??vaj? pro monitorov?n? a m??en? radiace: v za??zen?ch jadern?ho pr?myslu, ve v?deck?ch a vzd?l?vac?ch instituc?ch, v civiln? obran?, medic?n? a dokonce i v ka?dodenn?m ?ivot?. Po hav?rii v ?ernobylu dozimetry pro dom?cnost, d??ve nezn?m? obyvatelstvu ani podle jm?na, se staly velmi popul?rn?. Objevilo se mnoho zna?ek dom?c?ch dozimetr?. V?echny pou??vaj? Geiger-Muller?v po??ta? jako senzor z??en?. V dozimetrech pro dom?cnost jsou instalov?ny jedna a? dv? trubice nebo koncov? ??ta?e.

JEDNOTKY M??EN? MNO?STV? Z??EN?

Po dlouhou dobu byla b??n? jednotka m??en? P (roentgen). P?i p?echodu na soustavu SI se v?ak objevuj? dal?? jednotky. Rentgen je jednotka expozi?n? d?vky, „mno?stv? z??en?“, kter? se vyjad?uje jako po?et iont? produkovan?ch v such?m vzduchu. P?i d?vce 1 R v 1 cm3 vzduchu se vytvo?? 2,082e9 p?r? iont? (co? odpov?d? 1 jednotce n?boje SGSE). V syst?mu SI je expozi?n? d?vka vyj?d?ena v coulombech na kilogram a u rentgenov?ch paprsk? to souvis? s rovnic?:

1 C/kg = 3876 R

Absorbovan? d?vka z??en? se m??? v joulech na kilogram a naz?v? se Gray. Toto je n?hrada za zastaralou jednotku rad. Absorbovan? d?vkov? p??kon se m??? v ?ed?ch odst?nech za sekundu. D?vka expozice (EDR), d??ve m??en? v rentgenech za sekundu, se nyn? m??? v amp?rech na kilogram. Ekvivalentn? d?vka z??en?, p?i kter? je absorbovan? d?vka 1 Gy (?ed?) a faktor kvality z??en? je 1, se naz?v? Sievert. Rem (biologick? ekvivalent rentgenov?ho z??en?) je setina sievertu, kter? je nyn? pova?ov?n za zastaral?. P?esto jsou i dnes v?echny zastaral? jednotky velmi aktivn? vyu??v?ny.

Hlavn?mi pojmy p?i m??en? z??en? jsou d?vka a v?kon. D?vka je po?et element?rn?ch n?boj? v procesu ionizace l?tky a v?kon je rychlost tvorby d?vky za jednotku ?asu. A v jak?ch jednotk?ch je to vyj?d?eno, je v?c? vkusu a pohodl?.

I minim?ln? d?vka je nebezpe?n? z hlediska dlouhodob?ch n?sledk? pro organismus. V?po?et nebezpe?? je celkem jednoduch?. Nap??klad v?? dozimetr ukazuje 300 miliroentgen? za hodinu. Pokud na tomto m?st? z?stanete jeden den, dostanete d?vku 24 * 0,3 = 7,2 rentgen?. Je to nebezpe?n? a mus?te odtud co nejd??ve odej?t. Obecn? plat?, ?e pokud zaznamen?te i slab? z??en?, mus?te se od n?j vzd?lit a zkontrolovat ho i na d?lku. Pokud v?s „n?sleduje“, m??ete si „gratulovat“, zas?hly v?s neutrony. Ne ka?d? dozimetr na n? ale dok??e reagovat.

Pro zdroje z??en? se pou??v? veli?ina charakterizuj?c? po?et rozpad? za jednotku ?asu, naz?v? se aktivita a m??? se tak? mnoha r?zn?mi jednotkami: curie, becquerel, rutherford a n?kter? dal??. Mno?stv? aktivity m??en? dvakr?t s dostate?n?m ?asov?m odstupem, pokud se sni?uje, umo??uje podle z?kona radioaktivn?ho rozpadu vypo??tat dobu, kdy se zdroj stane dostate?n? bezpe?n?m.

V roce 1908 pracoval n?meck? fyzik Hans Geiger v chemick?ch laborato??ch, kter? vlastnil Ernst Rutherford. Tam byli tak? po??d?ni, aby otestovali po??tadlo nabit?ch ??stic, co? byla ionizovan? komora. V komo?e byl elektrick? kondenz?tor, kter? byl napln?n plynem pod vysok?m tlakem. Toto za??zen? v praxi pou??val i Pierre Curie, kter? studoval elekt?inu v plynech. Geigerova my?lenka - detekovat z??en? iont? - byla spojena s jejich vlivem na ?rove? ionizace t?kav?ch plyn?.

V roce 1928 n?meck? v?dec Walter M?ller, pracuj?c? s Geigerem a pod jeho veden?m, vytvo?il n?kolik ??ta??, kter? registrovaly ionizuj?c? ??stice. P??stroje byly pot?eba pro dal?? radia?n? v?zkum. Fyzika jako v?da o experimentech by nemohla existovat bez m??ic?ch struktur. Bylo objeveno pouze n?kolik z??en?: g, v, a. Geigerov?m ?kolem bylo m??it v?echny druhy z??en? citliv?mi p??stroji.

Geiger-Muller?v po??ta? je jednoduch? a levn? radioaktivn? senzor. Nen? to p?esn? p??stroj, kter? zachycuje jednotliv? ??stice. Tato technika m??? celkovou saturaci ionizuj?c?ho z??en?. Fyzici jej pou??vaj? s jin?mi senzory k dosa?en? p?esn?ch v?po?t? p?i prov?d?n? experiment?.

N?co m?lo o ionizuj?c?m z??en?

Mohli bychom p?ej?t rovnou k popisu detektoru, ale jeho ?innost se v?m bude zd?t nepochopiteln?, pokud v?te m?lo o ionizuj?c?m z??en?. Kdy? dojde k z??en?, dojde k endotermick?mu ??inku na l?tku. K tomu p?isp?v? energie. Nap??klad ultrafialov? nebo r?diov? vlny do takov?ho z??en? nepat??, ale tvrd? ultrafialov? sv?tlo ano. Zde je stanovena hranice vlivu. Typ se naz?v? fotonick? a samotn? fotony jsou g-kvanta.

Ernst Rutherford rozd?lil procesy emise energie do 3 typ? pomoc? za??zen? s magnetick?m polem:

• g - foton;
• a je j?dro atomu helia;
• v je vysokoenergetick? elektron.

P?ed ??sticemi a se m??ete chr?nit pap?rem. v proniknout hloub?ji. Penetra?n? schopnost g je nejvy???. Neutrony, o kter?ch v?dci pozd?ji zjistili, jsou nebezpe?n? ??stice. P?sob? na vzd?lenost n?kolika des?tek metr?. D?ky elektrick? neutralit? nereaguj? s molekulami r?zn?ch l?tek.

Neutrony se v?ak snadno dostanou do st?edu atomu a zp?sob? jeho destrukci, kter? m? za n?sledek vznik radioaktivn?ch izotop?. P?i rozpadu izotop? vytv??ej? ionizuj?c? z??en?. Z osoby, zv??ete, rostliny nebo anorganick?ho p?edm?tu, kter? dostal z??en?, z??en? vyza?uje n?kolik dn?.

Konstrukce a princip ?innosti Geigerova po??ta?e

Za??zen? se skl?d? z kovov? nebo sklen?n? trubice, do kter? je ?erp?n vz?cn? plyn (sm?s argonu a neonu nebo ?ist? l?tky). V trubici nen? ??dn? vzduch. Plyn se p?id?v? pod tlakem a obsahuje p??m?s alkoholu a halogenu. V cel? trubici je nata?en? dr?t. Paraleln? s n?m je um?st?n ?elezn? v?lec.

Dr?t se naz?v? anoda a trubice se naz?v? katoda. Spole?n? jsou to elektrody. Na elektrody je p?ivedeno vysok? nap?t?, kter? samo o sob? nezp?sobuje jevy v?boje. Indik?tor z?stane v tomto stavu, dokud se v jeho plynn?m prost?ed? neobjev? ioniza?n? centrum. M?nus je p?ipojen ze zdroje energie k trubici a plus je p?ipojen k dr?tu, nasm?rovan?mu p?es vysok? odpor. Hovo??me o neust?l? dod?vce des?tek stovek volt?.

Kdy? ??stice vstoup? do trubice, atomy vz?cn?ho plynu se s n? sraz?. P?i kontaktu se uvol?uje energie, kter? odstra?uje elektrony z atom? plynu. Pot? se vytvo?? sekund?rn? elektrony, kter? se tak? sraz? a vytvo?? mno?stv? nov?ch iont? a elektron?. Rychlost elektron? sm?rem k anod? je ovlivn?na elektrick?m polem. B?hem tohoto procesu vznik? elektrick? proud.

P?i sr??ce se energie ??stic ztr?c? a p??sun atom? ionizovan?ho plynu kon??. Kdy? nabit? ??stice vstoup? do Geigerova po??ta?e s plynov?m v?bojem, odpor trubice klesne a okam?it? se sn??? nap?t? ve st?edn?m bod? ?t?pen?. Pot? se odpor op?t zv??? - to znamen? obnoven? nap?t?. Dynamika se st?v? negativn?. Za??zen? ukazuje pulsy a my je m??eme spo??tat a z?rove? odhadnout po?et ??stic.

Typy Geigerov?ch po??ta??

Konstruk?n? se ??ta?e Geiger dod?vaj? ve dvou typech: ploch? a klasick?.

Klasick?

Vyrobeno z tenk?ho vlnit?ho kovu. Vlivem zvln?n? trubka z?sk?v? tuhost a odolnost v??i vn?j??m vliv?m, co? zabra?uje jej? deformaci. Konce trubice jsou opat?eny sklen?n?mi nebo plastov?mi izol?tory, kter? obsahuj? uz?v?ry pro v?stup do p??stroj?.

Na povrch tuby se nan??? lak (krom? v?vod?). Klasick? ??ta? je pova?ov?n za univerz?ln? m???c? detektor pro v?echny zn?m? druhy z??en?. Zejm?na pro g a v.

Byt

Citliv? m??i?e pro z?znam m?kk?ho beta z??en? maj? jinou konstrukci. Vzhledem k mal?mu po?tu beta ??stic m? jejich t?lo ploch? tvar. Je tam sl?dov? okno, kter? slab? blokuje v. BETA-2 senzor je n?zev jednoho z t?chto za??zen?. Vlastnosti ostatn?ch ploch?ch pult? z?vis? na materi?lu.

Parametry Geigerova po??ta?e a provozn? re?imy

Pro v?po?et citlivosti ??ta?e odhadn?te pom?r po?tu mikroroentgen? ze vzorku k po?tu sign?l? z tohoto z??en?. Za??zen? nem??? energii ??stice, tak?e ned?v? absolutn? p?esn? odhad. Za??zen? jsou kalibrov?na pomoc? vzork? z izotopov?ch zdroj?.

Mus?te se tak? pod?vat na n?sleduj?c? parametry:

Pracovn? prostor, vstupn? okno

Charakteristiky oblasti indik?toru, kterou mikro??stice proch?zej?, z?vis? na jej? velikosti. ??m ?ir?? je oblast, t?m v?ce ??stic bude zachyceno.

Provozn? nap?t?

Nap?t? by m?lo odpov?dat pr?m?rn? specifikaci. Vlastn? provozn? charakteristika je plochou ??st? z?vislosti po?tu pevn?ch impuls? na nap?t?. Jeho druh? jm?no je plo?ina. V tomto okam?iku za??zen? dos?hne maxim?ln? aktivity a naz?v? se horn? mez m??en?. Hodnota - 400 volt?.

Pracovn? ???ka

Pracovn? ???ka je rozd?l mezi rovinn?m v?stupn?m nap?t?m a nap?t?m jiskrov?ho v?boje. Hodnota je 100 volt?.

Naklonit

Hodnota se m??? jako procento po?tu pulz? na 1 volt. Ukazuje chybu m??en? (statistickou) v po?tu pulz?. Hodnota je 0,15 %.

Teplota

Teplota je d?le?it?, proto?e m??i? mus? b?t ?asto pou??v?n v obt??n?ch podm?nk?ch. Nap??klad v reaktorech. B??n? m??i?e: -50 a? +70 Celsia.

Pracovn? zdroj

Zdroj je charakterizov?n celkov?m po?tem v?ech zaznamenan?ch pulz? a? do okam?iku, kdy se ?daje za??zen? stanou nespr?vn?mi. Pokud za??zen? obsahuje organick? l?tky pro samozh??en?, po?et pulz? bude jedna miliarda. Zdroj je vhodn? po??tat pouze ve stavu provozn?ho nap?t?. P?i skladov?n? za??zen? se pr?tok zastav?.

Doba rekonvalescence

To je doba, kterou za??zen? pot?ebuje k veden? elekt?iny po reakci na ionizuj?c? ??stici. Existuje horn? limit frekvence pulz?, kter? omezuje rozsah m??en?. Hodnota je 10 mikrosekund.

Kv?li dob? zotaven? (tak? naz?van? mrtv? ?as) m??e za??zen? v rozhoduj?c?m okam?iku selhat. Aby se zabr?nilo p?ekmitu, v?robci instaluj? olov?n? obrazovky.

M? pult pozad??

Pozad? se m??? v silnost?nn? olov?n? komo?e. Obvykl? hodnota nen? v?ce ne? 2 pulzy za minutu.

Kdo a kde pou??v? dozimetry z??en??

V pr?myslov?m m???tku se vyr?b? mnoho modifikac? Geiger-Mullerov?ch ??ta??. Jejich v?roba za?ala b?hem SSSR a pokra?uje nyn?, ale v Rusk? federaci.

Za??zen? se pou??v?:

• v za??zen?ch jadern?ho pr?myslu;
• ve v?deck?ch ?stavech;
• v l?ka?stv?;
• doma.

Po hav?rii jadern? elektr?rny v ?ernobylu si dozimetry kupovali i b??n? ob?an?. V?echny p??stroje maj? Geiger?v po??ta?. Takov? dozimetry jsou vybaveny jednou nebo dv?ma trubicemi.

Je mo?n? vyrobit Geiger?v po??ta? vlastn?ma rukama?

Vyrobit si metr s?m je obt??n?. Pot?ebujete radia?n? senzor, ale ne ka?d? si ho m??e koupit. Samotn? ??ta?ov? obvod je ji? dlouho zn?m - nap??klad v u?ebnic?ch fyziky je tak? vyti?t?n. Reprodukci za??zen? doma v?ak zvl?dne pouze opravdov? „lev?k“.

Talentovan? ?emesln?ci samouci se nau?ili vyr?b?t n?hradu za po??tadlo, kter? je nav?c schopn? m??it z??en? gama a beta pomoc? z??ivky a ??rovky. Pou??vaj? tak? transform?tory z rozbit?ho za??zen?, Geigerovu trubici, ?asova?, kondenz?tor, r?zn? desky a odpory.

Z?v?r

P?i diagnostice z??en? mus?te vz?t v ?vahu vlastn? pozad? m??i?e. I kdy? je ochrana olova slu?n? tlou??ky, rychlost registrace se neresetuje. Tento jev m? vysv?tlen?: p???inou aktivity je kosmick? z??en? pronikaj?c? vrstvami olova. Ka?dou minutu prol?taj? nad zemsk?m povrchem miony, kter? po??tadlo registruje s pravd?podobnost? 100 %.

Existuje dal?? zdroj pozad? – z??en? akumulovan? samotn?m za??zen?m. V souvislosti s Geigerov?m pultem je tedy vhodn? hovo?it i o opot?eben?. ??m v?ce z??en? za??zen? nashrom??dilo, t?m ni??? je spolehlivost jeho dat.

Geiger?v po??ta?

Geiger?v po??ta? SI-8B (SSSR) se sl?dov?m ok?nkem pro m??en? m?kk?ho v-z??en?. Ok?nko je pr?hledn?, pod n?m je vid?t spir?lov? dr?t?n? elektroda, druh? elektroda je t?lo p??stroje.

P??davn? elektronick? obvod dod?v? elektrom?ru nap?jen? (obvykle minim?ln? 300), v p??pad? pot?eby zaji??uje zru?en? v?boje a po??t? po?et v?boj? p?es po??tadlo.

Geigerovy ??ta?e se d?l? na nezh??ec? a samozh??iv? (nevy?aduj? vn?j?? obvod pro ukon?en? v?boje).

Citlivost m??i?e je d?na slo?en?m plynu, jeho objemem a tak? materi?lem a tlou??kou jeho st?n.

Pozn?mka

Je t?eba poznamenat, ?e z historick?ch d?vod? do?lo k rozporu mezi ruskou a anglickou verz? tohoto a n?sleduj?c?ch v?raz?:

viz tak?

Nadace Wikimedia. 2010.

Pod?vejte se, co je „Geiger?v po??ta?“ v jin?ch slovn?c?ch:

Geiger-Muller?v po??ta?- Geigerio ir Miulerio skaitiklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Geiger M?ller?v ??ta?; Po??tadlo Geiger M?ller vok. Geiger M?ller Z?hlrohr, n; GM Z?hlrohr, n rus. Geiger Muller?v ??ta?, m pranc. compteur de Geiger M?ller, m; trubice … Fizikos termin? ?odynas

Geiger-Muller?v po??ta? bit?- - T?mata ropn? a plyn?rensk? pr?mysl EN elektronick? analyz?tor v??ky pulzu ... Technick? p??ru?ka p?ekladatele

- ... Wikipedie

- (Geiger-M?ller?v ??ta?), detektor v?boje plynu, kter? se spou?t?, kdy? n?boj projde jeho objemem. h c. Velikost sign?lu (proudov? impuls) nez?vis? na energii hc (za??zen? pracuje v re?imu samovyb?jen?). G. s. vynalezen v roce 1908 v N?mecku...... Fyzick? encyklopedie

Plynov? v?bojka pro detekci ionizuj?c?ho z??en? (??stice a – a b, g kvanta, sv?teln? a rentgenov? kvanta, ??stice kosmick?ho z??en? atd.). Geiger-M?ller?v pult je hermeticky uzav?en? sklen?n? trubice... Encyklopedie techniky

Geiger?v po??ta?- Geiger?v po??ta? Geiger?v po??ta?, detektor ??stic s plynov?m v?bojem. Spust? se, kdy? ??stice nebo g kvantum vstoup? do jeho objemu. Vynalezen v roce 1908 n?meck?m fyzikem H. Geigerem a vylep?en? j?m spolu s n?meck?m fyzikem W. Mullerem. Geiger...... Ilustrovan? encyklopedick? slovn?k

Geiger?v po??ta?, detektor ??stic s plynov?m v?bojem. Spust? se, kdy? ??stice nebo g kvantum vstoup? do jeho objemu. Vynalezen v roce 1908 n?meck?m fyzikem H. Geigerem a vylep?en? j?m spolu s n?meck?m fyzikem W. Mullerem. Byl pou?it Geiger?v po??ta?...... Modern? encyklopedie

Plynov? v?bojov? za??zen? pro detekci a studium r?zn?ch typ? radioaktivn?ho a jin?ho ionizuj?c?ho z??en?: ??stice a a v, kvanta g, sv?teln? a rentgenov? kvanta, vysokoenergetick? ??stice v kosmick?m z??en? (viz Kosmick? z??en?) a ... Velk? sov?tsk? encyklopedie

- [jm?nem N?mec. fyzikov? H. Geiger (H. Geiger; 1882 1945) a W. Muller (W. Muller; 1905 79)] detektor radioaktivn?ho a jin?ho ionizuj?c?ho z??en? v plynov?m v?boji (??stice a a beta, kvanta, sv?teln? a rentgenov? kvanta, kosmick? ??stice.z??en?...... Velk? encyklopedick? polytechnick? slovn?k

Po??tadlo je za??zen? pro po??t?n? n??eho. ??ta? (elektronika) za??zen? pro po??t?n? po?tu ud?lost? po sob? n?sleduj?c?ch (nap??klad puls?) pomoc? pr?b??n?ho s??t?n?, nebo pro ur?en? stupn? akumulace, z nich? ... ... Wikipedie

Geiger?v po??ta?— plynov? v?bojov? za??zen? pro po??t?n? po?tu ionizuj?c?ch ??stic, kter? j?m proch?zej?. Je to plynem napln?n? kondenz?tor, kter? proraz?, kdy? se v objemu plynu objev? ionizuj?c? ??stice. Geigerovy po??ta?e jsou pom?rn? obl?ben? detektory (senzory) ionizuj?c?ho z??en?. A? dosud, vynalezen? na sam?m po??tku na?eho stolet? pro pot?eby rod?c? se jadern? fyziky, kupodivu neexistuje ??dn? plnohodnotn? n?hrada.

Konstrukce Geigerova po??ta?e je pom?rn? jednoduch?. Plynov? sm?s sest?vaj?c? ze snadno ionizovateln?ho neonu a argonu se p?iv?d? do ut?sn?n? n?doby se dv?ma elektrodami. Materi?l v?lce m??e b?t r?zn? - sklo, kov atd.

??ta?e obvykle vn?maj? z??en? po cel?m sv?m povrchu, ale existuj? i takov?, kter? maj? pro tento ??el speci?ln? „ok?nko“ ve v?lci. ?irok? pou?it? Geiger-Mullerova ??ta?e se vysv?tluje jeho vysokou citlivost?, schopnost? detekovat r?zn? z??en?, srovnatelnou jednoduchost? a n?zkou cenou instalace.

Sch?ma zapojen? Geigerova ??ta?e

Na elektrody je p?ivedeno vysok? nap?t? U (viz obr?zek), kter? samo o sob? nezp?sobuje ??dn? v?bojov? jevy. ??ta? z?stane v tomto stavu, dokud se v jeho plynn?m prost?ed? neobjev? ioniza?n? centrum – stopa iont? a elektron? generovan?ch ionizuj?c? ??stic? p?il?taj?c? zven??. Prim?rn? elektrony, urychluj?c? se v elektrick?m poli, ionizuj? „pod?l cesty“ dal?? molekuly plynn?ho prost?ed? a generuj? st?le v?ce nov?ch elektron? a iont?. Tento proces se vyv?j? jako lavina a kon?? vytvo?en?m elektron-iontov?ho oblaku v prostoru mezi elektrodami, co? v?razn? zvy?uje jeho vodivost. V plynn?m prost?ed? m??i?e doch?z? k v?boji, kter? je viditeln? (pokud je n?dobka pr?hledn?) i pouh?m okem.

Zp?tn? proces - obnoven? plynn?ho prost?ed? do p?vodn?ho stavu u tzv. halogenom?r? - nast?v? s?m od sebe. Halogeny (obvykle chlor nebo brom), obsa?en? v mal?m mno?stv? v plynn?m prost?ed?, vstupuj? do hry a p?isp?vaj? k intenzivn? rekombinaci n?boje. Tento proces je ale pom?rn? pomal?. Doba pot?ebn? k obnoven? radia?n? citlivosti Geigerova po??ta?e a to, co vlastn? ur?uje jeho v?kon – „mrtv?“ ?as – je jeho hlavn? pasovou charakteristikou.

Takov? m??i?e se ozna?uj? jako halogenov? samozh??iv? m??i?e. Vyzna?uj? se velmi n?zk?m nap?jec?m nap?t?m, dobr?mi parametry v?stupn?ho sign?lu a pom?rn? vysokou rychlost? a uk?zaly se b?t ??dan?mi jako senzory ionizuj?c?ho z??en? v za??zen?ch pro monitorov?n? radiace v dom?cnostech.

Geigerovy po??ta?e jsou schopny detekovat r?zn? typy ionizuj?c?ho z??en? - a, b, g, ultrafialov?, rentgenov? z??en?, neutrony. Skute?n? spektr?ln? citlivost m??i?e v?ak velmi z?vis? na jeho konstrukci. Vstupn? okno ??ta?e citliv?ho na a- a m?kk? b-z??en? tedy mus? b?t pom?rn? tenk?; K tomuto ??elu se obvykle pou??v? sl?da o tlou??ce 3...10 mikron?. V?lec ??ta?e, kter? reaguje na tvrd? b- a g-z??en?, m? obvykle tvar v?le?ku o s?le st?ny 0,05...0,06 mm (slou?? tak? jako katoda ??ta?e). Ok?nko rentgenov?ho po??tadla je vyrobeno z berylia a ok?nko ultrafialov?ho po??tadla je vyrobeno z k?emenn?ho skla.

Z?vislost rychlosti po??t?n? na nap?jec?m nap?t? v Geigerov? po??ta?i

Do ??ta?e neutron? je zaveden bor, p?i interakci se kter?m se tok neutron? p?em?n? na snadno registrovan? a-??stice. Fotonov? z??en? - ultrafialov?, rentgenov?, g-z??en? - Geigerovy po??ta?e vn?maj? nep??mo - prost?ednictv?m fotoelektrick?ho jevu, Compton?v jev, efekt vytv??en? p?r?; v ka?d?m p??pad? se z??en? interaguj?c? s katodovou l?tkou p?em?n? na tok elektron?.

Ka?d? ??stice detekovan? ??ta?em vytvo?? kr?tk? impuls ve sv?m v?stupn?m obvodu. Po?et puls? objevuj?c?ch se za jednotku ?asu – ?etnost Geigerova po??ta?e – z?vis? na ?rovni ionizuj?c?ho z??en? a nap?t? na jeho elektrod?ch. Standardn? graf ?etnosti versus nap?jec? nap?t? Upit je zn?zorn?n na obr?zku v??e. Zde Uns je po??te?n? nap?t? po??t?n?; Ung a Uvg jsou doln? a horn? hranice pracovn?ho ?seku, tzv. plat?, p?i kter?m je rychlost po??t?n? t?m?? nez?visl? na nap?jec?m nap?t? ??ta?e. Provozn? nap?t? Uр se obvykle vol? uprost?ed t?to sekce. Odpov?d? Np - rychlosti po??t?n? v tomto re?imu.

Z?vislost ?etnosti po??t?n? na stupni radia?n? z?t??e ??ta?e je jeho hlavn? charakteristikou. Graf t?to z?vislosti m? t?m?? line?rn? charakter, a proto se radia?n? citlivost ??ta?e ?asto zobrazuje v jednotk?ch puls/mR (pulzy na mikroroentgen; tento rozm?r vypl?v? z pom?ru ?etnosti - puls/s - k z??en?). ?rove? - mR/s).

V p??padech, kdy to nen? indikov?no, mus? b?t radia?n? citlivost ??ta?e ur?ena jeho dal??m extr?mn? d?le?it?m parametrem - jeho vlastn?m pozad?m. Toto je n?zev pro ?etnost, jej?? faktor jsou dv? slo?ky: vn?j?? - p?irozen? z??en? pozad? a vnit?n? - z??en? radionuklid? nach?zej?c?ch se v samotn? struktu?e ??ta?e a tak? spont?nn? emise elektron? jeho katody.

Z?vislost rychlosti po??t?n? na energii gama kvant („tah s rigiditou“) v Geigerov? po??ta?i

Dal?? podstatnou vlastnost? Geigerova po??ta?e je z?vislost jeho radia?n? citlivosti na energii („tvrdosti“) ionizuj?c?ch ??stic. Do jak? m?ry je tato z?vislost v?znamn?, ukazuje graf na obr?zku. „J?zda s tuhost?“ samoz?ejm? ovlivn? p?esnost proveden?ch m??en?.

Skute?nost, ?e Geiger?v po??ta? je lavinov? za??zen?, m? i sv? nev?hody - reakce takov?ho za??zen? nelze pou??t k posouzen? z?kladn? p???iny jeho vybuzen?. V?stupn? impulsy generovan? Geigerov?m ??ta?em pod vlivem a-??stic, elektron? a g-kvant se neli??. Samotn? ??stice a jejich energie zcela zmiz? v dvojit?ch lavin?ch, kter? vytv??ej?.

V tabulce jsou uvedeny informace o samozh??ec?ch halogenov?ch Geigerov?ch po??ta??ch tuzemsk? v?roby, nejvhodn?j??ch pro dom?c? radia?n? monitorovac? za??zen?.

• 1 — provozn? nap?t?, V;
• 2 — plat? — oblast n?zk? z?vislosti rychlosti po??t?n? na nap?jec?m nap?t?, V;
• 3 — vlastn? pozad? ??ta?e, imp/s, nic v?c;
• 4 — citlivost ??ta?e na z??en?, imp/mR (* — pro kobalt-60);
• 5 — amplituda v?stupn?ho impulsu, V, ne men??;
• 6 - rozm?ry, mm - pr?m?r x d?lka (d?lka x ???ka x v??ka);
• 7,1 - tvrd? b - a g - z??en?;
• 7,2 - stejn? a m?kk? b - z??en?;
• 7.3 - stejn? a a - z??en?;
• 7,4 - g - z??en?.

?vod

1. ??el m??idel

2. Konstrukce a princip ?innosti m??idla

3. Z?kladn? fyzik?ln? z?kony

3.1 Obnoven? funk?nosti po registraci ??stice

3.2 Dozimetrick? charakteristiky

3.3 Charakteristika po??t?n? sn?ma??

Z?v?r

Bibliografie

?vod

Geiger-Mullerovy po??ta?e jsou nejb??n?j?? detektory (senzory) ionizuj?c?ho z??en?. A? dosud, vynalezen? na sam?m po??tku na?eho stolet? pro pot?eby rod?c? se jadern? fyziky, kupodivu neexistuje ??dn? plnohodnotn? n?hrada. V j?dru je Geiger?v po??ta? velmi jednoduch?. Sm?s plyn? sest?vaj?c? p?ev??n? ze snadno ionizovateln?ho neonu a argonu se p?iv?d? do dob?e evakuovan?ho ut?sn?n?ho v?lce se dv?ma elektrodami. V?lec m??e b?t sklen?n?, kovov? atd. ??ta?e obvykle vn?maj? z??en? cel?m sv?m povrchem, ale existuj? i takov?, kter? maj? pro tento ??el ve v?lci speci?ln? „ok?nko“.

Na elektrody je p?ivedeno vysok? nap?t? U (viz obr?zek), kter? samo o sob? nezp?sobuje ??dn? v?bojov? jevy. ??ta? z?stane v tomto stavu, dokud se v jeho plynn?m prost?ed? neobjev? ioniza?n? centrum - stopa iont? a elektron? generovan?ch ionizuj?c? ??stic? p?il?taj?c? zven??. Prim?rn? elektrony, urychluj?c? se v elektrick?m poli, ionizuj? „pod?l cesty“ dal?? molekuly plynn?ho prost?ed? a generuj? st?le v?ce nov?ch elektron? a iont?. Tento proces se vyv?j? jako lavina a kon?? vytvo?en?m elektron-iontov?ho oblaku v mezielektrodov?m prostoru, co? prudce zvy?uje jeho vodivost. V plynn?m prost?ed? m??i?e doch?z? k v?boji, kter? je viditeln? (pokud je n?dobka pr?hledn?) i pouh?m okem.

Zp?tn? proces - n?vrat plynn?ho m?dia do p?vodn?ho stavu u tzv. halogenmetr? - nast?v? s?m od sebe. Akce p?ich?z? do hry s halogeny (obvykle chlorem nebo bromem), obsa?en?mi v mal?ch mno?stv?ch v plynn?m prost?ed?, kter? p?isp?vaj? k intenzivn? rekombinaci n?boje. Tento proces je ale mnohem pomalej??. Doba pot?ebn? k obnoven? citlivosti Geigerova po??ta?e na z??en? a vlastn? ur?uje jeho v?kon – „mrtv?“ ?as – je jeho d?le?itou charakteristikou. Takov? m??i?e se naz?vaj? halogenov? samozh??iv? m??i?e. Vyzna?uj? se nejni???m nap?jec?m nap?t?m, vynikaj?c?mi parametry v?stupn?ho sign?lu a pom?rn? vysokou rychlost? a osv?d?ily se jako zvl??t? vhodn? pro pou?it? jako senzory ionizuj?c?ho z??en? v dom?c?ch za??zen?ch pro monitorov?n? radiace.

Geigerovy po??ta?e jsou schopny reagovat na r?zn? typy ionizuj?c?ho z??en? - a, b, g, ultrafialov?, rentgenov? z??en?, neutrony. Skute?n? spektr?ln? citlivost ??ta?e v?ak do zna?n? m?ry z?vis? na jeho konstrukci. Vstupn? okno ??ta?e citliv?ho na a- a m?kk? b-z??en? tedy mus? b?t velmi tenk?; K tomuto ??elu se obvykle pou??v? sl?da o tlou??ce 3...10 mikron?. V?lec ??ta?e, kter? reaguje na tvrd? b- a g-z??en?, m? obvykle tvar v?le?ku o s?le st?ny 0,05...0,06 mm (slou?? tak? jako katoda ??ta?e). Ok?nko rentgenov?ho po??tadla je vyrobeno z berylia a ok?nko ultrafialov?ho po??tadla je vyrobeno z k?emenn?ho skla.

geiger m?ller?v ??ta? dozimetrick? z??en?

1. ??el m??idel

Geiger-Muller?v po??ta? je dvouelektrodov? za??zen? ur?en? ke stanoven? intenzity ionizuj?c?ho z??en? nebo jin?mi slovy k po??t?n? ionizuj?c?ch ??stic vznikaj?c?ch p?i jadern?ch reakc?ch: ionty helia (- ??stice), elektrony (- ??stice), rentgenov? z??en?. kvanta (- ??stice) a neutrony. ??stice se ???? velmi vysokou rychlost? [a? 2. 10 7 m/s pro ionty (energie do 10 MeV) a asi rychlost sv?tla pro elektrony (energie 0,2 - 2 MeV)], d?ky ?emu? pronikaj? dovnit? ??ta?e. ?lohou ??ta?e je generovat kr?tk? (zlomky milisekundy) nap??ov? impuls (jednotky - des?tky volt?), kdy? ??stice vstoup? do objemu za??zen?.

Ve srovn?n? s jin?mi detektory (senzory) ionizuj?c?ho z??en? (ioniza?n? komora, proporcion?ln? ??ta?) m? Geiger-Muller?v ??ta? vysokou prahovou citlivost - umo??uje ovl?dat p?irozen? radioaktivn? pozad? Zem? (1 ??stice na cm 2 v 10 - 100 sekund). Horn? hranice m??en? je relativn? n?zk? - a? 10 4 ??stic na cm 2 za sekundu nebo a? 10 Sievert? za hodinu (Sv/h). Zvl??tnost? ??ta?e je schopnost generovat identick? v?stupn? nap??ov? impulzy bez ohledu na typ ??stic, jejich energii a po?et ionizac? produkovan?ch ??stic? v objemu senzoru.

2. Konstrukce a princip ?innosti m??idla

?innost Geigerova ??ta?e je zalo?ena na nesamonosn?m pulzn?m v?boji plynu mezi kovov?mi elektrodami, kter? je iniciov?n jedn?m nebo v?ce elektrony, kter? jsou v?sledkem ionizace plynn? ??stice, ??stice - nebo -. M??idla obvykle pou??vaj? v?lcovou elektrodovou konstrukci a pr?m?r vnit?n?ho v?lce (anody) je mnohem men?? (2 a v?ce ??d?) ne? vn?j??ho (katody), co? m? z?sadn? v?znam. Charakteristick? pr?m?r anody je 0,1 mm.

??stice vstupuj? do ??ta?e p?es vakuov? pl??? a katodu ve „v?lcov?m“ proveden? (obr. 2, A) nebo p?es speci?ln? ploch? tenk? ok?nko v „koncov?“ verzi proveden? (obr. 2 ,b). Druh? mo?nost slou?? k registraci ??stic, kter? maj? n?zkou penetra?n? schopnost (zadr?en? nap?. listem pap?ru), ale jsou velmi biologicky nebezpe?n?, pokud se zdroj ??stic dostane do t?la. Detektory se sl?dov?mi ok?nky se tak? pou??vaj? k po??t?n? ??stic s relativn? n?zkou energi? („m?kk?“ beta z??en?).

R??e. 2. Schematick? n?vrhy v?lcov?ho ( A) a konec ( b) Geigerovy po??ta?e. Ozna?en?: 1 - vakuov? sko?epina (sklo); 2 - anoda; 3 - katoda; 4 - okno (sl?da, celof?n)

U v?lcov?ho proveden? ??ta?e, ur?en?ho k registraci vysokoenergetick?ch ??stic nebo m?kk?ch rentgenov?ch paprsk?, je pou?it tenkost?nn? vakuov? pl??? a katoda je vyrobena z tenk? f?lie nebo ve form? tenk?ho filmu z kovu (m?? , hlin?k) nanesen? na vnit?n?m povrchu pl??t?. V ?ad? proveden? je prvkem vakuov?ho pl??t? tenkost?nn? kovov? katoda (s v?ztuhami). Tvrd? rentgenov? z??en? (??stice) m? zv??enou pronikavost. Proto jej zaznamen?vaj? detektory s dosti siln?mi st?nami vakuov?ho pl??t? a masivn? katodou. V neutronov?ch ??ta??ch je katoda pota?ena tenkou vrstvou kadmia nebo boru, ve kter? se neutronov? z??en? p?em??uje na radioaktivn? z??en? prost?ednictv?m jadern?ch reakc?.

Objem za??zen? je obvykle napln?n argonem nebo neonem s malou (do 1%) p??m?s? argonu p?i tlaku bl?zk?m atmosf?rick?mu (10 -50 kPa). Pro eliminaci ne??douc?ch jev? dofukov?n? se do plynov? n?pln? zav?d? p??m?s par bromu nebo alkoholu (a? 1 %).

Schopnost Geigerova po??ta?e registrovat ??stice bez ohledu na jejich typ a energii (vygenerovat jeden nap??ov? impulz bez ohledu na po?et elektron? generovan?ch ??stic?) je d?na skute?nost?, ?e d?ky velmi mal?mu pr?m?ru anody t?m?? ve?ker? nap?t? aplikovan? na elektrody je soust?ed?no v ?zk? vrstv? bl?zk? anod?. Vn? vrstvy je „oblast zachycov?n? ??stic“, ve kter? ionizuj? molekuly plynu. Elektrony odtr?en? ??stic? od molekul jsou urychlov?ny sm?rem k anod?, ale plyn je slab? ionizov?n kv?li n?zk? intenzit? elektrick?ho pole. Ionizace prudce vzroste pot?, co elektrony vstoup? do vrstvy bl?zk? anody s vysokou intenzitou pole, kde se vyvinou elektronov? laviny (jedna nebo n?kolik) s velmi vysok?m stupn?m zmno?en? elektron? (a? 10 7). Proud z toho vypl?vaj?c? v?ak je?t? nedosahuje hodnoty odpov?daj?c? vytvo?en? sign?lu sn?ma?e.

Dal?? zv??en? proudu na provozn? hodnotu je zp?sobeno t?m, ?e v lavin?ch sou?asn? s ionizac? vznikaj? ultrafialov? fotony s energi? cca 15 eV, posta?uj?c? k ionizaci molekul ne?istot v plynov? n?plni (nap?. potenci?l molekul bromu je 12,8 V). Elektrony vznikl? fotoionizac? molekul mimo vrstvu jsou urychlov?ny sm?rem k anod?, ale zde se nevyv?jej? laviny kv?li n?zk? intenzit? pole a proces m? mal? vliv na v?voj v?boje. Ve vrstv? je situace jin?: vznikl? fotoelektrony vlivem vysok?ho nap?t? iniciuj? intenzivn? laviny, ve kter?ch se generuj? nov? fotony. Jejich po?et p?evy?uje po??te?n? a proces ve vrstv? podle sch?matu „fotony - elektronov? laviny - fotony“ rychle (n?kolik mikrosekund) nar?st? (p?ech?z? do „spou?t?c?ho re?imu“). V tomto p??pad? se v?boj z m?sta prvn?ch lavin iniciovan? ??stic? ???? po anod? („p???n? z??eh“), prudce se zvy?uje anodov? proud a vznik? n?b??n? hrana sign?lu sn?ma?e.

Sestupn? hrana sign?lu (pokles proudu) je zp?sobena dv?ma d?vody: poklesem anodov?ho potenci?lu v d?sledku poklesu nap?t? z proudu p?es rezistor (na n?b??n? hran? je potenci?l udr?ov?n mezielektrodovou kapacitou) a pokles intenzity elektrick?ho pole ve vrstv? pod vlivem prostorov?ho n?boje iont? pot?, co elektrony opust? anodu (n?boj zvy?uje potenci?ly bod?, v d?sledku ?eho? kles? ?bytek nap?t? na vrstv? a p?i zachycov?n? ??stic plocha se zv?t?uje). Oba d?vody sni?uj? intenzitu rozvoje laviny a proces podle sch?matu „lavina - fotony - lavina“ odezn?v? a proud senzorem kles?. Po skon?en? proudov?ho impulsu se anodov? potenci?l zv??? na po??te?n? ?rove? (s ur?it?m zpo?d?n?m v d?sledku nabit? mezielektrodov? kapacity p?es anodov? rezistor), rozlo?en? potenci?lu v meze?e mezi elektrodami se vr?t? do p?vodn? podoby jako v?sledek odchodu iont? na katodu a ??ta? obnovuje schopnost registrovat p??chod nov?ch ??stic.

Vyr?b?j? se des?tky typ? detektor? ionizuj?c?ho z??en?. K jejich ozna?en? se pou??v? n?kolik syst?m?. Nap??klad STS-2, STS-4 - samozh??iv? koncov? ??ta?e, nebo MS-4 - ??ta? s m?d?nou katodou (B - s wolframem, G - s grafitem), nebo SAT-7 - ??ta? koncov?ch ??stic, SBM- 10 - ??ta? - kovov? ??stice, SNM-42 - kovov? ??ta? neutron?, SRM-1 - ??ta? pro rentgenov? z??en? atd.

3. Z?kladn? fyzik?ln? z?kony

3.1 Obnoven? funk?nosti po registraci ??stice

Doba, za kterou ionty po detekci ??stice opust? mezeru, se ukazuje jako pom?rn? dlouh? – n?kolik milisekund, co? omezuje horn? hranici pro m??en? d?vkov?ho p??konu z??en?. P?i vysok? intenzit? z??en? p?ich?zej? ??stice v intervalech krat??ch, ne? je doba odchodu iont?, a n?kter? ??stice nejsou senzorem detekov?ny. Proces je zn?zorn?n nap??ov?m oscilogramem na anod? sn?ma?e p?i obnov? jeho funk?nosti (obr. 3).

R??e. 3. Oscilogramy nap?t? na anod? Geigerova ??ta?e. U ?- amplituda sign?lu v norm?ln?m re?imu (stovky volt?). 1 - 5 - po?ty ??stic

Vstup prvn? ??stice (1 na obr. 3) do objemu senzoru iniciuje pulzn? v?boj plynu, kter? vede ke sn??en? nap?t? o hodnotu U ?(norm?ln? amplituda sign?lu). D?le se nap?t? zvy?uje v d?sledku pomal?ho poklesu proudu p?es mezeru, kdy? ionty opou?t?j? katodu, a v d?sledku nab?jen? mezielektrodov? kapacity ze zdroje nap?t? p?es omezovac? rezistor. Pokud do senzoru vstoup? dal?? ??stice v kr?tk?m ?asov?m intervalu po p??chodu prvn? (2 na obr. 3), pak se v?bojov? procesy vyv?jej? slab? v d?sledku sn??en?ho nap?t? a n?zk? intenzity pole na anod? v podm?nk?ch p?soben? prostoru n?boj iont?. V tomto p??pad? se sign?l sn?ma?e uk??e jako nep?ijateln? mal?. P??chod druh? ??stice po del??m ?asov?m intervalu po prvn? (??stice 3 - 5 na obr. 3) d?v? sign?l s v?t?? amplitudou, proto?e se zvy?uje nap?t? a kles? prostorov? n?boj.

Pokud druh? ??stice vstoup? do senzoru po prvn? v intervalu krat??m, ne? je ?asov? interval mezi ??sticemi 1 a 2 na Obr. 3, pak z v??e uveden?ch d?vod? sn?ma? v?bec negeneruje sign?l („nepo??t?“ ??stici). V tomto ohledu se ?asov? interval mezi ??sticemi 1 a 2 naz?v? „doba mrtv?ho ?asu“ (amplituda sign?lu ??stice 2 je 10 % norm?lu). ?asov? interval mezi ??sticemi 2 a 5 na Obr. 3 se naz?v? „doba obnovy senzoru“ (sign?l ??stice 5 je z 90 % norm?ln?). B?hem t?to doby se amplituda sign?l? sn?ma?e sn??? a elektrick? ??ta? impuls? je nemus? zaznamenat.

Dead time (0,01 - 1 ms) a release time (0,1 - 1 ms) jsou d?le?it? parametry Geigerova ??ta?e. ??m ni??? jsou hodnoty t?chto parametr?, t?m vy??? je maxim?ln? zaznamenan? d?vkov? p??kon. Hlavn?mi faktory, kter? ur?uj? parametry, jsou tlak plynu a hodnota omezovac?ho odporu. S poklesem tlaku a hodnoty odporu se mrtv? doba a doba zotaven? zkracuj?, proto?e se zvy?uje rychlost odchodu iont? z mezery a sni?uje se ?asov? konstanta procesu nab?jen? mezielektrodov? kapacity.

3.2 Dozimetrick? charakteristiky

Citlivost Geigerova po??ta?e je pom?r frekvence pulz? generovan?ch senzorem k d?vkov?mu p??konu z??en?, m??en? v mikrosievertech za hodinu (mSv/h; mo?nosti: Sv/s, mSv/s, mSv/s). Typick? hodnoty citlivosti: 0,1 - 1 puls na mikrosievert. V provozn?m rozsahu je citlivost koeficient ?m?rnosti mezi ode?ty m??i?e (po?et pulz? za sekundu) a d?vkov?m p??konem. Mimo rozsah je poru?ena proporcionalita, co? se projevuje dozimetrickou charakteristikou detektoru - z?vislost? ode?t? na d?vkov?m p??konu (obr. 4).

R??e. Z?vislost ?etnosti na d?vkov?m p??konu radioaktivn?ho z??en? (dozimetrick? charakteristiky) pro dva ??ta?e s r?zn?mi tlaky plyn? (1 - 5 kPa, 2 - 30 kPa)

Z fyzik?ln?ch hledisek vypl?v?, ?e nam??en? hodnoty senzoru s rostouc?m d?vkov?m p??konem nemohou p?ekro?it hodnotu (1/), kde je mrtv? ?as senzoru (nezapo??t?vaj? se ??stice p?ich?zej?c? po krat??m ?asov?m intervalu). Proto pracovn? line?rn? ?ez dozimetrick? charakteristiky plynule p?ech?z? v oblasti intenzivn?ho z??en? do vodorovn? p??mky v ?rovni (1/).

Jak se mrtv? doba sni?uje, dozimetrick? charakteristika senzoru se st?v? horizont?ln? na vy??? ?rovni p?i vy???m v?konu z??en? a zvy?uje se horn? mez m??en?. Tato situace je pozorov?na p?i poklesu tlaku plynu (obr. 4). Z?rove? se v?ak sni?uje citlivost senzoru (zvy?uje se po?et ??stic proch?zej?c?ch mezerou plyn-v?boj bez koliz? s molekulami). Proto, kdy? tlak kles?, dozimetrick? charakteristika kles?. Matematicky je charakteristika pops?na n?sleduj?c?m vztahem:

Kde N- ?etnost po??t?n? (?ten? sn?ma?? - po?et pulz? za sekundu); - citlivost ??ta?e (pulzy za sekundu na mikrosievert); R- d?vkov? p??kon z??en?; - mrtv? ?as senzoru (v sekund?ch).

3.3 Charakteristika po??t?n? sn?ma??

Monitorov?n? d?vkov?ho p??konu z??en? je nej?ast?ji nutn? prov?d?t venku nebo v ter?nu, kde je sn?ma? nap?jen z bateri? nebo jin?ch galvanick?ch zdroj?. Jejich nap?t? se p?i pr?ci sni?uje. Procesy vyb?jen? plynu v senzoru p?itom velmi siln? z?vis? na nap?t?. Proto je z?vislost ode?t? Geigerova ??ta?e na nap?t? p?i konstantn?m d?vkov?m p??konu z??en? jednou z nejd?le?it?j??ch charakteristik senzoru. Z?vislost se naz?v? po??tac? charakteristika sn?ma?e (obr. 5).

Na jedn? z uveden?ch z?vislost? (k?ivka 2) jsou vyzna?eny charakteristick? body A - D. P?i n?zk?m nap?t? (vlevo od bodu A) elektrony generovan? v senzoru, kdy? na n? naraz? ionizuj?c? ??stice, iniciuj? elektronov? laviny, ale jejich intenzita je nedostate?n? k vytvo?en? proudov?ho impulsu po?adovan? amplitudy a hodnoty ??ta?e jsou nulov?. Te?ka A odpov?d? „po??te?n?mu nap?t?“. S rostouc?m nap?t?m v oblasti A – B Hodnoty ??ta?e se zvy?uj?, proto?e se zvy?uje pravd?podobnost vstupu elektron? z oblasti zachycov?n? ??stic do vrstvy bl?zk? anody s vysokou intenzitou pole. P?i n?zk?m nap?t? se elektrony p?i sv?m pohybu k vrstv? rekombinuj? s ionty (mohou se nejprve „p?ilepit“ na molekuly ne?istot bromu za vzniku z?porn?ch iont?). Na m?st? V nap?t? je dostate?n? pro rychl? p?esun t?m?? v?ech elektron? do vrstvy a intenzita rekombinace se bl??? nule. Senzor vytv??? sign?ly s norm?ln? amplitudou.

V pracovn? oblasti po??tac? charakteristiky P?ED NA??M LETOPO?TEM(„charakteristick? plat?“) s rostouc?m nap?t?m se hodnoty ??ta?e m?rn? zvy?uj?, co? m? velk? praktick? v?znam a je to v?hoda Geigerova ??ta?e. Jeho kvalita je t?m vy???, ??m del?? je plat? (100-400 V) a t?m ni??? je strmost horizont?ln?ho ?ezu po??tac? charakteristiky.

R??e. 5. Z?vislost rychlosti po??t?n? na nap?t? (charakteristika po??t?n?) p?i r?zn?ch hodnot?ch tlaku plynu a obsahu p??m?s? bromu: 1 - 8 kPa, 0,5 %; 2 - 16 kPa, 0,5 %; 3 - 16 kPa, 0,1 % pro d?vkov? p??kon z??en? 5 mSv/h. ABECEDA- charakteristick? body k?ivky 2

Strmost (nebo sklon) n?horn? plo?iny S charakterizovan? procentu?ln? zm?nou ode?t? elektrom?ru na jednotku nap?t?:

Kde N B A N C - stavy m??idel na za??tku a na konci n?horn? plo?iny; U B A U C- hodnoty nap?t? na za??tku a na konci plat?. Typick? hodnoty sklonu jsou 0,01 - 0,05 %/V.

Relativn? stabilita ode?t? na plat? po??tac? charakteristiky je zaji?t?na specifick?m typem v?boje, kter? vznik? v senzoru p?i p??chodu ionizuj?c? ??stice. Zv??en? nap?t? zesiluje rozvoj elektronov?ch lavin, ale to vede pouze k urychlen? ???en? v?boje po anod? a schopnost ??ta?e generovat jeden sign?l na ??stici nen? t?m?? naru?ena.

M?rn? zv??en? ?etnosti s rostouc?m nap?t?m na plat? po??tac? charakteristiky je spojeno s emis? elektron? z katody p?i p?soben? v?boje. Emise je zp?sobena tzv. -procesy, co? znamen? vyvr?en? elektron? ionty, excitovan?mi atomy a fotony. Koeficient je konven?n? pova?ov?n za rovn? po?tu elektron? na ion (p?edpokl?d? se excitovan? atomy a fotony). Charakteristick? hodnoty koeficientu jsou 0,1 - 0,01 (10 - 100 iont? vyvrhne elektron v z?vislosti na typu plynu a materi?lu katody). P?i takov?ch hodnot?ch koeficientu Geiger?v ??ta? nefunguje, proto?e elektrony opou?t?j?c? katodu jsou registrov?ny jako ionizuj?c? ??stice (zaznamen?vaj? se „fale?n?“ sign?ly).

Norm?ln? funkce m??i?e je zaji?t?na p?iv?d?n?m par bromu nebo alkoholu do plynov? n?pln? („uha?en? ne?istot“), co? prudce sni?uje koeficient (pod 10 -4). V tomto p??pad? se po?et fale?n?ch sign?l? tak? prudce sni?uje, ale z?st?v? patrn? (nap??klad o n?kolik procent). S rostouc?m nap?t?m se zintenziv?uj? vyb?jec? procesy, tzn. zvy?uje se po?et iont?, excitovan?ch atom? a foton? a odpov?daj?c?m zp?sobem se zvy?uje po?et fale?n?ch sign?l?. To vysv?tluje m?rn? n?r?st hodnot sn?ma?? na plo?in? po??tac? charakteristiky (rostouc? sklon) a na konci plo?iny (p?echod do strm? ??sti C - D). S rostouc?m obsahem ne?istot se koeficient ve v?t?? m??e sni?uje, ??m? se sni?uje sklon plo?iny a zv?t?uje se jej? d?lka (k?ivky 2 a 3 na obr. 5).

Zv??en? obsahu kal?c? ne?istoty nad ur?itou hodnotu (1 % pro brom, 10 % pro alkohol) v?ak zhor?uje parametry sn?ma?e: za?ne se zvy?ovat po??tac? nap?t? (bod A na obr?zku) se sklon plo?iny zv?t?uje a jej? d?lka se zmen?uje. To je vysv?tleno skute?nost?, ?e ??st elektron? vytvo?en?ch ionizuj?c? ??stic? se „p?ilep?“ na molekuly bromu nebo alkoholu za vzniku t??k?ch z?porn?ch iont?, kter? se do vrstvy bl?zk? anody dostanou po v?znamn? dob?, kdy ??ta? ji? obnovila schopnost registrovat ??stice. Ve vrstv? doch?z? vlivem vysok? intenzity pole k roz?t?pen? iontu a vznikl? elektron iniciuje fale?n? sign?l senzoru.

Fyzik?ln?m mechanismem p?soben? zh??ec?ch ne?istot je prudk? pokles p??sunu iont?, excitovan?ch atom? a foton? ke katod?, kter? mohou zp?sobit emisi elektron?, a tak? zv??en? pracovn? funkce elektron? z katody. Ionty hlavn?ho plynu (neon nebo argon) se v procesu pohybu sm?rem ke katod? st?vaj? neutr?ln?mi atomy v d?sledku „v?m?ny n?boje“ p?i sr??k?ch s molekulami ne?istot, proto?e ioniza?n? potenci?ly neonu a argonu jsou v?t?? ne? potenci?ly bromu. a alkohol (respektive: 21,5 V; 15,7 V; 12,8 V; 11,3 V). Uvoln?n? energie se v tomto p??pad? vynakl?d? na destrukci molekul nebo na tvorbu n?zkoenergetick?ch foton?, kter? nejsou schopny zp?sobit fotoemisi elektron?. Takov? fotony jsou nav?c dob?e absorbov?ny molekulami ne?istot.

Ionty ne?istot vznikaj?c? p?i v?m?n? n?boje vstupuj? do katody, ale nezp?sobuj? emisi elektron?. V p??pad? bromu se to vysv?tluje t?m, ?e potenci?ln? energie iontu (12,8 eV) nen? dostate?n? k vytr?en? dvou elektron? z katody (jeden k neutralizaci iontu a druh? ke spu?t?n? elektronov? laviny) proto?e pracovn? funkce elektron? opou?t?j?c?ch katodu v p??tomnosti ne?istoty bromu se zvy?uje na 7 eV. V p??pad? alkoholu se p?i neutralizaci iont? na katod? uvoln?n? energie obvykle vynakl?d? na disociaci komplexn? molekuly, nikoli na vyvr?en? elektron?.

Dlouhodob? (metastabiln?) excitovan? atomy hlavn?ho plynu vznikaj?c? ve v?boji mohou v z?sad? dopadat na katodu a zp?sobit emisi elektron?, proto?e jejich potenci?ln? energie je pom?rn? vysok? (nap?. 16,6 eV pro neon). Pravd?podobnost procesu se v?ak ukazuje jako velmi n?zk?, proto?e atomy p?i kolizi s molekulami ne?istot na n? p?en??ej? svou energii - „zh??en?“. Energie se vynakl?d? na disociaci molekul ne?istot nebo na emisi n?zkoenergetick?ch foton?, kter? nezp?sobuj? fotoemisi elektron? z katody a jsou dob?e absorbov?ny molekulami ne?istot.

P?ibli?n? stejn?m zp?sobem jsou „zh??eny“ vysokoenergetick? fotony p?ich?zej?c? z v?boje schopn? vyvolat emisi elektron? z katody: jsou absorbov?ny molekulami ne?istot s n?slednou spot?ebou energie na disociaci molekul a emisi n?zkoenergetick? fotony.

Trvanlivost ??ta?? s p??davkem bromu je mnohem vy??? (10 10 - 10 11 pulz?), proto?e nen? omezena rozkladem molekul zh??ec? ne?istoty. Pokles koncentrace bromu je zp?soben jeho relativn? vysokou chemickou aktivitou, kter? komplikuje technologii v?roby senzoru a omezuje v?b?r materi?lu katody (pou??v? se nap??klad nerezov? ocel).

Po??tac? charakteristika z?vis? na tlaku plynu: s jeho n?r?stem se zvy?uje nap?t? na za??tku po??t?n? (bod A na obr. 5 se posouv? doprava) a ?rove? plateau se zvy?uje v d?sledku ??inn?j??ho zachycen? ionizuj?c?ch ??stic molekulami plynu v senzoru (k?ivky 1 a 2 na obr. 5). N?r?st startovac?ho nap?t? po??t?n? je vysv?tlen t?m, ?e podm?nky v senzoru odpov?daj? prav? v?tvi Paschenovy k?ivky.

Z?v?r

?irok? pou?it? Geiger-Mullerova ??ta?e je vysv?tleno jeho vysokou citlivost?, schopnost? detekovat r?zn? typy z??en? a srovnatelnou jednoduchost? a n?zkou cenou instalace. Po??tadlo vynalezl v roce 1908 Geiger a zlep?il M?ller.

V?lcov? Geiger-Muller?v po??ta? se skl?d? z kovov? trubky nebo sklen?n? trubice pokoven? zevnit? a tenk? kovov? nit? nata?en? pod?l osy v?lce. Z?vit slou?? jako anoda, trubice jako katoda. Trubice je napln?na z?ed?n?m plynem, ve v?t?in? p??pad? se pou??vaj? vz?cn? plyny - argon a neon. Mezi katodou a anodou vznik? nap?t? asi 400 V. U v?t?iny m??i?? je tzv. plat?, kter? le?? p?ibli?n? od 360 do 460 V, v tomto rozsahu mal? kol?s?n? nap?t? nem? vliv na rychlost po??t?n?.

?innost ??ta?e je zalo?ena na n?razov? ionizaci. G-kvanta emitovan? radioaktivn?m izotopem, nar??ej?c? na st?ny ??ta?e, z n?j vyr??ej? elektrony. Elektrony pohybuj?c? se plynem a sr??ej?c? se s atomy plynu vyr??ej? elektrony z atom? a vytv??ej? kladn? ionty a voln? elektrony. Elektrick? pole mezi katodou a anodou urychluje elektrony na energie, p?i kter?ch za??n? n?razov? ionizace. Nastane lavina iont? a proud p?es ??ta? se prudce zv???. V tomto p??pad? se na odporu R vytvo?? nap??ov? impuls, kter? je p?iveden do z?znamov?ho za??zen?. Aby po??tadlo zaregistrovalo dal?? ??stici, kter? do n?j naraz?, mus? b?t uha?en v?boj laviny. To se d?je automaticky. V okam?iku, kdy se objev? proudov? impuls, dojde k velk?mu ?bytku nap?t? na odporu R, tak?e nap?t? mezi anodou a katodou prudce klesne - natolik, ?e se zastav? v?boj a m??i? je op?t p?ipraven k pou?it?.

D?le?itou vlastnost? m??i?e je jeho ??innost. Ne v?echny g-fotony, kter? dopadnou na ??ta?, poskytnou sekund?rn? elektrony a budou registrov?ny, proto?e interakce g-paprsk? s hmotou jsou relativn? vz?cn? a n?kter? sekund?rn? elektrony jsou absorbov?ny ve st?n?ch za??zen?, ani? by dos?hly plynu. hlasitost.

??innost pultu z?vis? na tlou??ce st?n pultu, jejich materi?lu a energii g-z??en?. Nej??inn?j?? jsou ??ta?e, jejich? st?ny jsou vyrobeny z materi?lu s vysok?m atomov?m ??slem Z, proto?e to zvy?uje tvorbu sekund?rn?ch elektron?. Krom? toho mus? b?t st?ny m??i?e dostate?n? siln?. Tlou??ka protist?ny se vol? z podm?nky, ?e se rovn? st?edn? voln? dr?ze sekund?rn?ch elektron? v materi?lu st?ny. Pokud je tlou??ka st?ny velk?, sekund?rn? elektrony neprojdou do pracovn?ho objemu ??ta?e a nedojde k proudov?mu pulzu. Vzhledem k tomu, ?e g-z??en? slab? interaguje s hmotou, je obvykle ??innost g-??ta?? tak? n?zk? a ?in? pouze 1-2%. Dal?? nev?hodou Geiger-Mullerova po??ta?e je, ?e neposkytuje mo?nost identifikace ??stic a ur?en? jejich energie. Tyto nev?hody u scintila?n?ch ??ta?? chyb?.

Bibliografie

Acton D.R. Za??zen? na v?boj plynu se studenou katodou. M.; L.: Energie, 1965.

Kaganov I.L. Iontov? za??zen?. M.: Energie, 1972.

Katsnelson B.V., Kalugin A.M., Larionov A.S. Elektrovakuov? elektronick? a plynov? za??zen?: P??ru?ka. M.: R?dio a komunikace, 1985.

Knoll M., Eichmeicher I. Technick? elektronika T. 2. M.: Energie, 1971.

Sidorenko V.V. Detektory ionizuj?c?ho z??en?: P??ru?ka. L.: Stavba lod?, 1989

Zve?ejn?no na webu

Podobn? dokumenty

Pojem a druhy ionizuj?c?ho z??en?. P??stroje, kter? m??? z??en? a princip ?innosti Geigerova po??ta?e. Hlavn? komponenty a blokov? sch?ma za??zen?. V?b?r a zd?vodn?n? z?kladny prvk?. N?vrh sch?matu zapojen? v CAD OrCAD.

pr?ce, p?id?no 30.04.2014


Anal?za a synt?za asynchronn?ho ??ta?e s CFC=11 v k?du 6-3-2-1 as typem spou?t??? JJJJ, jeho ur?en?m, variantami a technick?mi vlastnostmi. P??klad toho, jak funguje s??tac? po??tadlo. Synt?za JK-triggeru (za??zen? pro z?znam a ukl?d?n? informac?).

pr?ce v kurzu, p?id?no 25.07.2010


Koncepce a ??el pultu, jeho parametry. Princip konstrukce s??tac?ho a ode??tac?ho ??ta?e. V?estrannost reverzibiln?ho po??tadla. ??ta?e a d?li?e s jin?m p?evodn?m faktorem ne? 2n. Pr?choz? ??ta?e (r?zn? spou?t??e).

abstrakt, p?id?no 29.11.2010


Implementace za??zen?, kter? um? po??tat do 30 pomoc? v?vojov?ho prost?ed? Electronics Workbench. Princip ?innosti ??ta?e spo??v? v po??t?n? po?tu impulz? p?iv?d?n?ch na vstup. Komponenty za??zen?: gener?tor, sonda, logick? prvky, spou??.

pr?ce v kurzu, p?id?no 22.12.2010


Princip ?innosti a rozsah pou?it? scintila?n?ho ??ta?e. Kalibrace scintila?n?ch spektrometr?. Upevn?n? a mont?? pevn?ch scintil?tor?. Monokrystalick? scintil?tory vyroben? z anthracenu a stilbenu. Amplitudov? pulzn? analyz?tory.

abstrakt, p?id?no 28.09.2009


Pojem a princip ?innosti senzor?, jejich ??el a funkce. Rozd?len? a typy senzor?, oblasti a mo?nosti jejich pou?it?. Podstata a hlavn? vlastnosti regul?tor?. Vlastnosti pou?it? a parametry zesilova?? a ak?n?ch ?len?.

abstrakt, p?id?no 28.03.2010


Mikrooperace s k?dov?mi slovy, kter? prov?d?j? ??ta?e v ??slicov?ch obvodech. Blokov? sch?ma spou?t? K155TV1, elektrick? parametry. Princip ?innosti digit?ln?ho m??i?e, konstrukce pravdivostn? tabulky, modelov?n? v programu Micro-Cap.

pr?ce v kurzu, p?id?no 3.11.2013


Anal?za ?innosti bin?rn?ho integr?ln?ho ??ta?e a bin?rn?-dekadick?ho dekod?ru. P?ipojen? nepou??van?ch vstup? k nap?jec? sb?rnici, "spole?n?mu" vodi?i nebo jin?mu pou?it?mu vstupu. Anal?za ?asov?ho diagramu dekod?ru. Johnson ??ta?ov? za??zen?.

laboratorn? pr?ce, p?id?no 18.06.2015


V?voj funk?n?ch ??st? jednoho digit?ln?ho za??zen?: logick? za??zen?; po??tadlo, monostabiln?, synchronizuj?c? tok informac? k po??tadlu; dekod?r pro prezentaci v?sledku ?innosti za??zen? ve form? p??stupn? lidem.

pr?ce v kurzu, p?id?no 31.05.2012


Popis a konstrukce sn?ma??; principy jejich fungov?n?, p??klady pou?it?. Zabezpe?en? a osv?tlen? schodi?t? ve v?cepodla?n? budov?, technick? m?stnosti a parkovi?t?. Rozd?ly v pohybov?ch za??zen?ch. Charakteristika elektronick?ho infra?erven?ho senzoru.