מונה גייגר: מכשיר וריאציות ביתיות

מונה גייגר - החיישן הראשי למדידת קרינה. היא רושמת גמא, אלפא, קרינת בטא וצילומי רנטגן. יש לו את הרגישות הגבוהה ביותר בהשוואה לשיטות אחרות להקלטת קרינה, לדוגמה, תאי יינון. זוהי הסיבה העיקרית להפצה נרחבת. חיישנים אחרים למדידת קרינה משמשים לעתים רחוקות מאוד. כמעט כל מכשירי הניטור dosimetric בנויים בדיוק על מונים גייגר. הם מיוצרים בכמויות גדולות, ויש התקנים ברמות שונות: מ dosimeters קבלה צבאית מוצרי הצריכה הסינית. עכשיו לקנות כל מכשיר למדידת קרינה היא לא בעיה.

ההפצה האוניברסלית של מכשירים dosimetric עדיין לא לאחרונה. וכך, ב -1986, במהלך תאונה בצ'רנוביל, התברר שלאוכלוסייה אין כל אמצעי סיור מדומה, אשר, אגב, החריפו עוד יותר את תוצאות האסון. יחד עם זאת, למרות התפשטותם של חובבי רדיו ומעגלים של יצירתיות טכנית, דוכני גייגר לא נמכרו בחנויות, ולכן לא ניתן היה לבצע דוזימטרים תוצרת בית.

גייגר מונים את עיקרון העבודה

זהו מכשיר electrovacuum עם עיקרון פשוט מאוד של המבצע. חיישן קרינה רדיואקטיבי הוא מתכת או זכוכית החדר עם metallization מלא גז אינרטי משוחרר. במרכז המצלמה יש אלקטרודה. הקירות החיצוניים של החדר מחוברים למקור מתח גבוה (בדרך כלל 400 וולט). אלקטרודה פנימית - למגבר רגיש. קרינה מייננת (קרינה) היא זרם של חלקיקים. הם ממש מעבירים אלקטרונים מן הקתודה במתח גבוה אל חוטי האנודה. זה פשוט גורם מתח כי ניתן למדוד כבר על ידי חיבור למגבר.

הרגישות הגבוהה של הדלפק Geiger נובע אפקט המפולת. האנרגיה שהמגבר רושם בפלט אינה האנרגיה של מקור הקרינה המייננת. זוהי האנרגיה של יחידת אספקת המתח הגבוהה של הדוסימטר עצמו. חלקיק חדיר רק מעביר אלקטרונים (מטען אנרגיה, אשר הופך לזרם, נרשם על ידי מטר). תערובת גז המורכבת גזים אצילים הוא הציג בין האלקטרודות: ארגון, ניאון. זה נועד לכבות הפרשות מתח גבוה. אם הפרשות כאלה מתרחשות, זה יהיה חיובי כוזב עבור הדלפק. מעגל מדידה עוקב מתעלמת מתסריטים כאלה. בנוסף, יש לספק גם את אספקת החשמל במתח גבוה.

מעגל הספק בדלפק Geiger מספק את זרם המוצא במספר מיקרואמפרסים במתח המוצא של 400 וולט. הערך המדויק של מתח ההיצע נקבע לכל מותג של המונה בהתאם למפרט הטכני שלו.

Geiger מונים יכולות, רגישות, פליטות נרשמו

בעזרת מונה גייגר, קרינת גמא ובטא יכולה להירשם ולמדוד במדויק. למרבה הצער, אתה לא יכול לזהות את סוג הקרינה ישירות. זה נעשה בעקיפין על ידי התקנת מחסומים בין החיישן לבין האובייקט או השטח נבדק. קרני גמא יש חדירות גבוהה, ואת הרקע שלהם לא משתנה. אם הדוסימטר זיהה קרינת ביתא, התקנת מכשול ההפרדה, אפילו מגיליון דק של מתכת, תחסום כמעט לחלוטין את זרימת חלקיקי הבטא.

סטים נפוצים של dosimeters בודדים DP-22, DP-24 לא להשתמש גייגר מונים. במקום זאת, נעשה שימוש בחיישן קאמרית יינון, ולכן הרגישות הייתה נמוכה מאוד. מכשירים דוסימטריים מודרניים על מוני גייגר הם אלפי פעמים רגישים יותר. עם אותם, אתה יכול לרשום שינויים טבעיים קרינה רקע השמש.

תכונה ראויה לציון של מונה גייגר היא רגישותו, שהיא גדולה פי עשרות או מאות פעמים מהרמה הנדרשת. אם מד מופעלת בחדר להוביל מוגן לחלוטין, זה יראה רקע קרינה טבעית ענקית. קריאות אלה אינן פגם בתכנון המונה עצמו, אשר אומת על ידי בדיקות מעבדה רבות. נתונים אלה הם תוצאה של רקע קוסמי קרינה טבעית. הניסוי מראה רק עד כמה רגיש הדלפק של גייגר.

באופן ספציפי למדידת פרמטר זה, המאפיינים הטכניים מציינים את הערך של הרגישות של מונה הדופק של הדופק (פעימות למיקרו-שניות). ככל שיותר פעימות אלה, כך גדלה הרגישות.

מדידת קרינה על ידי מונה גייגר, מעגל dosimeter

את מעגל dosimeter ניתן לחלק לשני מודולים פונקציונליים: מתח גבוה אספקת החשמל יחידת מעגל מדידה. מתח גבוה ספק כוח - אנלוגי. מודול המדידה על dosimeters דיגיטלי הוא תמיד דיגיטלי. זהו הדופק הדופק, אשר מציג את הערך המקביל בצורה של מספרים בקנה מידה המכשיר. כדי למדוד את המינון של הקרינה, יש צורך לספור את הפולסים לדקה, 10, 15 שניות או ערכים אחרים. המיקרו-מעבד מחזיר מחדש את מספר הפולסים לערך מסוים בסולם הסקירה של יחידות הקרינה הסטנדרטיות. הנה הנפוצים ביותר:

  • צילום רנטגן (משמש בדרך כלל צילום רנטגן);
  • Sievert (mikrozivert - mSv);
  • Ale קבוצה
  • אפור, שמח
  • צפיפות הזרימה microwatts / m2.

Sievert היא היחידה הנפוצה ביותר למדידת קרינה. כל הנורמות מתואמות לה, אין צורך בחישובים נוספים. רם - יחידה לקביעת השפעת הקרינה על אובייקטים ביולוגיים.

השוואה של גז פריקה גייגר נגד עם חיישן קרינה מוליך למחצה

הדלפק גייגר הוא מכשיר פריקת גז, ואת המגמה הנוכחית של המיקרואלקטרוניקה הוא סילוק אוניברסלי של אותם. עשרות גרסאות של חיישני קרינה מוליכים למחצה פותחו. הרקע קרינה הרמה שנרשמו על ידי אותם הוא הרבה יותר גבוה מאשר גייגר דלפקים. הרגישות של חיישן המוליכים למחצה גרועה יותר, אבל יש לה יתרון נוסף - עלות האפקטיביות. מוליכים למחצה אינם דורשים מתח במתח גבוה. עבור dosimeters נייד מופעל הסוללה, הם מתאימים היטב. יתרון נוסף הוא רישום של חלקיקי אלפא. נפח הגז של המונה גדול באופן משמעותי מחיישן המוליכים למחצה, אך עדיין ממדיו מקובלים אפילו לטכנולוגיה ניידת.

מדידת קרינת אלפא, ביתא וגמא

קרינת גמא היא הקלה ביותר למדוד. זוהי קרינה אלקטרומגנטית, שהיא זרם של פוטונים (האור הוא גם זרם של פוטונים). שלא כמו האור, יש לו תדירות גבוהה הרבה יותר ואורך גל קצר מאוד. זה מאפשר לו לחדור אטומים. בהגנה אזרחית, קרינת גמא חודרת לקרינה. הוא חודר דרך קירות הבתים, המכוניות, המבנים השונים ומוחזק רק בשכבת אדמה או בטון של כמה מטרים. ההרשמה של גמא קוואנטה מתבצעת עם הסיום dosimeter על פי קרינת גמא הטבעית של השמש. אין צורך במקורות קרינה. זה דבר אחר לגמרי עם בטא ואלפא קרינה.

אם קרינת α (קרינת אלפא) מייננת, היא באה מחפצים חיצוניים, אז היא כמעט בטוחה והיא זרם של אטומי הליום. טווח וחדירות של חלקיקים אלה הוא קטן - כמה מיקרומטר (מקסימום מילימטרים) - בהתאם חדירות של המדיום. בגלל תכונה זו, זה כמעט לא להירשם עם מונה Geiger. יחד עם זאת, רישום קרינת אלפא הוא חשוב, שכן חלקיקים אלה הם מסוכנים מאוד כאשר הם חודרים לתוך הגוף עם אוויר, מזון ומים. עבור גזירה שלהם גייגר דלפקים משמשים מוגבל. חיישנים מוליכים למחצה מיוחדים נפוצים יותר.

קרינה ביתא נרשם באופן מושלם על ידי מונה Geiger, כי חלקיק ביתא הוא אלקטרון. הוא יכול לטוס מאות מטרים באטמוספירה, אבל הוא ספוג היטב על ידי משטחי מתכת. בהקשר זה, מונה גייגר חייב להיות חלון של נציץ. תא המתכת מורכב מעובי דופן קטנה. הרכב הגז הפנימי נבחר באופן כזה כדי להבטיח ירידה בלחץ קטן. גלאי קרינה ביתא מונח על בדיקה מרחוק. בחיי היומיום, dosimeters כאלה אינם נפוצים. מדובר בעיקר במוצרים צבאיים.

דוסימטר בודד עם מונה גייגר

זה סוג של מכשירים יש רגישות גבוהה, בניגוד דגמים ישנים עם מצלמות יינון. מודלים אמינים מוצעים על ידי יצרנים מקומיים רבים: "טרה", "MKS-05", "DKR", "Radeks", "RKS". כל אלה הם התקנים עצמאיים עם פלט נתונים למסך ביחידות סטנדרטיות. יש מצב של אינדיקציה של המינון המצטבר של הקרינה, כמו גם את הרקע רקע מיידי.

כיוון מבטיח הוא דוסימטר ביתי קידומת על הטלפון החכם. מכשירים כאלה מיוצרים על ידי יצרנים זרים. יש להם יכולות טכניות עשירות, יש פונקציה של אחסון אינדיקציות, עלות, חישוב מחדש וסיכום של קרינה במשך ימים, שבועות, חודשים. עד כה, בשל נפחי הייצור הנמוכים, העלות של מכשירים אלה היא גבוהה למדי.

Dosimeters תוצרת בית, למה הם צריכים?

הדלפק של גייגר הוא אלמנט מסוים של הדוסימטר, שאינו נגיש לחלוטין לייצור עצמאי. בנוסף, הוא נמצא רק dosimeters או נמכר בנפרד בחנויות הרדיו. אם חיישן זה זמין, כל שאר המרכיבים של dosimeter ניתן להרכיב באופן עצמאי מחלקים שונים של מוצרי האלקטרוניקה: טלוויזיות, לוחות אם, וכו 'על תריסר עיצובים מוצעים כעת באתרי רדיו חובבים ופורומים. זה שווה לאסוף אותם, כמו אלה האפשרויות הבשלות ביותר, לאחר הדרכות מפורטות להקמת והתאמה.

המעגל להפעלת מונה Geiger תמיד מרמז על מקור מתח גבוה. מתח פעולה אופייני למטר הוא 400 וולט. הוא מתקבל על פי מעגל הגנרטור החוסם, וזהו האלמנט המורכב ביותר במעגל ה- dosimeter. את הפלט של הדלפק ניתן לחבר מגבר בתדר נמוך לספור את הקליקים של הדובר. כזה dosimeter הוא התאספו במקרה חירום, כאשר אין כמעט זמן הייצור. תיאורטית, את הפלט של מונה Geiger יכול להיות מחובר קלט אודיו של ציוד ביתי, כגון מחשב.

מדדי התוצרת עצמית המתאימים למדידות מדויקות נאספים כולם על מיקרו-בקרים. מיומנויות תכנות לא נחוצים כאן, כמו התוכנית נרשם מוכן גישה חופשית. הקשיים כאן אופייני לייצור אלקטרונית הביתה: קבלת לוח מעגלים מודפסים, הלחמה רכיבים רדיו, ולהפוך את המקרה. כל זה נפתר בסדנה קטנה. דוסימטרים עצמית מתוצרת גייגר נעשים במקרים בהם:

  • אין אפשרות לרכוש dosimeter מוכן;
  • צריך מכשיר בעל מאפיינים מיוחדים;
  • יש צורך ללמוד את תהליך הבנייה והתאמת dosimeter.

את dosimeter תוצרת בית מכויל על רקע טבעי בעזרת dosimeter אחר. זה המקום שבו תהליך הבנייה מסתיים.

צפה בסרטון: Geiger Counter - The Civil Defense CDV-715 - High Dose Radiation Detection Unit (סֶפּטֶמבֶּר 2019).