Радиоактивное излучение. Как его обнаружить? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дозиметры

 Комментарии к статье

Вовремя обнаружить радиоактивное заражение помогают специальные приборы. Конечно, увидеть, услышать или "поймать" радиоактивную частицу мы не в состоянии. Но в приборах используются свойства радиоактивных излучений - давать различные эффекты при прохождении через вещество.

Например, под воздействием радиоактивных излучений некоторые вещества начинают светиться, ряд растворов изменяет свою окраску, а фотографические пластинки засвечиваются.

Наиболее распространен метод обнаружения радиоактивных излучений по их способности ионизировать различные газы.

Простейшее устройство для этого вы можете собрать сами (рис. 1). В пластмассовую коробку или стеклянный сосуд поместите две металлические пластины и подведите к ним напряжение от источника постоянного тока или выпрямителя. Включите в цепь измерительный прибор. Выпрямитель возьмите такой, который позволил бы менять напряжение от 0 до 400 в.

Пока в воздухе ионов нет, воздух - изолятор, цепь разомкнута и ток через нее не течет. Если же под влиянием радиоактивного излучения между пластинами появляются электрически заряженные ионы, то они тут же начинают двигаться - положительные к отрицательной пластине, отрицательные - к положительной, то есть между пластинами начинает течь электрический ток.

Величина тока зависит от двух причин: от силы радиоактивного излучения и от напряжения, которое мы подаем на пластины.

Если при одном и том же радиоактивном излучении мы будем постепенно увеличивать напряжение на пластинах, а затем отложим показание микроамперметра на графике, то получится картина, изображенная на рисунке 2.

Рис. 2

Заметили, что на участке ОA сила тока возрастает пропорционально

напряжению на пластинах? Это происходит потому, что время существования иона очень мало и при малых напряжениях часть ионов не успевает "добежать" до пластин - встречается с ионами противоположного знака, соединяется с ними (рекомбинирует) и превращается в нейтральные атомы.

Чем выше напряжение, тем большее количество ионов успевает "добежать" до пластин и, следовательно, тем сильнее ток.

На участке АБ напряжение увеличивается, а ток не возрастает.

В чем загадка? Она проста - все ионы, которые образовались от радиоактивного излучения, успели "добежать" до пластин, а других ионов просто нет. Этот ток называется током насыщения, а область на графике - областью "ПЛАТО".

На участке БВ напряжение увеличивается незначительно, а ток резко возрастает. Напряжение здесь переходит границу, за которой начинается газовый разряд.

При газовом разряде энергия, которую набирает ион при движении к пластине, сразу становится так велика, что этот ион, попадая в соседний атом, разбивает его на 2 иона. Те, в свою очередь, разбивают два следующих атома и т. д. Таким образом, достаточно появиться между пластинами хотя бы одной паре ионов, как происходит мгновенная ионизация всего газа между пластинами.

Конечно, датчики (или, как говорят, детекторы), которые используются в дозиметрических приборах, отличаются от наших примитивных пластин. Для обнаружения больших доз радиоактивного излучения применяют приборы с ионизационными камерами. Что представляет она собой? Это наполненная воздухом пластмассовая коробка со стенками, покрытыми графитом. Внутри коробки укреплен Т-образный электрод (рис. 3), а стенки служат вторым электродом.

Рис. 3

Ионизационные камеры работают в области напряжений "плато" (рис. 2). Поэтому, как вы, очевидно, догадались, ионизационный ток сильно зависит от объема камеры - чем больше камера, тем больше в ней ионов.

Для точных измерений применяют приборы с газоразрядными счетчиками. В каждом счетчике есть положительный электрод - центральная нить - и окружающий ее цилиндрический отрицательный электрод (рис. 4). Центральная нить делается из особого сплава - ковара. Цилиндрический электрод - из стали толщиной около 50 мк или из стекла с нанесенным на его поверхность медным слоем.

Рис. 4

Наполняются счетчики неоново- аргоновой смесью с добавкой галогенов (хлора, брома) или спирта. Галогены и высокоатомные спирты хорошо поглощают гамма-кванты и поэтому препятствуют возникновению ложных разрядов счетчика за счет вторичных электронов, выбиваемых гамма-квантами из стенок счетчика. Такие счетчики называются еще самогасящимися.

Счетчики имеют скорость счета, "мертвое время" и коэффициент газового усиления. Скорость счета - это число вспышек (импульсов) в секунду. Самогасящиеся счетчики могут давать до 5 тыс. вспышек (разрядов) в секунду.

"Мертвое время" - это время, в течение которого положительные и отрицательные ионы "добегают" до своих электродов. В это время любая новая попавшая в счетчик частица не будет зарегистрирована, так как весь газ в объеме счетчика и без того ионизирован.

Коэффициент газового усиления - это число, показывающее, во сколько раз усиливается первичное количество ионов в результате лавинообразной ионизации в счетчике. Он может достигать десятков тысяч.

Промышленность выпускает самые разнообразные счетчики; например, СТС-2, СТС-5 (стальной, самогасящийся), типа АС и СТС, торцовые - МСТ-17, малочувствительные - СИ-БГ и др.

Токи, возникающие в ионизационных камерах и газоразрядных счетчиках, настолько малы, что измерить их непосредственно очень трудно. Приходится предварительно усиливать. Чаще всего используют ламповый усилитель.

Для измерения в этом случае напряжение с высокоомного сопротивления подается на управляющую сетку лампы-триода (рис. 5). Отрицательное напряжение на сетке подбирается так, чтобы в отсутствие тока через газоразрядный счетчик лампа была заперта. Если в цепи счетчика потечет ток, то напряжение на сетке лампы уменьшится до такой величины, что лампа "откроется" и через нее потечет ток. Чем больший ток будет течь в цепи счетчика, тем больший ток потечет через лампу, в ее анодной цепи. Но ток в анодной цепи во много раз больше тока в цепи счетчика. Значит, его уже можно измерить обычным микроамперметром.

Рис. 5

Обычно в схему включают несколько разных по величине высокоомных сопротивлений. Тогда расширяется диапазон измерений.

Таким способом измеряют только суммарные токи от множества разрядов в газоразрядном счетчике. Если же нужно точно посчитать количество вспышек в нем, то применяют механические счетчики и электронные пересчетные устройства.

Скорость счета газоразрядного счетчика, как уже говорилось, составляет около 5 тыс. импульсов в секунду, а механического - всего 100 импульсов в секунду. Поэтому для повышения разрешающей способности механического счетчика применяют пересчетные схемы. Об устройстве и принципе их работы на счетных ячейках (триггерах) вы можете прочитать в книге И. П. Бондаренко и Н. В. Бондаренко "Основы дозиметрии ионизирующих излучений" (изд. "Высшая школа", М., 1962).

Для измерения доз облучения, полученных за определенное время, в основном пользуются двумя методами: 1) измерением степени разрядки конденсатора, заряженного до определенного потенциала, и 2) изменением окраски некоторых растворов под влиянием ионизирующего излучения, Устройства для измерения полученных доз называют дозиметрами.

Индивидуальный дозиметр представляет собой конденсатор, одним электродом у которого является центральный штырь, а вторым - корпус. Для того чтобы узнать, какая доза излучения прошла через устройство, специальным прибором измеряют начальный и остаточный заряды дозиметра.

Химический дозиметр представляет собой ампулу, заполненную определенным раствором. Под влиянием излучения окраска раствора изменяется.

Простейшим дозиметром может быть обычный лабораторный электроскоп, шкала которого предварительно проградуирована в рентгенах или миллирентгенах. Будучи заряженным, такой электроскоп под влиянием ионизирующего излучения начнет разряжаться. По величине его разрядки можно судить о дозе излучения.

Авторы: А.Цуриков, О.Калиниченко

Смотрите другие статьи раздела Дозиметры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Высокоскоростной внешний SSD Samsung T9 07.10.2023 Samsung представила новое поколение портативных SSD-накопителей T9, обеспечивающих высокую скорость передачи данных до 20 Гбит/с с использованием интерфейса USB 3.2 Gen 2?2. Устройство доступно в трех вариантах памяти: 1, 2 и 4 Тбайт. Скорость последовательного чтения в каждом из них достигает 2000 Мбайт/с, а скорость последовательной записи составляет 1950 Мбайт/с для первых двух вариантов и 2000 Мбайт/с для последнего. Корпус SSD выполнен из резины с "карбоновым" рисунком, придавая ему на ощупь текстуру ткани. Устройство устойчиво к падениям с высоты до 3 метров, а технология Dynamic Thermal Guard обеспечивает защиту от перегрева. Вес устройства составляет не более 122 грамм. Для обеспечения безопасности данных используется 256-битное аппаратное AES-шифрование. Samsung T9 совместим с операционными системами Windows, macOS и Android. В комплект поставки включены кабели с разъемами USB Type-C-to-C и USB Type-C-to-A. В США цены на версии диска объемом 1, 2 и 4 Тбайт составляют соответственно 140, 240 и 440 долларов.

Другие интересные новости:

▪ КМОП-сенсоры изображения

▪ Картошка для пожарных

▪ Умная повязка для головы MOOV HR

▪ Гиперболы гиперпетли

▪ Тонометр со смартфоном

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Домашняя мастерская. Подборка статей

▪ статья Эдгар Дега. Знаменитые афоризмы

▪ статья В каком мегаполисе совсем нет наружной рекламы? Подробный ответ

▪ статья Косметик. Должностная инструкция

▪ статья Автоматическое включение света. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Перелетающий платок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026