Menu English Ukrainian Russian Home

Бесплатная техническая библиотека для любителей и профессионалов Бесплатная техническая библиотека


Радиоактивное излучение. Как его обнаружить? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дозиметры

Комментарии к статье 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.

Радиоактивное излучение. Как его обнаружить?

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.

Радиоактивное излучение. Как его обнаружить?
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.

Радиоактивное излучение. Как его обнаружить?
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.

Радиоактивное излучение. Как его обнаружить?
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.

Радиоактивное излучение. Как его обнаружить?
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:

Использование Apple Vision Pro во время операций 16.03.2024

Медицинская команда больницы Кромвеля в Лондоне впервые применила Apple Vision Pro в ходе двух операций на позвоночнике. Это событие подтверждает потенциал гарнитуры в качестве медицинского инструмента, изменяющего подход к хирургической практике. Хотя сами врачи не использовали Vision Pro, операционная медсестра работала с виртуальной реальностью, используя очки во время подготовки и выполнения процедур. Гарнитура позволила просматривать виртуальные экраны в операционной, выбирать инструменты и следить за ходом операции. Программное обеспечение, разработанное компанией eXeX, специализирующейся на создании приложений на основе искусственного интеллекта для хирургии, существенно улучшило процесс оказания медицинской помощи пациентам. Использование Apple Vision Pro открывает новые возможности для разработки приложений в сфере здравоохранения, таких как клиническое образование, планирование операций, обучение и медицинская визуализация. Внедрение Apple Vision Pro в медицинскую пр ...>>

Хранение углерода в Северное море 16.03.2024

Министр энергетики Норвегии Терье Осланд объявил о запуске проекта Longship, нацеленного на создание центрального хранилища углекислого газа в Северном море. Этот амбициозный проект оценивается в $2,6 млрд и направлен на применение технологии CCS (углеродного захвата и хранения) для смягчения воздействия климатических изменений. Норвегия уже имеет опыт в области CCS благодаря успешным проектам Sleipner и Snohvit, и сейчас стремится увеличить объем углерода, запечатываемого под морским дном. План Longship предусматривает создание мощности по захвату и хранению 1,5 млн. тонн углерода ежегодно в течение 25 лет. Несмотря на позитивные перспективы, существуют опасения по поводу долгосрочных последствий такого хранения. Однако сторонники проекта утверждают, что морское хранение углерода имеет ряд преимуществ, включая минимальное воздействие на окружающую среду. Проект Longship осуществляется при участии компаний Equinor, Shell и TotalEnergies через совместное предприятие Northern Li ...>>

Выращены мини-органы из амниотической жидкости человека 15.03.2024

Международная команда ученых под руководством профессора Фань Сюлиня из Университета Чжэцзян разработала уникальный способ выращивания мини-органов из клеток, обнаруженных в амниотической жидкости человека. Этот значительный прорыв в медицине может привести к улучшению диагностики и лечения врожденных заболеваний. Органоиды, представляющие собой трехмерные клеточные структуры, имитирующие органы в меньшем масштабе, были выращены из клеток легких, почек и тонкого кишечника, найденных в амниотической жидкости. Этот метод открывает новые возможности для изучения различных состояний плода и может стать ключом к ранней диагностике и лечению врожденных дефектов. Хотя пока не проводились попытки использования этого метода в лечении, ученые надеются, что их исследования в будущем помогут бороться с серьезными врожденными заболеваниями, которые затрагивают миллионы новорожденных ежегодно. Этот прорыв может изменить практику медицинских вмешательств, позволяя диагностировать и лечить врожд ...>>

Случайная новость из Архива

Приятные воспоминания побеждают депрессию 28.06.2015

Наверняка многие в трудную минуту жизни слышали совет вспомнить или подумать о чем-нибудь хорошем, чтобы развеять тоску. И наверняка многие, последовав этому совету, чувствовали, что депрессия и впрямь исчезает. Как и почему так происходит, удалось узнать исследователям из Массачусетского технологического института под руководством Судзуми Тонегавы (Tonegawa Susumu).

Лаборатория Тонегавы уже много лет занимается изучением молекулярно-клеточных механизмов памяти, и результаты здесь удалось получить действительно выдающиеся. Совсем недавно мы писали о том, что Тонегаве вместе с коллегами удалось восстановить утраченные воспоминания, правда, пока только у мышей. Из других достижений лаборатории можно вспомнить эксперименты по внедрению ложной памяти и по смене эмоционального знака у воспоминаний, когда плохое воспоминание становилось хорошим.

Манипуляции с памятью стали возможны благодаря тому, что нейробиологи научились работать с энграммными клетками, которые служат своеобразными "ключами" к единицам хранящейся в мозге информации. Более того, сотрудники Тонегавы научились отличать, какие клетки за какие воспоминания отвечают. В своей последней работе, опубликованной в Nature, они устраивали самцам мыши свиданием с самкой - воспоминания о приятно проведенном времени откладывались в памяти животных, и исследователи потом могли активировать соответствующие клетки, которые "включали" эти воспоминания. (Клетки были снабжены фотобелком, который открывал ионные каналы и заставлял нейрон генерировать импульс, свет же в мозг мыши поступал через оптоволокно.)

Затем животным устраивали продолжительный стресс, который в итоге приводил к депрессии. Конечно, можно говорить о том, что человеческая депрессия - не чета животной, однако многие симптомы депрессивных состояний у нас и у животных схожи: например, депрессивный индивидуум, попав в трудную ситуацию, быстро сдается и не может получить удовольствие от того, что раньше приносило радость. Именно такими и становились мыши после долгого стресса - но, если у них активировали клетки, отвечающие за хорошие воспоминания, то депрессия чудесным образом исчезала, и животные вели себя, как будто ничего плохого с ними в последнее время не происходило.

Поначалу депрессия отступала лишь на то время, пока длилась искусственная активация, но, если нейроны регулярно активировали в течение пяти дней (дважды в день по 15 минут), то депрессия исчезала вообще. По словам авторов, для окончательной победы над депрессией требовалось появление новых нейронов в зубчатой извилине гиппокампа. Настроение у животных улучшалось при работе нейронной цепочки, связывающей энграммные клетки в гиппокампе, миндалевидное тело, которое служит центром формирования эмоций, и прилежащее ядро, которое часто называют центром удовольствия. Очевидно, новые нейроны нужны для того, чтобы поддерживать активность в этой антидепрессантной цепи.

Но, может быть, плохое настроение у мышей можно было поправить, просто устроив им свежие приятные впечатления? Как мы уже сказали, при депрессии радоваться чему-либо вообще не получается, и, даже если мышь получала удовольствие, ее состояние не слишком улучшалось. Наиболее эффективными оказывались именно воспоминания о приятном прошлом. То есть атаковать грусть и тоску "снаружи", с помощью новых "разнообразных и позитивных" впечатлений, по большому счету, бесполезно - депрессия просто не позволит им укорениться в мозге и они исчезнут без следа. Воспоминания же помогут восстановить работу нейронных структур, благодаря которым мы вообще получаем удовольствие от жизни.

Новые данные подтвердили правильность тех психотерапевтических методов, что пытаются вернуть пациентам радость с помощью глубинных экскурсов в прошлое. Проблема в том, что депрессия сама по себе препятствует думать о чем-то хорошем, что с нами когда-то произошло. Такой же оптогенетический трюк с искусственной стимуляцией приятных воспоминаний с человеком проделать не выйдет, так что остается надеяться на какие-то химические средства, которые могли бы актуализировать положительный жизненный опыт. Однако здесь нужно будет решать проблему специфичной стимуляции нужных нейронных цепей, а этого все-таки проще всего достичь с помощью электродов, вживленных прямо в мозг.

Другие интересные новости:

▪ Рыбий жир защищает от шизофрении

▪ IRAUDAMP1 - новое мощное устройство

▪ Змей и пауков мы боимся с рождения

▪ Акустические датчики на армейских касках выявят снайперов

▪ Искусственная сетчатка

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

 

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радио - начинающим. Подборка статей

▪ статья Не спи, не спи, художник, не предавайся сну. Крылатое выражение

▪ статья Почему коровы жуют жвачку? Подробный ответ

▪ статья Гусеничный снегоход. Личный транспорт

▪ статья Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Платок Зебра. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:


E-mail (не обязательно):


Комментарий:





All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024