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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Samsung Galaxy Grand 20.12.2012 Южнокорейская корпорация Samsung официально представила новый смартфон под кодовым названием Samsung Galaxy Grand, слухи о котором появились в Сети совсем недавно. Аппарат оснащен большим дисплеем, характерным для флагманских устройств, и при этом обладает довольно посредственной начинкой. По словам разработчиков, на рынке модель будет доступна в версиях с одной и двумя SIM-картами. Смартфон оборудован 5-дюймовым сенсорным TFT-дисплеем с разрешением 800х480 точек и поддержкой технологии мультитач. Аппарат получил 1 Гбайт оперативной памяти, 8 Гбайт свободного пространства для хранения файлов, а также слот для карт памяти microSD объемом до 64 Гбайт. Сердцем устройства стал двухъядерный процессор с тактовой частотой 1,2 ГГц. Смартфон Samsung Galaxy Grand оснащен фронтальной 2-мегапиксельной камерой, способной снимать видео в 720p, а также тыльной 8-мегапиксельной камерой с подсветкой. Аппарат весит 162 грамма, а его габариты составляют 143,5 х 76,9 х 9,6 мм. Гаджет также получил акселерометр, гироскоп, сенсоры приближения и освещенности, модуль Wi-Fi, Bluetooth 4.0, GPS-приемник и Li-ion аккумулятор на 2100 мАч. Работать новинка будет под управлением мобильной операционной системы Android 4.1.2 Jelly Bean. Изначально на рынке будет доступна версия Galaxy Grand с двумя SIM-картами, а позже появится и с одной. О дате релиза и стоимости смартфона корпорация Samsung, скорее всего, объявит в рамках предстоящей выставки CES 2013 в январе.

Другие интересные новости:

▪ Пластик превращается в съедобные грибы

▪ Инопланетяне нас не нашли

▪ Полосатый кролик

▪ Передача оптической связи без проводов на большие расстояния

▪ Речь курицы расшифорвана

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД). Подборка статей

▪ статья Самопрялка с ножным приводом. Чертеж, описание

▪ статья Что увидел в телескоп Галилео Галилей? Подробный ответ

▪ статья Монтажник пластиковых и алюминиевых конструкций. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электродвигатель - преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Заземление и защитные меры электробезопасности. Заземляющие устройства в районах с большим удельным сопротивлением земли. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025