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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Мотивация и стресс меняет нашу память 08.04.2026 Память человека нередко кажется парадоксальной: одни события сохраняются в мельчайших деталях, тогда как другие, более значимые, растворяются в обобщениях и смутных ощущениях. Это явление давно привлекает внимание исследователей, поскольку от него зависит не только наше восприятие прошлого, но и способность учиться, принимать решения и адаптироваться к новым условиям. Современные данные нейронауки позволяют взглянуть на этот феномен под новым углом и объяснить, почему одни воспоминания оказываются яркими и точными, а другие - фрагментарными и расплывчатыми. Иногда мозг способен воспроизвести, казалось бы, несущественные эпизоды двадцатилетней давности с поразительной сенсорной точностью, включая звуки, запахи и визуальные детали. В то же время события, произошедшие всего месяц назад, могут сохраняться лишь в виде общего эмоционального фона и нескольких размытых идей. Такое несоответствие нельзя объяснить только значимостью события или его объективной важностью для человека. Исследования, проведенные учеными из США и Сингапура, показали, что ключевым фактором является не само событие, а состояние мотивации в момент его переживания. Оказалось, что способ кодирования информации в памяти напрямую зависит от того, какие внутренние стимулы управляют вниманием человека в конкретную секунду. Иными словами, не только то, что происходит, но и то, зачем мы это переживаем, определяет форму будущего воспоминания. Выяснилось, что в мозге функционируют по меньшей мере две различные нейрохимические системы, отвечающие за запоминание. Первая связана с дофамином и активируется в состоянии любопытства или ожидания вознаграждения. В такие моменты мышление становится гибким, ассоциативным и направленным на поиск связей. Человек легче улавливает абстрактные идеи, формирует ментальные карты и создает сложные когнитивные структуры, которые могут быть полезны в будущем. Вторая система активируется в условиях стресса, дефицита времени или ощущения срочности и связана с норадреналином. В этом состоянии внимание резко сужается, а когнитивные процессы становятся более жесткими и целенаправленными. Мозг фиксирует только те элементы информации, которые необходимы для немедленного решения задачи, игнорируя контекст, нюансы и дополнительные связи. В результате воспоминания оказываются точными, но ограниченными по содержанию. Таким образом, различные мотивационные состояния можно рассматривать как своеобразные переключатели, которые определяют режим работы памяти. Любопытство способствует формированию широких и гибких знаний, тогда как стресс обеспечивает концентрацию на конкретных деталях. Эти механизмы не конкурируют между собой, а выполняют разные адаптивные функции, позволяя человеку эффективно действовать как в условиях неопределенности, так и в ситуациях, требующих быстрого реагирования. Практическое значение этих открытий уже активно обсуждается. Исследователи рассматривают возможность применения подобных механизмов в образовательных технологиях, где искусственный интеллект сможет адаптировать подачу материала в зависимости от мотивационного состояния учащегося. Кроме того, ведутся работы по использованию этих принципов в терапии депрессии, синдрома дефицита внимания и гиперактивности, деменции и возрастного снижения когнитивных функций. Особый интерес вызывает развитие нейрофидбека, который потенциально позволит людям осознанно влиять на собственные нейрохимические процессы. С прикладной точки зрения выводы достаточно ясны: если необходимо глубоко понять сложную тему и выстроить систему знаний, важно стимулировать собственное любопытство и интерес. Если же требуется быстрое и точное выполнение задачи, полезно создать условия срочности и ограниченности времени. В конечном счете мы запоминаем не столько сами события, сколько тот внутренний контекст и усилия, которые сопровождали их переживание.

Другие интересные новости:

▪ Гарнитура Logitech Zone Wireless 2

▪ Слоны в зеркале

▪ Добыча железа на Марсе

▪ Новое применение дискам Blu-ray

▪ Слабовидящие смогут читать обычные книги

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Загадки для взрослых и детей. Подборка статей

▪ статья Стихийные бедствия: возникновение, последствия и прогнозирование. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Что такое вечный двигатель? Подробный ответ

▪ статья Заточник ножей. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Микропузырьковая ванна для травления печатных плат. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Невидимая вода. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026