Это напряжение находится примерно в середине типичного режима работы. Характеристика режима представляет собой плоскую часть обнаруженных импульсов по отношению к напряжению и поэтому называется «плато». Это точка, в которой достигается самая высокая рабочая скорость (верхний предел измерения). Типичное значение составляет 400 В.
Счетчик Гейгера. Устройство и принцип работы
Радиационное облучение — одна из самых опасных форм загрязнения окружающей среды. После крупных аварий, в ходе которых произошел выброс радиоактивных частиц, мы теперь знаем, насколько велик ущерб, наносимый природе и людям. Эти выбросы загрязняют почву на десятилетия и вызывают мутации в живых организмах. События в Чернобыле, Фукусиме и Нагасаки вызвали последствия, которые до сих пор не исчезли. Тысячи людей погибли, большие территории были загрязнены.
Но не только вблизи опасных объектов человека может преследовать радиация. Существует естественный уровень ионизирующего излучения, вызванный космическими лучами и процессами в земной коре. С другой стороны, деятельность человека приводит к повышению радиационного фона и создает различные антропогенные источники радиации. Вот почему так важно контролировать всю деятельность человека на предмет соответствия требованиям. Измерение радиации с помощью счетчика Гейгера — один из самых эффективных методов измерения ионизирующего излучения. Прибор способен осуществлять непрерывный мониторинг с учетом погодных условий и географического положения. Его можно использовать как в быту, так и в промышленности.
Принцип работы счетчика Гейгера заключается в подсчете радиоактивных частиц, попадающих в прибор. Его внутренняя структура такова, что частицы, попадающие в устройство, смешиваются с инертным газом и ионизируются. Именно так фиксируются результаты.
Даже если излучение является физическим, это не значит, что оно опасно. Даже уровень естественной радиации сейчас часто превышает норму. Все это — результат деятельности человека и его воздействия на окружающую среду. Остается вопрос о воздействии радиации на организм человека. Ученые начали изучать влияние ионизирующих частиц некоторое время назад. Однако уже сейчас ясно, что это опасное явление, которое иногда может привести к летальному исходу. И эти частицы чрезвычайно опасны, поскольку их невозможно обнаружить без прибора, а люди часто даже не подозревают, что подверглись облучению.
Как работает счетчик Гейгера?
Это прибор, который может точно регистрировать количество ионизирующих частиц. Все это происходит благодаря реакции, которая приводит к появлению импульсов. Само устройство не является сложным с точки зрения схемы и действия
- Внутри прибора находятся катод и анод, и при включении возникает повышенное электрическое напряжение. Катод заполняется газом. Так в основном используют аргон, неон или их смесь.
- После этого ионизирующая частица попадает в прибор и начинает смешиваться с газом. Благодаря электрическому полю сила реакции усиливается и поэтому можно легко зафиксировать количество разрядов. Эти разряды соответствуют количеству частиц. Прибор подсчитывает количество разрядов за определенный период времени. После окончания фиксации частиц прибор издает звуковой сигнал.
Измерительное устройство представляет собой контейнер с инертным газом. В зависимости от модели могут использоваться различные вещества и элементы. Однако наиболее распространенными являются аргон или неон, которые подаются в баллоны, но иногда встречается и их смесь. Газ в баллоне поддерживается под минимальным давлением, чтобы между катодом и анодом не возникало электрических импульсов.
Из чего состоит счетчик Гейгера?
В устройстве можно выделить трубку и специальную натяжную нить, которая натягивается вдоль оси цилиндра. Они действуют как катод и анод. Анодом может быть либо провод, либо металлическая клемма. Сейчас на него иногда наносят специальное покрытие, которое повышает точность результатов за счет фильтрации излучения.
Приборы могут быть предназначены для профессионального или бытового использования, что влияет на их конструкцию. Профессиональные инструменты могут включать дополнительные аксессуары.
Чтобы понять, как работает счетчик Гейгера, необходимо сначала рассмотреть его конструкцию. Он имеет форму герметично закрытого стеклянного или металлического термосенсора. Весь воздух удаляется и заменяется инертным газом, в который добавлены спиртовые соединения или галогены. Для этого используются следующие типы веществ:
Внутри тепловой камеры расположены коаксиально установленные элементы. Это электроды, с помощью которых проводится измерение. Один из них — анод, к которому подключается знак плюс, а другой — катод, к которому подключается знак минус.
Принцип действия счетчика Гейгера основан на прохождении ионизирующих частиц через инертный газ, который подвергается воздействию высоковольтного поля. В результате образуются свободные электроны, которые направляются к аноду. Ионы газа перемещаются к катоду. Это приводит к электрическому разряду. При прохождении через счетчик импульсов определяется количество излучения, поступающего в трубку.
Схема и принцип работы счетчика
Именно по этой причине счетчик Гейгера ломается во время измерений. Чем больше ионизирующих частиц, тем больше импульсов регистрируют электроды. Их можно услышать, когда детектор находится в рабочем состоянии.
- неон;
- аргон;
- смесь из двух газов.
Устройства доступны в двух версиях:
Счетчики Гейгера позволяют легко и быстро определить местонахождение источника ионизированного излучения как в помещении, так и на открытом воздухе. Это относительно недорогие, но надежные и эффективные датчики, поэтому они широко используются в таких устройствах, как дозиметры. Их можно использовать для радиационного контроля:
Конструкция счетчика Гейгера позволяет определять количество излучения с большой точностью. Однако, чтобы сделать правильный выбор, пользователь должен знать технические параметры различных моделей, принцип их работы, а также их преимущества и недостатки:
Виды счетчика Гейгера
Все эти факторы указывают на правильную работу детектора и
- Цилиндрические. Этот вид производится с использованием металлической гофрированной трубки с тонкими стенками. Рифленая поверхность придает гильзе дополнительный показатель жесткости, чтобы она была максимально устойчива к атмосферному давлению и не деформировалась. Торцы трубки оборудуются изоляторами для создания герметичности. Они сделаны из стекла и пластмассы термореактивного вида. На них расположены выводы для подключения плат прибора. Такой счетчик Гейгера-Мюллера применяется для регистрации как бета, так и гамма лучей.
- Торцевые или плоские. Этот вид устройства регистрирует еще и на альфа излучение, которое отличается меньшей проходимостью частиц. Конструкция корпуса плоская. В нем есть окно из слюды, обеспечивающее лучшую проходимость частиц.
- стройматериалы:
- одежду;
- технику;
- мебель;
- продукты питания.
Какие параметры нужно учитывать при выборе счетчика
- Чувствительность. Этот параметр оценивается по соотношению количества микрорентген к числу импульсов, вызываемых излучением. Чувствительность может сильно варьироваться в зависимости от вида источника.
- Площадь рабочей зоны. Этот показатель влияет на размеры устройства. Бытовой счетчик Гейгера имеет небольшие размеры, промышленные отличаются более внушительными габаритами. Чем обширнее площадь рабочей зоны, тем больше активных частиц сможет регистрировать прибор.
- Рабочее напряжение. Этот показатель влияет на рабочие характеристики устройства. Среднее значение составляет 400 В.
- Рабочая температура. Для моделей, которые разрешено использовать в общем применении, этот показатель находится в диапазоне от −50 до +70 градусов. Этот параметр очень важен, так как датчик используется в различных условиях, например, в реакторе, где температура может достигать высоких значений.
- Рабочий ресурс. Он в среднем равен одному миллиарду улавливаемых импульсов. Этот параметр считается только в случае, когда аппарат включен и фиксирует частицы. При отсутствии воздействия напряжения или просто при хранении рабочий ресурс не уменьшается.
- Мертвое время. Этот показатель указывает на период неактивности оборудования после срабатывания от уловленной частицы. Как правило, это значение равняется 10 микросекундам. Именно этот показатель влияет на то, что датчик может зашкалить и не отреагировать вовремя. Поэтому приборы необходимо закрывать свинцовыми экранами.
