Геигеров бројач - главни сензор за мерење зрачења. Он региструје гама, алфа, бета зрачење и рендгенске снимке. Он има највећу осетљивост у поређењу са другим методама снимања зрачења, на пример, јонизационих комора. То је главни разлог за његову широку дистрибуцију. Остали сензори за мерење радијације се користе веома ретко. Скоро сви уређаји за дозиметријско праћење су изграђени управо на Геигеровим бројачима. Производе се у великим количинама, а постоје и уређаји различитих нивоа: од војних пријемних дозиметара до кинеске робе широке потрошње. Сада купити било који уређај за мјерење зрачења није проблем.
Универзална дистрибуција дозиметријских инструмената још није била недавно. Тако се 1986. године, током чернобилске несреће, испоставило да становништво једноставно нема дозиметријске извиђачке направе, што је, успут речено, додатно погоршало посљедице катастрофе. У исто време, упркос ширењу аматерског радија и кругова техничке креативности, Геигерови бројачи нису се продавали у продавницама, па је прављење кућних дозиметара било немогуће.
Принцип рада Геигерових бројача
Ово је електровакуумски уређај са изузетно једноставним принципом рада. Сензор радиоактивног зрачења је метална или стаклена комора са метализацијом испуњеном испуштеним инертним гасом. У средини камере је електрода. Спољни зидови коморе спојени су на извор високог напона (обично 400 волти). Интерна електрода - до осетљивог појачала. Ионизирајуће зрачење (зрачење) је ток честица. Они буквално преносе електроне из катоде високог напона у анодна влакна. Једноставно индукује напон који се већ може измерити повезивањем на појачало.
Висока осетљивост Геигеровог бројача је последица лавинског ефекта. Енергија коју појачало региструје на излазу није енергија извора јонизујућег зрачења. То је енергија високонапонске јединице за напајање самог дозиметра. Улазна честица само преноси електрон (енергетски набој, који се претвара у струју, коју је метар забележио). Између електрода је уведена гасна смеша која се састоји од племенитих гасова: аргон, неон. Дизајниран је за гашење високонапонских пражњења. Ако дође до таквог пражњења, то ће бити лажно позитивно за бројач. Накнадни мјерни круг занемарује такве екстреме. Поред тога, напајање високим напоном такође мора бити заштићено од њих.
Струјни круг у Геигеровом бројачу обезбеђује излазну струју у неколико микроампере на излазном напону од 400 волти. Тачна вредност напона напајања је подешена за сваку марку бројила према његовој техничкој спецификацији.
Геигеров бројач, осетљивост, забележене емисије
Уз помоћ Геигеровог бројача, гама и бета зрачење се могу регистровати и прецизно измерити. Нажалост, не можете директно препознати тип зрачења. Ово се ради индиректно постављањем баријера између сензора и објекта или терена који се испитује. Гама зраци имају високу пропустљивост, а њихова позадина се не мења. Ако је дозиметар открио бета зрачење, инсталација сепарацијске баријере, чак и из танког слоја метала, готово би потпуно блокирала проток бета честица.
Заједнички сетови појединачних дозиметара ДП-22, ДП-24 нису користили Геигерове бројаче. Уместо тога, тамо је коришћен сензор за јонизациону комору, тако да је осетљивост била веома ниска. Модерни дозиметријски инструменти на Геигеровим бројачима су хиљадама пута осетљивији. Са њима можете регистровати природне промене у сунчевом зрачењу.
Значајна карактеристика Геигеровог бројача је његова осетљивост, која је неколико десетина или стотина пута већа од траженог нивоа. Ако је метар укључен у потпуно заштићеној оловној комори, он ће показати огромну природну позадину зрачења. Ова очитања нису дефект у дизајну самог мерила, што је потврђено бројним лабораторијским тестовима. Такви подаци су посљедица природне радијалне космичке позадине. Експеримент само показује колико је Геигеров бројач осетљив.
Специфично за мерење овог параметра, техничке карактеристике указују на вредност осетљивости бројача импулсног импулса (импулса по микросекунди). Што је више ових импулса, то је већа осетљивост.
Мерење радијације помоћу Геигеровог бројача, кола дозиметра
Круг дозиметра се може поделити на два функционална модула: високонапонско напајање и мјерни круг. Хигх Волтаге Повер Суппли - Аналог. Мерни модул на дигиталним дозиметрима је увек дигитални. Ово је бројач импулса, који приказује одговарајућу вредност у облику бројева на скали инструмента. Да би се измерила доза зрачења, потребно је бројати импулсе у минути, 10, 15 секунди или другим вредностима. Микроконтролер прерачунава број импулса на одређену вредност на скали дозиметра у стандардним јединицама зрачења. Ево најчешћих:
- Рендгенски снимак (обично се користи рендгенски снимак);
- Сиеверт (микрозиверт - мСв);
- Рем;
- Граи, драго ми је
- густина протока у мицроваттс / м2.
Сиеверт је најпопуларнија јединица за мерење зрачења. Све норме су у корелацији са њом, нису потребне никакве додатне рекалкулације. Рем - јединица за одређивање ефекта зрачења на биолошке објекте.
Поређење гасног бројача Геигер-а са полуводичким сензором зрачења
Геигеров бројач је уређај за пражњење плина, а тренутни тренд микроелектронике је универзално одлагање истих. Развијено је више десетина варијанти полупроводничких сензора зрачења. Њихов ниво зрачења у позадини је много већи него код Геигерових бројача. Осетљивост полупроводничког сензора је лошија, али има још једну предност - економичност. Полуводичи не захтевају напон високог напона. За преносне дозиметре са батеријским напајањем, они су веома погодни. Још једна предност је регистрација алфа честица. Запремина гаса мерача је знатно већа од полупроводничког сензора, али су ипак његове димензије прихватљиве чак и за преносну технологију.
Мерење алфа, бета и гама зрачења
Гама зрачење је најлакше измерити. То је електромагнетно зрачење, које је ток фотона (светлост је такође ток фотона). За разлику од светла, он има много већу фреквенцију и веома кратку таласну дужину. То му омогућава да продре у атоме. У цивилној одбрани, гама зрачење је пенетрирајуће зрачење. Пролази кроз зидове кућа, аутомобила, различитих структура и задржава се само слојем земље или бетона од неколико метара. Регистрација гама кванта се врши помоћу дозирања дозиметра према природном гама зрачењу сунца. Нису потребни извори зрачења. То је сасвим друга ствар са бета и алфа зрачењем.
Ако је зрачење α (алфа-зрачења) јонизујуће, оно долази из спољних објеката, онда је готово сигурно и представља ток хелијумских атома. Опсег и пропустљивост ових честица је мали - неколико микрометара (максимални милиметри) - у зависности од пропусности подлоге. Због ове функције, готово се не региструје са Геигеровим бројачем. Истовремено, важна је регистрација алфа зрачења, јер су те честице изузетно опасне када продиру у тело са ваздухом, храном и водом. За њихов декрет се користе Геигерови бројачи. Специјални сензори полупроводника су чешћи.
Бета зрачење се савршено снима помоћу Геигеровог бројача, јер је бета честица електрон. Може летјети стотинама метара у атмосфери, али се добро апсорбира металним површинама. У том смислу, Геигеров бројач мора имати прозор од лискуна. Метална комора је направљена са малом дебљином зида. Састав унутрашњег гаса се бира на такав начин да се обезбеди мали пад притиска. Детектор бета зрачења налази се на даљинској сонди. У свакодневном животу такви дозиметри нису широко распрострањени. То су углавном војни производи.
Индивидуални дозиметар са Геигеровим бројачем
Ова класа уређаја је веома осетљива, за разлику од старијих модела са јонизационим коморама. Поуздане моделе нуде многи домаћи произвођачи: "Терра", "МКС-05", "ДКР", "Радекс", "РКС". Ово су сви самостални уређаји са излазом података на екран у стандардним јединицама. Постоји начин индикације акумулиране дозе зрачења, као и тренутни ниво позадине.
Обећавајући правац је кућни дозиметар-префикс за паметни телефон. Такве уређаје производе инострани произвођачи. Они имају богате техничке могућности, постоји функција чувања индикација, обрачуна трошкова, прерачунавања и сумирања зрачења за дане, недеље, месеце. До сада, због ниских обима производње, трошак ових уређаја је прилично висок.
Домаћи дозиметри, зашто су им потребни?
Геигеров бројач је специфичан елемент дозиметра, потпуно недоступан за самосталну производњу. Осим тога, може се наћи само у дозиметрима или се продаје одвојено у радио трговинама. Ако је овај сензор доступан, све остале компоненте дозиметра могу се саставити независно од дијелова различите потрошачке електронике: телевизије, матичне плоче, итд. Вриједи их сакупити, јер су то најзрелије опције, с детаљним упутствима за постављање и подешавање.
Склоп за укључивање Геигеровог бројача увијек подразумијева извор високог напона. Типични радни напон бројила је 400 волти. Добија се према блоку генератора који блокира и то је најсложенији елемент круга дозиметра. Излаз бројача се може спојити на нискофреквентно појачало и пребројати кликове у звучнику. Такав дозиметар се склапа у случају нужде, када практично нема времена за производњу. Теоретски, излаз Геигеровог бројача може бити повезан са аудио улазом кућне опреме, као што је рачунар.
Самоходни дозиметри погодни за прецизна мерења се састављају на микроконтролерима. Вештине програмирања овде нису потребне, јер је програм снимљен спреман из слободног приступа. Тешкоће овде су типичне за кућну електронску производњу: добијање штампане плоче, лемљење радио компоненти и израда кућишта. Све ово је ријешено у малој радионици. Самостални дозиметри са Геигерових бројача израђују се у случајевима када:
- Не постоји могућност куповине готовог дозиметра;
- потребан је уређај са посебним карактеристикама;
- потребно је проучити процес изградње и подешавања дозиметра.
Домаћи дозиметар је калибриран на природној позадини уз помоћ другог дозиметра. Овде се завршава процес изградње.
