Gazsimon ionlanish detektorlari

Simli silindrli gazsimon nurlanish detektori uchun ion juft oqimining qo'llaniladigan kuchlanishga nisbatan o'zgarishi grafigi.

Gazsimon ionlanish detektorlari zarrachalar fizikasida ionlashtiruvchi zarralar mavjudligini aniqlash uchun va radiatsiyaviy himoya dasturlarida ionlashtiruvchi nurlanishni o'lchash uchun ishlatiladigan nurlanishni aniqlash asboblari.

Ular gaz bilan to'ldirilgan sensorda radiatsiyaning ionlashtiruvchi ta'siridan foydalanadilar. Agar zarracha gaz atomini yoki molekulasini ionlash uchun etarli energiyaga ega bo'lsa, hosil bo'lgan elektronlar va ionlar o'lchash mumkin bo'lgan oqim oqimini keltirib chiqaradi.

Gazli ionizatsiya detektorlari nurlanishni aniqlash va o'lchash uchun ishlatiladigan asboblarning muhim guruhini tashkil qiladi. Ushbu maqola asosiy turlarning qisqacha ko'rinishini beradi va batafsilroq ma'lumotni har bir asbob bo'yicha maqolalarda topish mumkin. Qo'shilgan chizma doimiy nurlanish uchun o'zgaruvchan qo'llaniladigan kuchlanish bilan ion juftlari hosil bo'lishining o'zgarishini ko'rsatadi. Uchta asosiy amaliy faoliyat hududi mavjud bo'lib, ularning har bir turi foydalanadi.

Turlari

Gazli ionlanish detektorlarining uchta asosiy turi: 1) ionlash kameralari, 2) proportsional hisoblagichlar va 3) Geiger-Myuller quvurlari.

Bularning barchasi havo yoki maxsus to'ldiruvchi gaz bilan ajratilgan ikkita elektrodning bir xil asosiy dizayniga ega, ammo har biri yig'ilgan ion juftlarining umumiy sonini o'lchash uchun boshqa usuldan foydalanadi. Elektrodlar orasidagi elektr maydonining kuchi va to'ldiriladigan gazning turi va bosimi detektorning ionlashtiruvchi nurlanishga javobini aniqlaydi.

Ionizatsiya kamerasi

Ion kamerasining sxematik diagrammasi, ionlarning siljishi ko'rsatilgan. Elektronlar odatda musbat ionlarga qaraganda 1000 marta tezroq siljiydi, chunki ularning massasi ancha kichikdir.

Ionizatsiya kameralari gazning ko'payishi sodir bo'lmaydigan qilib tanlangan past elektr maydon kuchida ishlaydi. Ion oqimi ion va elektrondan iborat "ion juftlarini" yaratish orqali hosil bo'ladi. Elektr maydoni ta'sirida ionlar katodga, erkin elektronlar esa anodga o'tadi. Agar qurilma "ion kamerasi hududida" ishlayotgan bo'lsa, bu oqim qo'llaniladigan kuchlanishdan mustaqildir. Ion kameralari yuqori nurlanish dozalari uchun afzallik beriladi, chunki ularda "o'lik vaqt" yo'q; Geiger-Myuller naychasining yuqori dozalarda aniqligiga ta'sir qiluvchi hodisa.

Afzalliklari - gamma-nurlanishga yaxshi bir xil javob berish va umumiy dozani aniq o'qish, juda yuqori nurlanish tezligini o'lchashga qodir, barqaror yuqori radiatsiya darajalari to'ldirilgan gazni yomonlashtirmaydi.

Kamchiliklari 1) murakkab elektrometr sxemasini talab qiladigan past ishlab chiqarish va 2) namlikdan osongina ta'sirlanadigan ishlash va aniqlikdir.

Proportsional hisoblagich

Proportsional hisoblagichda diskret Townsend ko'chkilarining avlodi.

Proportsional hisoblagichlar diskret ko'chkilar hosil bo'ladigan tarzda tanlangan biroz yuqoriroq kuchlanishda ishlaydi. Har bir ion jufti bitta ko'chki hosil qiladi, shunda radiatsiya tomonidan to'plangan energiyaga mutanosib bo'lgan chiqish oqimi impulsi hosil bo'ladi. Bu "proporsional hisoblash" mintaqasida. "Gaz proportsional detektori" (GPD) atamasi odatda radiometrik amaliyotda qo'llaniladi va zarrachalar energiyasini aniqlash xususiyati, ayniqsa, o'rnatilgan xodimlar kabi alfa va beta zarralarini aniqlash va diskriminatsiya qilish uchun katta maydonli tekis massivlardan foydalanganda foydalidir. monitoring uskunalari.

Afzalliklari - bu nurlanish energiyasini o'lchash va spektrografik ma'lumotlarni taqdim etish, alfa va beta zarralarini ajratish va katta maydon detektorlarini qurish mumkin.

Kamchiliklari shundaki, anod simlari nozik bo'lib, cho'kma tufayli gaz oqimi detektorlarida samaradorlikni yo'qotishi, to'ldirilgan gazga kislorodning kirishiga ta'sir qiladigan samaradorlik va ishlash va katta maydon detektorlarida osongina shikastlangan o'lchov oynalari.

Geiger-Myuller trubkasi

UV fotonlari yordamida Townsend ko'chkilarining tarqalishini vizualizatsiya qilish

Geiger-Myuller quvurlari Geiger hisoblagichlarining asosiy komponentlari hisoblanadi. Ular har bir ion jufti qor ko'chkisini hosil qiladigan darajada yuqoriroq kuchlanishda ishlaydi, ammo ultrabinafsha fotonlarning emissiyasi natijasida anod simi bo'ylab tarqaladigan bir nechta ko'chkilar hosil bo'ladi va qo'shni gaz hajmi bitta iondan ionlanadi. juftlik hodisasi. Bu operatsiyaning "Geyger mintaqasi". Ionlashtiruvchi hodisalar natijasida hosil bo'lgan joriy impulslar hisoblash tezligi yoki radiatsiya dozasini vizual ravishda ko'rsatishi mumkin bo'lgan qurilma.

Afzalliklari shundaki, ular arzon va mustahkam detektor bo'lib, turli o'lchamlar va ilovalarga ega, katta chiqish signali oddiy hisoblash uchun minimal elektron ishlov berishni talab qiladigan trubadan ishlab chiqariladi va energiya kompensatsiyalangan naychadan foydalanganda umumiy gamma dozasini o'lchashi mumkin. .

Kamchiliklari shundaki, u radiatsiya energiyasini o'lchay olmaydi (spektrografik ma'lumot yo'q), u o'lik vaqt tufayli yuqori nurlanish tezligini o'lchamaydi va barqaror yuqori nurlanish darajasi to'ldirilgan gazni yomonlashtiradi.

Kundalik foydalanish

Ionlash tipidagi tutun detektorlari keng qo'llaniladigan gazli ionizatsiya detektorlaridir. Radioaktiv amerisiyning kichik manbai ionlash kamerasini samarali tashkil etuvchi ikkita plastinka orasidagi oqimni ushlab turishi uchun joylashtirilgan. Agar ionlanish sodir bo'ladigan plitalar orasiga tutun tushsa, ionlangan gazni neytrallash mumkin, bu esa oqimning pasayishiga olib keladi. Oqimning pasayishi yong'in signalini keltirib chiqaradi.