Geigeri loendur - peamine andur kiirguse mõõtmiseks. Ta registreerib gamma-, alfa-, beeta- ja röntgenikiirguse. Sellel on kõrgeim tundlikkus võrreldes teiste kiirguse salvestamise meetoditega, näiteks ionisatsioonikambritega. See on selle laia leviku peamine põhjus. Väga harva kasutatakse muid kiirguse mõõtmise andureid. Peaaegu kõik dosimeetrilised seireseadmed on ehitatud täpselt Geigeri loenduritele. Neid toodetakse suurtes kogustes ning on olemas eri tasandite seadmeid: sõjalisest vastuvõtumõõturist kuni Hiina tarbekaupadeni. Nüüd, mis tahes seadme ostmiseks kiirguse mõõtmiseks ei ole probleem.
Dosimeetriliste vahendite üldine jaotus ei ole veel hiljuti toimunud. Nii et 1986. aastaks selgus, et Tšernobõli avarii ajal ei ole elanikkonnal lihtsalt ühtegi dosimeetrilist uurimisseadet, mis muuhulgas süvendas katastroofi tagajärgi. Samal ajal, vaatamata amatöörraadio levikule ja tehnilise loovuse ringkondadele, ei müüdud Geigeri loendureid kauplustes, mistõttu oli omatehtud dosimeetrite tegemine võimatu.
Geigeri loendurite tööpõhimõte
See on elektrovakuumisseade, millel on äärmiselt lihtne tööpõhimõte. Radioaktiivse kiirguse andur on metallist või klaasist kamber, mis on täidetud tühjendatud inertse gaasiga. Kaamera keskel on elektrood. Kambri välisseinad on ühendatud kõrgepinge allikaga (tavaliselt 400 volti). Sisemine elektrood - tundlikule võimendile. Ioniseeriv kiirgus (kiirgus) on osakeste voog. Nad kannavad sõna otseses mõttes elektronid kõrgepinge katoodist anoodikiududesse. See indutseerib lihtsalt pinge, mida saab juba mõõta võimendi ühendamisega.
Geigeri loenduri kõrge tundlikkus tuleneb laviiniefektist. Energia, mida võimendi registreerib väljundis, ei ole ioniseeriva kiirguse allika energia. See on dosimeetri kõrgepinge toiteallika energia. Läbistunud osake edastab ainult elektroni (energiamaks, mis muutub arvesti poolt salvestatud vooluks). Elektroodide vahel sisestati väärisgaasidest koosnev gaasisegu: argoon, neoon. See on mõeldud kõrgepinge tühjendamiseks. Sellise tühjenemise korral on see loendurile valepositiivne. Järgnev mõõtmisahel ignoreerib selliseid kõrvalekaldeid. Lisaks tuleb ka nende eest kaitsta kõrgepinget.
Geigeri loenduri vooluahel annab väljundvoolu mitmetes mikromeetrites väljundpingega 400 volti. Toitepinge täpne väärtus määratakse iga arvesti marki jaoks vastavalt selle tehnilisele kirjeldusele.
Geigeri loendurite võimed, tundlikkus, salvestatud heitkogused
Geigeri loenduri abil saab registreerida ja täpselt mõõta gamma- ja beeta-kiirgust. Kahjuks ei saa te kiirguse tüüpi tuvastada. Seda tehakse kaudselt, paigaldades anduri ja uuritava objekti või maastiku vahel tõkked. Gamma kiirte läbilaskvus on kõrge ja nende taust ei muutu. Kui doosimeeter tuvastas beeta-kiirguse, siis isegi eraldatud barjääri paigaldamine isegi õhukestest metallist lehest blokeeriks peaaegu täielikult beetaosakeste voolu.
Individuaalsete dosimeetrite DP-22, DP-24 ühised komplektid ei kasutanud Geigeri loendureid. Selle asemel kasutati seal ionisatsioonikambri andurit, nii et tundlikkus oli väga madal. Geigeri loendurite kaasaegsed dosimeetrilised instrumendid on tuhandeid kordi tundlikumad. Nende abil saate registreerida päikesekiirguse looduslikke muutusi.
Geigeri loenduri tähelepanuväärne tunnus on selle tundlikkus, mis on kümneid või sadu kordi nõutavast tasemest kõrgem. Kui arvesti on täielikult kaitstud juhtimiskambris sisse lülitatud, näitab see suurt looduslikku kiirgust. Need näited ei ole viga arvesti enda konstruktsioonis, mida on kontrollinud arvukad laborikatsed. Sellised andmed on loodusliku kiirguse kosmilise tausta tagajärg. Katse näitab ainult seda, kui tundlik on Geigeri loendur.
Spetsiifiliselt selle parameetri mõõtmiseks näitavad tehnilised näitajad impulssloendurite tundlikkuse väärtust (impulsid mikrosekundis). Mida rohkem neid impulsse, seda suurem on tundlikkus.
Kiirguse mõõtmine Geigeri loenduriga, dosimeetri ahel
Dosimeetri ahel võib jagada kaheks funktsionaalseks mooduliks: kõrgepinge toiteallikaks ja mõõteahelaks. Kõrgepinge toiteallikas - analoog. Digitaalsete dosimeetrite mõõtemoodul on alati digitaalne. See on impulsi loendur, mis näitab vastavat väärtust instrumentide skaalal olevate numbrite kujul. Kiirguse doosi mõõtmiseks on vaja arvutada impulsse minutis, 10, 15 sekundis või muudes väärtustes. Mikrokontroller arvutab impulsside arvu kindla väärtusega doosimeetri skaalal standardsetes kiirgusühikutes. Siin on kõige levinumad:
- Röntgen (tavaliselt kasutatakse röntgen);
- Sievert (mikrozivert - mSv);
- Rem;
- Hall, rõõmus
- voolutihedus mikrolainetes / m2.
Sievert on kõige populaarsem kiirgusmõõtühik. Kõik normid on sellega seotud, täiendavaid ümberarvutusi ei ole vaja. Rem - seade, mis määrab kiirguse mõju bioloogilistele objektidele.
Gaaslahendusega Geigeri loenduri võrdlus pooljuhtkiirguse anduriga
Geigeri loendur on gaaslahendusseade ja mikroelektroonika praegune suundumus on nende universaalne kõrvaldamine. On välja töötatud kümneid pooljuhtkiirguse andurite variante. Nende salvestatud taustkiirguse tase on palju suurem kui Geigeri loendurite puhul. Pooljuhtanduri tundlikkus on halvem, kuid see on veel üks eelis - kulutasuvus. Pooljuhid ei vaja suurt pinget. Akutoitega kaasaskantavate dosimeetrite puhul sobivad need hästi. Teine eelis on alfaosakeste registreerimine. Arvesti gaasimaht on oluliselt suurem kui pooljuhtandur, kuid siiski on selle mõõtmed vastuvõetavad isegi kaasaskantava tehnoloogia jaoks.
Alfa-, beeta- ja gamma-kiirguse mõõtmine
Gamma kiirgus on kõige lihtsam mõõta. See on elektromagnetiline kiirgus, mis on fotonite voog (valgus on ka fotonite voog). Erinevalt valgusest on selle sagedus palju kõrgem ja väga lühike lainepikkus. See võimaldab tungida aatomitesse. Tsiviilkaitses on gammakiirgus tungiv kiirgus. See tungib läbi majade, autode, erinevate konstruktsioonide seinte ja seda hoiab tagasi ainult mitme meetri pikkune pinnase või betoonikiht. Gamma-kvantaadi registreerimine toimub dosimeetri gradueerimisega vastavalt päikese looduslikule gammakiirgusele. Ei nõuta kiirgusallikaid. See on üsna teine asi beeta- ja alfa-kiirgusega.
Kui α (alfa-kiirguse) kiirgus on ioniseeriv, siis see pärineb välistest objektidest, siis on see peaaegu ohutu ja on heeliumi aatomite voog. Nende osakeste ulatus ja läbilaskvus on väikesed - mõned mikromeetrid (maksimaalsed millimeetrid) - sõltuvalt söötme läbilaskvusest. Selle funktsiooni tõttu ei registreeru see peaaegu Geigeri loenduriga. Samal ajal on oluline alfa-kiirguse registreerimine, kuna need osakesed on äärmiselt ohtlikud, kui nad tungivad kehasse õhu, toidu ja veega. Geigeri loendurid on nende dekreedi kasutamisel piiratud. Erilised pooljuhtandurid on tavalisemad.
Beetakiirguse registreerib suurepäraselt Geigeri loendur, sest beetaosakesteks on elektron. See võib lennata sadu meetreid atmosfääris, kuid on hästi imendunud metallpindade poolt. Sellega seoses peab Geigeri loenduril olema vilgukivi. Metallkamber on valmistatud väikese seinapaksusega. Sisemise gaasi koostis valitakse nii, et oleks tagatud väike rõhulangus. Beeta-kiirguse detektor asetatakse kaugseondurile. Igapäevaelus ei ole sellised dosimeetrid laialt levinud. Need on peamiselt sõjalised tooted.
Individuaalne dosimeeter Geigeri loenduriga
Erinevalt vanemate ionisatsioonikambrite mudelitest on see seadmeklass väga tundlik. Usaldusväärseid mudeleid pakuvad paljud kodumaised tootjad: "Terra", "MKS-05", "DKR", "Radeks", "RKS". Need on kõik iseseisvad seadmed, mille andmete edastamine ekraanile on standardsetes seadmetes. Kiirguse kogunenud annuse ja hetkeväärtuse näitamise viis on olemas.
Paljutõotav suund on nutitelefoni majapidamise dosimeetri prefiks. Selliseid seadmeid toodavad välismaised tootjad. Neil on rikkalikud tehnilised võimalused, funktsioonide salvestamine, maksumuse arvutamine, ümberarvutamine ja kiirguse summeerimine päevadel, nädalatel, kuudel. Seni on madalate tootmismahtude tõttu nende seadmete maksumus üsna kõrge.
Kodused dosimeetrid, miks nad vajavad?
Geigeri loendur on dosimeetri spetsiifiline element, mis on täiesti sõltumatu sõltumatuks tootmiseks. Lisaks leidub see ainult dosimeetrites või müüakse eraldi raadio kauplustes. Kui see andur on saadaval, saab kõik teised dosimeetri komponendid kokku monteerida erinevatest tarbeelektroonika osadest: televiisorid, emaplaadid jne. Amatöörraadio saitidel ja foorumitel on nüüd pakutud kümmekond disainilahendust. Neid on väärt koguda, sest need on kõige küpsemad võimalused, millel on üksikasjalikud õpetused seadistamiseks ja reguleerimiseks.
Geigeri loenduri sisselülitamiseks mõeldud ahel hõlmab alati kõrgepinge allikat. Tüüpiline arvesti tööpinge on 400 volti. See saadakse vastavalt blokeerimisgeneraatori ahelale ja see on dosimeetri ahela kõige keerulisem element. Loenduri väljund saab ühendada madala sagedusega võimendiga ja arvutada kõneleja klõpsud. Selline dosimeeter on kokku pandud hädaolukorras, kui tootmiseks pole praktiliselt aega. Teoreetiliselt saab Geigeri loenduri väljundi ühendada majapidamisseadmete, näiteks arvuti, helisisendiga.
Täpse mõõtmise jaoks sobivad isevalmistatud dosimeetrid on kokku pandud mikrokontrolleritele. Siin ei ole programmeerimisoskusi vaja, kuna programm salvestatakse vaba juurdepääsuga. Siin on raskused koduelektroonika tootmisel: trükkplaadi, jootmise raadiokomponentide hankimine ja juhtumi tegemine. Kõik see lahendatakse väike töökoda. Geigeri loenduritest valmistatud enesehinnanguga doseerimismõõturid tehakse juhul, kui:
- Valmis dosimeetri ei ole võimalik osta;
- vajavad spetsiaalsete omadustega seadet;
- on vaja uurida dosimeetri ehitamise ja reguleerimise protsessi.
Kodune dosimeeter on kalibreeritud loodusliku taustaga teise dosimeetri abil. Siin lõpeb ehitusprotsess.
