Geigerteller jaar van creatie. Zijn er Geigertellers die kunnen reageren op α-straling - een van de gevaarlijkste voor de mens? Wie gebruikt stralingsdosismeters en waar?

Registratie van ioniserende straling door apparaten is gebaseerd op de omzetting van straling door een detector en meetcircuit in in de meetpraktijk geaccepteerde elektrische signalen.

Instrumenten voor het meten van ioniserende straling kunnen verschillende registreren fysieke hoeveelheden. De meest interessante daarvan zijn: geabsorbeerd, blootstelling en equivalente doses en hun kracht, deeltjesfluxdichtheid, deeltjesfluentie, volumetrisch, massa, oppervlak, effectieve activiteiten.

Elk apparaat dat ioniserende straling meet, bevat een detector, een meetcircuit (recorder of analysator) en hulpelementen.

Detector zet informatie over stralingsparameters om in elektrische signaalenergie. Op basis van de omzetting van stralingsenergie in andere soorten energie kunnen detectoren in de volgende groepen worden verdeeld:

• ionisatie (gasmeters, ionisatiekamers, halfgeleidermeters);
• schittering;
• fotografisch;
• chemisch.

Het meetcircuit selecteert, converteert, verzamelt, slaat op en geeft informatie uit in de vorm van elektrische signalen die handig zijn voor observatie, registratie, berekening of besturing van andere apparaten. Hulpelementen zorgen voor gespecificeerde bedrijfsmodi van de detector en het meetcircuit. Deze omvatten voedingen, programmeereenheden voor bedrijfsmodi, eenheden voor gezondheidsmonitoring en kalibratie, opnameapparatuur (digitale afdrukapparatuur, kaartrecorders, oscilloscopen, pulstellers, enz.).

De functionele circuits van apparaten worden grotendeels bepaald door de vorm van de signalen afkomstig van de stralingsdetectoren en van de output van het meetcircuit (in de vorm van pulsen - een discrete vorm van informatie of in de vorm van een langzaam variërende stroom (spanning ) - een analoge vorm van informatie).

Apparaten met een discrete vorm van invoer- en uitvoerinformatie kunnen versterkers, standaardisatoren en pulsdiscriminators omvatten, tel- en analysecircuits met sommatie en geheugen in binaire, decimale en andere notatiemethoden.

Pulsen met informatie over stralingsparameters kunnen verschillen in amplitude, vorm en tijdstip van verschijnen. Door deze pulsen en hun parameters te scheiden met behulp van analyseapparatuur, is het mogelijk om niet alleen de stralingsfluxdichtheid te meten op basis van de gemiddelde pulsherhalingssnelheid, maar ook de energie, het type en de ruimtelijke verdeling van de straling.

Analyseapparatuur werkt doorgaans in twee informatieverwerkingsmodi. In het eerste geval selecteert de analysator pulsen met gespecificeerde parameters, in het tweede geval worden signalen in groepen geselecteerd, afhankelijk van de gespecificeerde selectieparameters.

In apparaten met analoge ingangs- en uitgangsinformatie worden elektrometrische en DC-uitgangsversterkers gebruikt. DC naar AC pre-conversiecircuits maken gebruik van AC-converters en versterkers.

Om het vereiste meetbereik met een bepaalde nauwkeurigheid te dekken, gebruiken apparaten met een analoog type uitgangsinformatie indicatie- en registratie-instrumenten met lineaire en niet-lineaire schalen (logaritmisch, lineair-logaritmisch, enz.), evenals digitale voltmeters met digitale printapparatuur.

De informatie aan de uitgang van apparaten kan discreet of analoog zijn, ongeacht de vorm van informatie aan de ingang.

Analoge informatie afkomstig van huidige stralingsdetectoren (ionisatiekamers) wordt in een aantal apparaten door middel van dosering – ladingskwantisering omgezet in discrete informatie.

Een aanzienlijk aantal apparaten met discrete informatie aan de ingang heeft analoge uitgangsinformatie; Deze omvatten radiometers, röntgenmeters en intensiteitmeters met meters met een gemiddelde pulsherhalingsfrequentie.

De meetresultaten kunnen worden gepresenteerd in de vorm van visueel waargenomen signalen (aflezingen van aanwijsinstrumenten, op het scherm van een oscilloscoop of computer, enz.); opgenomen door een opnameapparaat (pulsteller, recorder, digitaal afdrukapparaat, enz.). Signalen kunnen audio zijn die wordt gegenereerd door telefoons, bellen, sirenes, enz., die worden gebruikt om andere apparaten te bedienen.

Elk type straling leidt bij interactie met materie tot het optreden van ionisatie en excitatie. Geladen deeltjes veroorzaken deze processen rechtstreeks; wanneer gammastraling wordt geabsorbeerd, wordt ionisatie gecreëerd door snelle elektronen als gevolg van het foto-elektrische effect, het Compton-effect, of door de productie van paren, en in het geval van neutronen wordt ionisatie gecreëerd door snelvliegende kernen. In dit geval kan één primair deeltje leiden tot het verschijnen van honderdduizenden ionen, waardoor de secundaire effecten die gepaard gaan met ionisatie (elektrische stroom, lichtflits, verduistering van een fotografische plaat, enz.) door een persoon kunnen worden opgemerkt. rechtstreeks met behulp van zijn zintuigen; soms moeten deze effecten gewoon het vereiste aantal keren worden versterkt. Ionisatie is dus een soort versterker van de verschijnselen van interactie van ioniserende straling met materie. Daarom is de werking van alle opname-instrumenten op de een of andere manier verbonden met het gebruik van ionisatie en excitatie van materieatomen.

Elektronen die tijdens verschillende soorten interacties worden gevormd, worden in het medium afgeremd, waarbij ze hun energie besteden aan ionisatie en excitatie van atomen. De resulterende ionen en vrije elektronen recombineren snel, zodat de lading zeer goed doorgaat korte tijd(10-5 s voor gassen) verdwijnt. Dit gebeurt niet als er een elektrisch veld in het medium ontstaat. In dit geval zullen ladingsdragers langs het veld drijven, positief in de ene richting, negatief in de andere. De beweging van ladingen is een elektrische stroom, door te meten kan de grootte van de lading worden bepaald.

Dat is precies hoe het werkt ionisatie kamer. Het is een afgesloten volume gevuld met gas, waarin zich twee metalen elektroden bevinden (Fig. 7.1). Op de elektroden wordt elektrische spanning aangebracht. Tijdens de passage van een elektron dat wordt gevormd tijdens de interactie van een γ-kwantum met een stof, drijven vrije ladingen - ionen en elektronen - naar de elektroden en verschijnt er een stroompuls in het circuit, evenredig aan de lading gevormd door het elektron.

Rijst. 7.1.

Helaas zijn stroompulsen van elektronen gevormd door deeltjes met lage energie en γ-quanta erg klein. Ze zijn moeilijk nauwkeurig te meten, daarom worden ionisatiekamers gebruikt om zware deeltjes te detecteren, zoals α-deeltjes, die veel grotere stroompulsen produceren wanneer ze door de ionisatiekamer gaan.

Als je de spanning op de elektroden van de ionisatiekamer verhoogt, wordt een fenomeen genoemd gasboost. Vrije elektronen, die in een elektrisch veld bewegen, verwerven voldoende energie om de atomen van het gas dat de kamer vult te ioniseren. Wanneer het wordt geïoniseerd, vormt een elektron een ander ion-elektronpaar, zodat het totale aantal ladingen met twee wordt vermenigvuldigd, zoals weergegeven in figuur 1. 7.2. Op hun beurt zijn de nieuw gevormde elektronen ook in staat tot ionisatie, waardoor de lading steeds opnieuw wordt vermenigvuldigd. Met een speciale vorm van elektroden kan de gasversterkingscoëfficiënt 105 bereiken. Het belangrijke feit hier is dat de uiteindelijke lading evenredig blijft met de primaire lading, en dus met de energie van het elektron gevormd door het deeltje of γ-kwantum. Het is om deze reden dat dergelijke apparaten worden genoemd proportionele tellers.

Meestal wordt een proportionele teller gemaakt in de vorm van een cilinder, langs de as waarvan een dunne metalen draad, een draad, wordt getrokken. De negatieve pool van de stroombron is verbonden met het meterlichaam en de positieve pool van de stroombron is verbonden met de draad. Bij een dergelijk apparaat concentreert het elektrische veld zich voornamelijk nabij de draad en maximale waarde De veldsterkte blijkt hoger te zijn, hoe kleiner de straal van de draad. Daarom kunnen de hoge veldsterkten die nodig zijn voor gasversterking worden verkregen met relatief kleine potentiaalverschillen tussen het meterlichaam en de gloeidraad.

Rijst. 7.2.

Proportionele tellers worden veel gebruikt vanwege hun eenvoud en grote stroompulsen wanneer geladen deeltjes passeren. Tegenwoordig worden proportionele tellers vooral gebruikt voor het registreren van β-straling, zachte γ-straling, α-deeltjes en neutronen. In afb. 7.3 presenteert de belangrijkste typen proportionele tellers.

Rijst. 7.3.

De proportionele teller is op dezelfde manier aangesloten op het elektrische circuit als de ionisatiekamer. En de elektrische impulsen ervan zijn dezelfde als die van de camera, alleen van grotere omvang. Het lijkt erop dat je alleen maar een voldoende hoge spanning hoeft aan te leggen, zodat de gasversterking groter is, en de proportionele teller zulke grote pulsen zal produceren dat het mogelijk zal zijn om ermee te werken zonder verdere versterking. In werkelijkheid is dit echter niet het geval. Feit is dat bij grote gasversterkingen de teller instabiel begint te werken en de evenredigheid tussen de deeltjesenergie en de pulsamplitude wordt geschonden.

Om storingen te voorkomen en het elektrische veld gelijk te maken, moet de teller zeer zorgvuldig worden gemaakt, waarbij de elektroden worden gereinigd en gepolijst. Het is erg moeilijk om een ​​draad te polijsten waarvan de diameter wordt gemeten in honderdsten van een millimeter. Als het elektrische veld in de teller niet uniform is langs de gloeidraad, zal de impuls niet alleen afhangen van de energie van het deeltje, maar ook van de locatie waar het de teller binnenkomt, wat uiteraard ongewenst is.

Daarom moet het ontwerp van een proportionele teller vaak ingewikkeld worden gemaakt door er extra elektroden in te introduceren om het veld gelijk te maken. Als gevolg van al deze complicaties is het mogelijk om tellers te produceren met gasversterkingen van tientallen, honderden en soms zelfs duizenden keren, maar dit blijkt vaak te weinig te zijn zodat er zonder problemen met de ontvangen pulsen kan worden gewerkt. daaropvolgende versterking.

Laten we eens kijken wat er gebeurt als we de spanning tussen de elektroden van de meter nog meer verhogen. In dit geval, wanneer een geladen deeltje de teller raakt, wordt een extreem krachtige lawine van elektronen gevormd, die met hoge snelheid de positieve elektrode raakt en verschillende fotonen uitschakelt - quanta van ultraviolette straling.

Deze fotonen, die de negatieve elektrode raken, kunnen nieuwe elektronen afscheuren, waarbij de laatste weer naar de positieve elektrode snellen, enz. Hierdoor ontstaat er een zogenaamde onafhankelijke ontlading in de toonbank, die met constante intensiteit zal branden, ongeacht of er nieuwe deeltjes in de toonbank komen of niet. (Dit is precies hoe de ontlading brandt in de neonbuizen van lichtreclame.)

De teller moet reageren op elk deeltje dat hem raakt, dus niemand heeft deze werking nodig. Door speciale schakelcircuits te gebruiken of door enkele zware gassen aan de atmosfeer van de toonbank toe te voegen, is het echter mogelijk omstandigheden te creëren waarin de onafhankelijke ontlading die optreedt wanneer een deeltje de toonbank raakt, na zeer korte tijd vanzelf zal verdwijnen. Elk nieuw deeltje dat de teller binnenkomt, zal dus de indruk wekken van een korte, maar tamelijk sterke stroom.

De meest voorkomende detector (sensor) van ioniserende straling die in de hierboven beschreven modus werkt, is Geiger-Müller-teller. Het principe van de werking ervan is gebaseerd op het optreden van een ontlading in een gas tijdens de passage van ioniserende deeltjes. In een goed geëvacueerde afgesloten container met twee elektroden, onder spanning, a gasmengsel, voornamelijk bestaande uit gemakkelijk geïoniseerd neon en argon (het apparaat moet β- en γ-straling detecteren). De cilinder kan van glas, metaal, enz. Zijn. Typisch nemen tellers straling waar over hun hele oppervlak, maar er zijn er ook die voor dit doel een speciaal "venster" in de cilinder hebben.

Er wordt hoge spanning op de elektroden toegepast U (Fig. 7.4), wat op zichzelf geen ontladingsverschijnselen veroorzaakt. De teller blijft in deze status totdat deze in de stand staat gasomgeving er zal geen ionisatiecentrum ontstaan ​​- een spoor van ionen en elektronen gegenereerd door een ioniserend deeltje dat van buitenaf arriveert. Primaire elektronen, die versnellen in een elektrisch veld, ioniseren ‘onderweg’ andere moleculen van het gasvormige medium, waardoor steeds meer nieuwe elektronen en ionen ontstaan. Dit proces ontwikkelt zich als een lawine en eindigt met de vorming van een elektron-ionenwolk in de ruimte tussen de elektroden, waardoor de geleidbaarheid ervan scherp toeneemt. Er vindt een ontlading plaats in de gasomgeving van de meter, zichtbaar (als de container transparant is) zelfs met het blote oog.

Rijst. 7.4.

Het omgekeerde proces – het terugkeren van het gasvormige medium naar zijn oorspronkelijke staat bij zogenaamde halogeenmeters – vindt vanzelf plaats. De actie speelt een rol bij halogenen (meestal chloor of broom), die in kleine hoeveelheden in de gasomgeving aanwezig zijn, en die bijdragen aan een intense ladingsrecombinatie. Maar deze het proces is aan de gang veel langzamer. De tijdsduur die nodig is om de stralingsgevoeligheid van een geigerteller te herstellen en feitelijk de prestaties ervan te bepalen - de 'dode' tijd - is een belangrijk kenmerk ervan. Voor een Geiger-Müller-teller met gasontlading, type SBM-20-1, is de "dode" tijd bijvoorbeeld U = 400 V is 190 R/µs.

Geigertellers kunnen het meest reageren verschillende soorten ioniserende straling - alfa, bèta, gamma, ultraviolet, röntgenstraling, neutronen. Maar de werkelijke spectrale gevoeligheid van de teller hangt grotendeels af van het ontwerp ervan.

De pulsamplitude van een Geiger-Müller-teller kan enkele tientallen of zelfs honderden volts bereiken. Je kunt met zulke impulsen werken zonder enige versterking. Maar deze overwinning werd tegen een hoge prijs behaald. Feit is dat de pulsamplitude in een Geiger-Muller-teller alleen wordt bepaald door de eigenschappen van de teller zelf en de parameters elektrisch circuit en is volledig onafhankelijk van het type of de energie van het primaire deeltje.

De impulsen van een langzaam elektron, dat slechts een paar ionenparen creëerde, en van een alfadeeltje, dat enkele duizenden ionen creëerde, blijken hetzelfde te zijn. Daarom kunnen Geiger-Muller-tellers alleen worden gebruikt om het aantal deeltjes te tellen dat in uniforme stralingsvelden vliegt, maar niet om hun type en energie te bepalen.

In 1908 werkte de Duitse natuurkundige Hans Geiger in chemische laboratoria die eigendom waren van Ernst Rutherford. Daar werd hen ook gevraagd een geladen deeltjesteller te testen, een geïoniseerde kamer. In de kamer zat een elektrische condensator, die gevuld was met gas eronder hoge druk. Pierre Curie gebruikte dit apparaat ook in de praktijk en bestudeerde elektriciteit in gassen. Geigers idee - om de straling van ionen te detecteren - hield verband met hun invloed op het niveau van ionisatie van vluchtige gassen.

In 1928 creëerde de Duitse wetenschapper Walter Müller, in samenwerking met en onder Geiger, verschillende tellers die ioniserende deeltjes registreerden. De apparaten waren nodig voor verder stralingsonderzoek. Natuurkunde, een wetenschap van experimenten, zou niet kunnen bestaan ​​zonder het meten van structuren. Er werden slechts enkele stralingen ontdekt: γ, β, α. Geigers taak was om alle soorten straling te meten met gevoelige instrumenten.

De Geiger-Muller-teller is een eenvoudige en goedkope radioactieve sensor. Het is geen nauwkeurig instrument dat individuele deeltjes opvangt. De techniek meet de totale verzadiging van ioniserende straling. Natuurkundigen gebruiken het samen met andere sensoren om nauwkeurige berekeningen te maken bij het uitvoeren van experimenten.

Iets over ioniserende straling

We zouden meteen naar de beschrijving van de detector kunnen gaan, maar de werking ervan zal onbegrijpelijk lijken als je weinig weet over ioniserende straling. Wanneer straling optreedt, treedt er een endotherm effect op de stof op. Energie draagt ​​hieraan bij. Ultraviolette of radiogolven behoren bijvoorbeeld niet tot dergelijke straling, maar hard ultraviolet licht wel. Hier wordt de grens van invloed bepaald. Het type wordt fotonisch genoemd en de fotonen zelf zijn γ-quanta.

Ernst Rutherford verdeelde energie-emissieprocessen in 3 typen, met behulp van een installatie met magnetisch veld:

• γ - foton;
• α is de kern van een heliumatoom;
• β is een elektron met hoge energie.

Je kunt jezelf tegen α-deeltjes beschermen met papier. β dringt dieper door. Het penetratievermogen γ is het hoogst. Neutronen, zoals wetenschappers later leerden, zijn gevaarlijke deeltjes. Ze handelen op een afstand van enkele tientallen meters. Omdat ze elektrische neutraliteit hebben, reageren ze niet met moleculen van verschillende stoffen.

Neutronen bereiken echter gemakkelijk het centrum van het atoom en veroorzaken de vernietiging ervan, wat resulteert in de vorming van radioactieve isotopen. Terwijl isotopen vervallen, creëren ze ioniserende straling. Van een persoon, dier, plant of anorganisch object dat straling heeft ontvangen, komt gedurende meerdere dagen straling voort.

Ontwerp en werkingsprincipe van een geigerteller

Het apparaat bestaat uit metaal of glazen buis, waarin edelgas wordt gepompt (argon-neonmengsel of stoffen erin pure vorm). Er zit geen lucht in de buis. Het gas wordt onder druk toegevoegd en bevat een mengsel van alcohol en halogeen. Er is een draad door de buis gespannen. Parallel daaraan bevindt zich een ijzeren cilinder.

De draad wordt de anode genoemd en de buis de kathode. Samen zijn het elektroden. Aan de elektroden wordt een hoge spanning geleverd, die op zichzelf geen ontladingsverschijnselen veroorzaakt. De indicator blijft in deze toestand totdat er een ionisatiecentrum in zijn gasvormige omgeving verschijnt. Een minpunt is verbonden van de stroombron met de buis, en een plus is verbonden met de draad, geleid door een hoge weerstand. We hebben het over een constante voeding van tientallen honderden volt.

Wanneer een deeltje de buis binnendringt, botsen edelgasatomen ermee. Bij contact komt energie vrij die elektronen uit de gasatomen verwijdert. Vervolgens worden secundaire elektronen gevormd, die ook botsen, waardoor een massa nieuwe ionen en elektronen ontstaat. De snelheid van elektronen naar de anode wordt beïnvloed door het elektrische veld. Tijdens dit proces wordt een elektrische stroom gegenereerd.

Bij een botsing gaat de energie van de deeltjes verloren en komt er een einde aan de toevoer van geïoniseerde gasatomen. Wanneer geladen deeltjes een Geigerteller met gasontlading binnendringen, daalt de weerstand van de buis, waardoor de spanning in het midden van het splijtingspunt onmiddellijk wordt verlaagd. Dan neemt de weerstand weer toe - dit brengt een herstel van de spanning met zich mee. Het momentum wordt negatief. Het apparaat toont pulsen en we kunnen ze tellen, terwijl we tegelijkertijd het aantal deeltjes schatten.

Soorten Geigertellers

Geigertellers zijn qua ontwerp in twee soorten verkrijgbaar: plat en klassiek.

Klassiek

Gemaakt van dun golfmetaal. Door golving krijgt de buis stijfheid en weerstand tegen externe invloeden, waardoor vervorming wordt voorkomen. De uiteinden van de buis zijn voorzien van glazen of plastic isolatoren, die doppen bevatten voor uitvoer naar de apparaten.

Vernis wordt aangebracht op het oppervlak van de buis (behalve de leidingen). De klassieke teller wordt beschouwd als een universele meetdetector voor alle bekende soorten straling. Vooral voor γ en β.

Vlak

Gevoelige meters voor het registreren van zachte bètastraling hebben een ander ontwerp. Door het kleine aantal bètadeeltjes heeft hun lichaam een ​​platte vorm. Er is een mica-venster dat β zwak blokkeert. BETA-2-sensor is de naam van een van deze apparaten. De eigenschappen van andere vlakke toonbanken zijn afhankelijk van het materiaal.

Geigertellerparameters en bedrijfsmodi

Om de gevoeligheid van de teller te berekenen, schat u de verhouding tussen het aantal microröntgenen uit het monster en het aantal signalen uit deze straling. Het apparaat meet de energie van het deeltje niet en geeft dus geen absoluut nauwkeurige schatting. Apparaten worden gekalibreerd met behulp van monsters uit isotopenbronnen.

Je moet ook naar de volgende parameters kijken:

Werkgedeelte, entreeraam

De kenmerken van het indicatorgebied waar microdeeltjes doorheen gaan, zijn afhankelijk van de grootte ervan. Hoe groter het gebied, hoe meer deeltjes worden opgevangen.

Bedrijfsspanning

De spanning moet overeenkomen met de gemiddelde specificaties. De bedrijfskarakteristiek zelf is het vlakke deel van de afhankelijkheid van het aantal vaste pulsen van de spanning. De tweede naam is plateau. Op dit punt bereikt het apparaat de piekactiviteit en wordt de bovengrens van de meting genoemd. Waarde - 400 volt.

Werkbreedte

De werkbreedte is het verschil tussen de vlakke uitgangsspanning en de vonkontladingsspanning. De waarde is 100 Volt.

Helling

De waarde wordt gemeten als een percentage van het aantal pulsen per 1 volt. Het toont de meetfout (statistisch) in het aantal pulsen. De waarde bedraagt ​​0,15%.

Temperatuur

Temperatuur is belangrijk omdat de meter vaak wordt gebruikt moeilijke omstandigheden. Bijvoorbeeld in reactoren. Meters voor algemeen gebruik: -50 tot +70 Celsius.

Werkbron

De bron wordt gekenmerkt door het totale aantal van alle geregistreerde pulsen tot het moment waarop de apparaatmetingen onjuist worden. Als het apparaat organische stoffen bevat om zichzelf te doven, zal het aantal pulsen één miljard zijn. Het is passend om de hulpbron alleen te berekenen in een toestand van bedrijfsspanning. Bij het opbergen van het apparaat stopt het debiet.

Hersteltijd

Dit is de hoeveelheid tijd die een apparaat nodig heeft om elektriciteit te geleiden na reactie op een ioniserend deeltje. Er is een bovengrens aan de pulsfrequentie die het meetbereik beperkt. De waarde is 10 microseconden.

Vanwege de hersteltijd (ook wel dode tijd) kan het apparaat op een beslissend moment uitvallen. Om overshoot te voorkomen, installeren fabrikanten loodschermen.

Heeft de teller een achtergrond?

De achtergrond wordt gemeten in een dikwandige loden kamer. De gebruikelijke waarde is niet meer dan 2 pulsen per minuut.

Wie gebruikt stralingsdosismeters en waar?

IN industriële schaal Ze produceren veel aanpassingen aan Geiger-Muller-tellers. Hun productie begon tijdens de USSR en gaat nu door, maar dan in de Russische Federatie.

Het apparaat wordt gebruikt:

• bij faciliteiten van de nucleaire industrie;
• in wetenschappelijke instituten;
• in de geneeskunde;
• in het dagelijks leven.

Na het ongeluk bij de kerncentrale van Tsjernobyl kochten ook gewone burgers dosismeters. Alle apparaten hebben een Geigerteller. Dergelijke dosismeters zijn uitgerust met één of twee buizen.

Is het mogelijk om met uw eigen handen een Geigerteller te maken?

Zelf een meter maken is lastig. Je hebt een stralingssensor nodig, maar niet iedereen kan deze kopen. Het tegencircuit zelf is al lang bekend - in natuurkundeboeken wordt het bijvoorbeeld ook afgedrukt. Alleen een echte “linkshandige” kan het apparaat echter thuis reproduceren.

Getalenteerde autodidactische vakmensen hebben geleerd een vervanger te maken voor de toonbank, die ook gamma- en bètastraling kan meten met behulp van een fluorescentielamp en een gloeilamp. Ze gebruiken ook transformatoren van kapotte apparatuur, een Geigerbuis, een timer, een condensator, verschillende printplaten en weerstanden.

Conclusie

Bij het diagnosticeren van straling moet u rekening houden met de eigen achtergrond van de meter. Zelfs bij loodbescherming van behoorlijke dikte wordt de registratiesnelheid niet gereset. Dit fenomeen heeft een verklaring: de oorzaak van de activiteit is kosmische straling die door loodlagen dringt. Elke minuut vliegen er muonen over het aardoppervlak, die door de teller worden geregistreerd met een waarschijnlijkheid van 100%.

Er is nog een bron van achtergrondstraling: straling die door het apparaat zelf wordt verzameld. Daarom is het met betrekking tot de Geigerteller ook gepast om over slijtage te praten. Hoe meer straling het apparaat heeft verzameld, hoe lager de betrouwbaarheid van de gegevens.

Geiger-Müller-teller

D Om het stralingsniveau te bepalen wordt het gebruikt speciaal apparaat– . En voor dergelijke apparaten, huishoudelijke en de meeste professionele apparaten voor stralingsmonitoring, wordt het sensorelement gebruikt geigerteller . Met dit onderdeel van de radiometer kunt u nauwkeurig het stralingsniveau bepalen.

De geschiedenis van de Geigerteller

IN de eerste, een apparaat om de vervalsnelheid van radioactieve materialen te bepalen, werd geboren in 1908 en werd uitgevonden door de Duitser natuurkundige Hans Geiger . Twintig jaar later, samen met een andere natuurkundige Walter Muller het apparaat werd verbeterd en werd genoemd ter ere van deze twee wetenschappers.

IN in de periode van ontwikkeling en vorming van de kernfysica in de voormalige Sovjet-Unie werden ook overeenkomstige apparaten gemaakt die op grote schaal werden gebruikt in de strijdkrachten, kerncentrales, en in speciale groepen voor stralingscontrole van de civiele bescherming. Vanaf de jaren zeventig van de vorige eeuw bevatten dergelijke dosismeters namelijk een teller gebaseerd op de Geiger-principes SBM-20 . Deze teller is precies hetzelfde als zijn andere analoog STS-5 , wordt tot op de dag van vandaag veel gebruikt en maakt er ook deel van uit moderne middelen stralingsmonitoring .

Afb.1. Gasontladingsteller STS-5.

Afb.2. Gasontladingsmeter SBM-20.

Werkingsprincipe van een Geiger-Müller-teller

EN Het door Geiger voorgestelde idee van het registreren van radioactieve deeltjes is relatief eenvoudig. Het is gebaseerd op het principe van het verschijnen van elektrische impulsen in een inerte gasomgeving onder invloed van een sterk geladen radioactief deeltje of een kwantum van elektromagnetische trillingen. Om meer in detail in te gaan op het werkingsmechanisme van de teller, laten we even stilstaan ​​bij het ontwerp ervan en de processen die daarin plaatsvinden wanneer een radioactief deeltje door het gevoelige element van het apparaat gaat.

R Het opnameapparaat is een afgesloten cilinder of container die is gevuld met een inert gas, dit kan neon, argon, enz. zijn. Zo'n container kan van metaal of glas zijn en het gas daarin staat onder lage druk; dit wordt specifiek gedaan om het proces van het registreren van een geladen deeltje te vereenvoudigen. In de container bevinden zich twee elektroden (kathode en anode) waaraan via een speciale belastingsweerstand een hoge gelijkspanning wordt geleverd.

Afb.3. Apparaat en schakelschema voor het inschakelen van een geigerteller.

P Wanneer de teller wordt geactiveerd in een omgeving met inert gas, vindt er geen ontlading plaats op de elektroden vanwege de hoge weerstand van het medium, maar de situatie verandert als een radioactief deeltje of een kwantum van elektromagnetische trillingen de kamer van het gevoelige element van het apparaat binnendringt . In dit geval schakelt een deeltje met een lading van voldoende hoge energie een bepaald aantal elektronen uit de directe omgeving uit, d.w.z. van de behuizingselementen of fysiek van de elektroden zelf. Dergelijke elektronen worden, eenmaal in een inerte gasomgeving, blootgesteld hoge spanning tussen de kathode en de anode, beginnen naar de anode te bewegen, terwijl ze onderweg de moleculen van dit gas ioniseren. Als gevolg hiervan schakelen ze secundaire elektronen uit gasmoleculen uit, en dit proces groeit op geometrische schaal totdat er een storing optreedt tussen de elektroden. In een ontladingstoestand sluit het circuit gedurende een zeer korte tijd, en dit veroorzaakt een stroomsprong in de belastingsweerstand, en het is deze sprong die het mogelijk maakt om de passage van een deeltje of kwantum door de opnamekamer te registreren.

T Dit mechanisme maakt het mogelijk om één deeltje te registreren, maar in een omgeving waar de ioniserende straling behoorlijk intens is, is een snelle terugkeer van de opnamekamer naar de oorspronkelijke positie vereist om te kunnen bepalen nieuw radioactief deeltje . Dit wordt bereikt door twee op verschillende manieren. De eerste daarvan is het stoppen met het leveren van spanning aan de elektroden gedurende een korte periode; in dit geval stopt de ionisatie van het inerte gas abrupt en door de testkamer opnieuw in te schakelen, kunt u vanaf het allereerste begin beginnen met opnemen. Dit type teller wordt genoemd niet-zelfdovende dosismeters . Het tweede type apparaat, namelijk zelfdovende dosismeters, hun werkingsprincipe is het toevoegen van speciale additieven op basis van verschillende elementen, bijvoorbeeld broom, jodium, chloor of alcohol, aan de inerte gasomgeving. In dit geval leidt hun aanwezigheid automatisch tot de beëindiging van de ontlading. Bij deze constructie van de testkamer worden weerstanden van soms enkele tientallen megaohms als belastingsweerstand gebruikt. Hierdoor is het mogelijk om tijdens de ontlading het potentiaalverschil aan de uiteinden van de kathode en anode sterk te verkleinen, waardoor het stroomgeleidingsproces stopt en de kamer terugkeert naar de oorspronkelijke staat. Het is vermeldenswaard dat een spanning op de elektroden van minder dan 300 volt automatisch stopt met het handhaven van de ontlading.

Met het hele beschreven mechanisme kunt u zich registreren enorm bedrag radioactieve deeltjes in korte tijd.

Soorten radioactieve straling

H om te begrijpen wat er precies wordt opgenomen Geiger-Muller-tellers , het is de moeite waard om stil te staan ​​bij welke soorten ervan bestaan. Het is de moeite waard om meteen te vermelden dat gasontladingstellers, die deel uitmaken van de meeste moderne dosismeters, alleen het aantal radioactief geladen deeltjes of quanta kunnen registreren, maar niet hun energiekarakteristieken of het type straling kunnen bepalen. Voor dit doel worden dosismeters multifunctioneler en doelgerichter gemaakt, en om ze correct te kunnen vergelijken, moeten hun mogelijkheden nauwkeuriger worden begrepen.

P Volgens moderne concepten van de kernfysica kan straling in twee typen worden verdeeld, de eerste in de vorm elektromagnetisch veld , de tweede in de vorm deeltjesstroom (corpusculaire straling). Het eerste type omvat flux van gammadeeltjes of röntgenstraling . Hun belangrijkste kenmerk is het vermogen om zich in de vorm van golven over zeer lange afstanden voort te planten, terwijl ze vrij gemakkelijk door verschillende objecten heen gaan en gemakkelijk door de meest uiteenlopende objecten kunnen dringen. diverse materialen. Als een persoon zich bijvoorbeeld moet verbergen voor een stroom gammastraling, vanwege nucleaire explosie Door vervolgens zijn toevlucht te zoeken in de kelder van een huis of schuilkelder, op voorwaarde dat deze relatief luchtdicht is, kan hij zichzelf slechts voor 50 procent tegen dit soort straling beschermen.

Afb.4. Röntgen- en gammastralingskwanta.

T Dit type straling is van nature gepulseerd en wordt gekenmerkt door voortplanting omgeving in de vorm van fotonen of quanta, d.w.z. korte flitsen elektromagnetische straling. Dergelijke straling kan verschillende energie- en frequentiekarakteristieken hebben; röntgenstralen hebben bijvoorbeeld een frequentie die duizenden keren lager is dan gammastraling. Dat is waarom Gammastraling is aanzienlijk gevaarlijker voor het menselijk lichaam en hun impact is veel destructiever.

EN straling gebaseerd op het corpusculaire principe zijn alfa- en bètadeeltjes (lichaampjes). Ze ontstaan ​​als gevolg van een kernreactie waarbij sommige radioactieve isotopen worden omgezet in andere, waarbij een enorme hoeveelheid energie vrijkomt. In dit geval vertegenwoordigen bètadeeltjes een stroom elektronen, en alfadeeltjes zijn aanzienlijk grotere en stabielere formaties, bestaande uit twee aan elkaar gebonden neutronen en twee protonen. In feite heeft de kern van een heliumatoom deze structuur, dus er kan worden gesteld dat de stroom van alfadeeltjes een stroom van heliumkernen is.

De volgende classificatie wordt geaccepteerd alfadeeltjes hebben het minst doordringende vermogen; om zichzelf tegen hen te beschermen, is dik karton voldoende voor een persoon die een groter doordringend vermogen heeft; metalen bescherming van enkele millimeters dik (bijvoorbeeld aluminiumplaat). Er is vrijwel geen bescherming tegen gammakwanta, en ze planten zich over aanzienlijke afstanden voort, waarbij ze vervagen naarmate ze zich van het epicentrum of de bron verwijderen, en gehoorzamen aan de wetten van de voortplanting van elektromagnetische golven.

Afb.5. Radioactieve deeltjes van het alfa- en bètatype.

NAAR De hoeveelheid energie die alle drie de soorten straling bezitten, is ook verschillend, en de flux van alfadeeltjes heeft de grootste daarvan. Bijvoorbeeld, De energie van alfadeeltjes is zevenduizend keer groter dan de energie van bètadeeltjes , d.w.z. doordringende kracht verschillende soorten straling is omgekeerd evenredig met hun doordringend vermogen.

D Voor het menselijk lichaam wordt gekeken naar de gevaarlijkste vorm van radioactieve straling gamma-kwanta , vanwege het hoge doordringende vermogen, en dan in afnemende volgorde bètadeeltjes en alfadeeltjes. Daarom is het vrij moeilijk om alfadeeltjes te bepalen, ook al is dit met een conventionele teller onmogelijk te bepalen Geiger-Müller, aangezien bijna elk object een obstakel voor hen is, om nog maar te zwijgen van een glazen of metalen container. Met een dergelijke teller is het mogelijk om bètadeeltjes te detecteren, maar alleen als hun energie voldoende is om door het materiaal van de tellercontainer te gaan.

Voor bètadeeltjes met lage energie is een conventionele Geiger-Müller-teller niet effectief.

OVER De situatie is vergelijkbaar met gammastraling; er is een mogelijkheid dat ze door de container gaan zonder de ionisatiereactie te starten. Om dit te doen, wordt in de tellers een speciaal scherm (gemaakt van dicht staal of lood) geïnstalleerd, dat het mogelijk maakt de energie van gammastraling te verminderen en zo de ontlading in de telkamer te activeren.

Basiskenmerken en verschillen van Geiger-Müller-tellers

MET Het is ook de moeite waard om enkele basiskenmerken en verschillen tussen de verschillende uitgeruste dosismeters te benadrukken gasontlading Geiger-Muller-tellers. Om dit te doen, moet u er enkele vergelijken.

De meest voorkomende Geiger-Müller-tellers zijn uitgerust met cilindrisch of eindsensoren. Cilindrisch zijn vergelijkbaar met een langwerpige cilinder in de vorm van een buis met een kleine straal. De eindionisatiekamer heeft een ronde of rechthoekige vorm kleine maten, maar met een aanzienlijk eindwerkoppervlak. Soms zijn er varianten van eindkamers met een langwerpige cilindrische buis met een klein toegangsvenster eind kant. Diverse configuraties van tellers, namelijk de camera’s zelf, kunnen zich registreren verschillende soorten straling, of combinaties daarvan (bijvoorbeeld combinaties van gamma- en bètastraling, of het gehele spectrum van alfa-, bèta- en gammastraling). Dit wordt mogelijk gemaakt dankzij het speciaal ontworpen ontwerp van het meterhuis en het materiaal waaruit het is gemaakt.

E een ander belangrijk onderdeel voor bedoeld gebruik gaat dit tegen gebied van het ingangssensorelement en werkgebied . Met andere woorden: dit is de sector waarlangs de radioactieve deeltjes die voor ons van belang zijn, zullen binnenkomen en worden geregistreerd. Hoe groter dit gebied, hoe meer deeltjes de teller kan opvangen en hoe groter de gevoeligheid voor straling zal zijn. De paspoortgegevens geven de oppervlakte van het werkoppervlak aan, meestal in vierkante centimeters.

E Een andere belangrijke indicator die wordt aangegeven in de kenmerken van de dosimeter is geluidsomvang (gemeten in pulsen per seconde). Met andere woorden, deze indicator kan de waarde van zijn eigen achtergrond worden genoemd. Het kan worden bepaald in een laboratoriumomgeving door het apparaat in een goed beschermde kamer of kamer te plaatsen, meestal met dikke loden muren, en het stralingsniveau te registreren dat het apparaat zelf uitzendt. Het is duidelijk dat als een dergelijk niveau voldoende significant is, deze geïnduceerde geluiden rechtstreeks van invloed zullen zijn op de meetfouten.

Iedere beroepsbeoefenaar en stralingswerker heeft een kenmerk als stralingsgevoeligheid, ook gemeten in pulsen per seconde (imp/s), of in pulsen per microröntgen (imp/μR). Deze parameter, of beter gezegd het gebruik ervan, hangt rechtstreeks af van de bron van ioniserende straling waarop de teller is afgestemd en waartegen verdere metingen zullen worden uitgevoerd. Vaak wordt afstemming gedaan met behulp van bronnen die radioactieve materialen bevatten zoals radium - 226, kobalt - 60, cesium - 137, koolstof - 14 en andere.

E Een andere indicator waarmee het de moeite waard is om dosismeters te vergelijken is detectie-efficiëntie van ionenstraling of radioactieve deeltjes. Het bestaan ​​van dit criterium is te wijten aan het feit dat niet alle radioactieve deeltjes die door het gevoelige element van de dosimeter gaan, worden geregistreerd. Dit kan gebeuren in het geval dat het gammastralingskwantum geen ionisatie veroorzaakte in de tegenkamer, of het aantal deeltjes dat er doorheen ging en ionisatie en ontlading veroorzaakte zo groot is dat het apparaat ze niet voldoende telt, en om andere redenen . Om nauwkeurig te bepalen dit kenmerk van een specifieke dosimeter wordt deze getest met behulp van enkele radioactieve bronnen, bijvoorbeeld plutonium-239 (voor alfadeeltjes), of thallium - 204, strontium - 90, yttrium - 90 (bètastraler), evenals andere radioactieve materialen.

MET Het volgende criterium waarop we ons moeten concentreren is bereik van geregistreerde energieën . Elk radioactief deeltje of kwantum straling heeft een andere energiekarakteristiek. Daarom zijn dosimeters ontworpen om niet alleen een specifiek type straling te meten, maar ook de bijbehorende energiekarakteristiek. Deze indicator wordt gemeten in mega-elektronvolt of kilo-elektronvolt (MeV, KeV). Als de bètadeeltjes bijvoorbeeld niet voldoende energie hebben, kunnen ze in de tegenkamer geen elektron uitschakelen en dus niet worden gedetecteerd, of kunnen alleen hoogenergetische alfadeeltjes door het materiaal heen breken. van de Geiger-Müller-tellerbehuizing en schakel het elektron uit.

EN Op basis van al het bovenstaande produceren moderne fabrikanten van stralingsdosismeters een breed scala aan apparaten voor verschillende doeleinden en specifieke industrieën. Daarom is het de moeite waard om specifieke soorten geigertellers te overwegen.

Diverse opties Geiger-Muller-tellers

P De eerste versie van dosismeters zijn apparaten die zijn ontworpen om gammafotonen en hoogfrequente (harde) bètastraling te registreren en te detecteren. Bijna alle eerder geproduceerde en moderne exemplaren, zowel huishoudelijke apparaten bijvoorbeeld als professionele stralingsdosimeters bijvoorbeeld: , zijn ontworpen voor dit meetbereik. Dergelijke straling heeft voldoende energie en een hoog doordringend vermogen om de Geigertellercamera deze te laten registreren. Dergelijke deeltjes en fotonen dringen gemakkelijk door de wanden van de toonbank en veroorzaken het ionisatieproces, en dit wordt gemakkelijk geregistreerd door de overeenkomstige elektronische vulling dosimeter.

D Populaire tellers zoals SBM-20 , met een sensor in de vorm van een cilindrische ballonbuis met een coaxiale draadkathode en anode. Bovendien dienen de wanden van de sensorbuis zowel als kathode als behuizing en zijn ze vervaardigd uit roestvrij staal. Deze teller heeft de volgende kenmerken:

• het oppervlak van het werkgebied van het gevoelige element is 8 vierkante centimeter;
• de stralingsgevoeligheid voor gammastraling is ongeveer 280 pulsen/s, of 70 pulsen/μR (tests werden uitgevoerd voor cesium - 137 bij 4 μR/s);
• de eigen achtergrond van de dosismeter is ongeveer 1 puls/s;
• De sensor is ontworpen om gammastraling te registreren met een energie in het bereik van 0,05 MeV tot 3 MeV, en bètadeeltjes met een energie van 0,3 MeV aan de ondergrens.

Afb.6. Geigertellerapparaat SBM-20.

U Er waren verschillende wijzigingen aan deze teller, bijvoorbeeld SBM-20-1 of SBM-20U , die vergelijkbare kenmerken hebben, maar verschillen in het fundamentele ontwerp van de contactelementen en het meetcircuit. Andere aanpassingen aan deze Geiger-Müller-teller, en dit zijn SBM-10, SI29BG, SBM-19, SBM-21, SI24BG, hebben ook vergelijkbare parameters, veel ervan zijn te vinden in huishoudelijke stralingsdosismeters, die tegenwoordig in winkels te vinden zijn .

MET De volgende groep stralingsdosismeters is ontworpen om te registreren gammafotonen en röntgenstraling . Als we het hebben over de nauwkeurigheid van dergelijke apparaten, moeten we begrijpen dat fotonen- en gammastraling kwanta van elektromagnetische straling zijn die met de snelheid van het licht bewegen (ongeveer 300.000 km/s), dus het registreren van een dergelijk object lijkt een nogal moeilijke opgave. taak.

Het bedrijfsrendement van dergelijke Geigertellers bedraagt ​​ongeveer één procent.

H Om dit te vergroten is een vergroting van het kathodeoppervlak vereist. In wezen worden gammastraling geregistreerd indirecte manier, dankzij de elektronen die ze uitschakelen, die vervolgens deelnemen aan de ionisatie van het inerte gas. Om dit fenomeen zo effectief mogelijk te bevorderen, worden het materiaal en de dikte van de wanden van de tegenkamer, evenals de afmetingen, dikte en materiaal van de kathode speciaal geselecteerd. Hier kan een grote dikte en dichtheid van het materiaal de gevoeligheid van de opnamekamer verminderen, en te klein zal ervoor zorgen dat hoogfrequente bètastraling gemakkelijk de kamer binnendringt, en zal ook de hoeveelheid stralingsruis die eigen is aan het apparaat vergroten, waardoor zal de nauwkeurigheid van het bepalen van gammakwanta overstemmen. Uiteraard worden de exacte verhoudingen door de fabrikanten geselecteerd. In feite worden op dit principe dosimeters vervaardigd op basis van Geiger-Muller-tellers voor directe bepaling van gammastraling op de grond, terwijl een dergelijk apparaat de mogelijkheid uitsluit om andere soorten straling en radioactieve blootstelling te bepalen, waardoor het mogelijk wordt om de stralingsbesmetting en de mate van negatieve impact op mensen alleen door gammastraling nauwkeurig te bepalen.

IN In huishoudelijke dosismeters, die zijn uitgerust met cilindrische sensoren, zijn de volgende typen geïnstalleerd: SI22G, SI21G, SI34G, Gamma 1-1, Gamma - 4, Gamma - 5, Gamma - 7ts, Gamma - 8, Gamma - 11 en vele anderen . Bovendien is bij sommige typen een speciaal filter geïnstalleerd op het ingangs-, eind-, gevoelige venster, dat specifiek dient om alfa- en bètadeeltjes af te snijden, en het kathodegebied verder vergroot voor een efficiëntere bepaling van gammastraling. Dergelijke sensoren omvatten Beta - 1M, Beta - 2M, Beta - 5M, Gamma - 6, Beta - 6M en andere.

H Om het principe van hun werking duidelijker te begrijpen, is het de moeite waard om een ​​​​van deze tellers van naderbij te bekijken. Bijvoorbeeld een eindteller met sensor Bèta – 2M , die een afgerond werkvenster heeft van ongeveer 14 vierkante centimeter. In dit geval bedraagt ​​de stralingsgevoeligheid voor kobalt-60 ongeveer 240 pulsen/μR. Dit type meter heeft een zeer lage eigenruis , wat niet meer is dan 1 puls per seconde. Dit is mogelijk dankzij de dikwandige loodkamer, die op zijn beurt is ontworpen om fotonenstraling op te nemen met energieën in het bereik van 0,05 MeV tot 3 MeV.

Afb.7. Beëindig gammateller Beta-2M.

Voor het bepalen van gammastraling is het goed mogelijk om tellers voor gamma-bèta-pulsen te gebruiken, die zijn ontworpen om harde (hoogfrequente en hoogenergetische) bètadeeltjes en gamma-kwanta te registreren. Bijvoorbeeld model SBM - 20. Als u in dit dosismetermodel de registratie van bètadeeltjes wilt uitsluiten, dan is het hiervoor voldoende om een ​​loden scherm of een schild tegen andere te installeren metalen materiaal(loodscherm is effectiever). Dit is de meest gebruikelijke methode die door de meeste ontwikkelaars wordt gebruikt bij het maken van gamma- en röntgentellers.

Registratie van “zachte” bètastraling.

NAAR Zoals we al hebben aangegeven, is het registreren van zachte bètastraling (straling met lage energiekarakteristieken en een relatief lage frequentie) een nogal lastige opgave. Om dit te doen, is het noodzakelijk om de mogelijkheid van gemakkelijker penetratie in de registratiekamer te garanderen. Voor deze doeleinden is een speciale dunne werkend raam, meestal gemaakt van mica of polymeerfilm, waardoor vrijwel geen obstakels ontstaan ​​voor het binnendringen van dit soort bètastraling in de ionisatiekamer. In dit geval kan het sensorlichaam zelf als kathode fungeren en is de anode een systeem van lineaire elektroden die gelijkmatig zijn verdeeld en op isolatoren zijn gemonteerd. Het registratievenster is gemaakt in de eindversie, en in dit geval zit alleen een dunne micafilm de bètadeeltjes in de weg. In dosismeters met dergelijke tellers wordt gammastraling geregistreerd als toepassing en feitelijk als bijkomend kenmerk. En als u van de registratie van gammastraling af wilt, dan is het noodzakelijk om het kathodeoppervlak te minimaliseren.

Afb.8. Apparaat van een aan het uiteinde gemonteerde geigerteller.

MET Het is vermeldenswaard dat tellers voor het bepalen van zachte bètadeeltjes al lang geleden zijn gemaakt en met succes zijn gebruikt in de tweede helft van de vorige eeuw. Onder hen waren de meest voorkomende sensoren zoals SBT10 En SI8B , die dunwandige mica-werkramen had. Een modernere versie van dit apparaat Bèta-5 heeft een werkvensteroppervlak van ongeveer 37 m²/cm, rechthoekig van vorm gemaakt van mica-materiaal. Voor dergelijke afmetingen van het gevoelige element kan het apparaat ongeveer 500 pulsen/μR registreren, gemeten met kobalt - 60. Tegelijkertijd is de deeltjesdetectie-efficiëntie maximaal 80 procent. Andere indicatoren van dit apparaat zijn als volgt: de eigen ruis is 2,2 pulsen/s, het energiedetectiebereik is van 0,05 tot 3 MeV, terwijl de onderste drempel voor het bepalen van zachte bètastraling 0,1 MeV is.

Afb.9. Beëindig de bèta-gammateller Beta-5.

EN Uiteraard is het het vermelden waard Geiger-Muller-tellers, geschikt voor het detecteren van alfadeeltjes. Als het registreren van zachte bètastraling een behoorlijk lastige opgave lijkt, dan is het detecteren van een alfadeeltje, zelfs een deeltje met hoge energie-indicatoren, een nog lastigere opgave. Dit probleem kan alleen worden opgelost door de dikte van het werkvenster dienovereenkomstig te verkleinen tot een dikte die voldoende is voor de doorgang van een alfadeeltje in de opnamekamer van de sensor, en door het invoervenster bijna volledig dichter bij de ingang te brengen. bron van alfadeeltjesstraling. Deze afstand moet 1 mm zijn. Het is duidelijk dat een dergelijk apparaat automatisch alle andere soorten straling zal detecteren, en met een vrij hoog rendement. Er zit zowel een positieve als een negatieve kant aan:

Positief – een dergelijk apparaat kan worden gebruikt voor de meest uiteenlopende radioactieve stralingsanalyses

Negatief – door de verhoogde gevoeligheid zal er een aanzienlijke hoeveelheid ruis optreden, wat de analyse van de ontvangen registratiegegevens zal bemoeilijken.

NAAR Bovendien gaat een te dun mica-werkvenster, hoewel het de mogelijkheden van de meter vergroot, echter ten koste van mechanische sterkte en de dichtheid van de ionisatiekamer, vooral omdat het raam zelf een vrij groot werkoppervlak heeft. Ter vergelijking: in de SBT10- en SI8B-tellers, die we hierboven noemden, met een werkvensteroppervlak van ongeveer 30 m²/cm, is de dikte van de micalaag 13 - 17 micron, en met de vereiste dikte voor opname alfadeeltjes van 4-5 micron, de invoer van het venster kan slechts niet groter zijn dan 0,2 m²/cm, waar we het over hebben over de SBT9-teller.

OVER De grote dikte van het registratiewerkvenster kan echter worden gecompenseerd door de nabijheid van het radioactieve object, en omgekeerd: met een relatief kleine dikte van het micavenster wordt het mogelijk om een ​​alfadeeltje op een grotere afstand dan 1 te registreren. 2 mm. Het is de moeite waard om een ​​voorbeeld te geven: bij een vensterdikte tot 15 micron moet de benadering van de bron van alfastraling minder dan 2 mm zijn, terwijl de bron van alfadeeltjes wordt beschouwd als een plutonium-239-zender met een stralingssterkte energie van 5 MeV. Laten we doorgaan, met de dikte van het invoervenster tot 10 micron is het mogelijk om alfadeeltjes te registreren op een afstand van maximaal 13 mm, als we een mica-venster maken tot 5 micron dik, dan wordt alfastraling geregistreerd op een afstand van 24 mm, enz. Een andere belangrijke parameter, dat rechtstreeks van invloed is op het vermogen om alfadeeltjes te detecteren, is hun energie-indicator. Als de energie van een alfadeeltje groter is dan 5 MeV, zal de registratieafstand voor de dikte van het werkvenster van welk type dan ook dienovereenkomstig toenemen, en als de energie minder is, moet de afstand worden verkleind, tot aan de volledige onmogelijkheid van het registreren van zachte alfastraling.

E nog één belangrijk punt, waardoor het mogelijk wordt de gevoeligheid van de alfateller te vergroten, is een afname van het registratievermogen voor gammastraling. Om dit te doen, volstaat het om te minimaliseren geometrische afmetingen kathode- en gammafotonen zullen door de opnamekamer gaan zonder ionisatie te veroorzaken. Deze maatregel maakt het mogelijk om de invloed van gammastraling op ionisatie duizenden en zelfs tienduizenden keren te verminderen. Het is niet langer mogelijk om de invloed van bètastraling op de opnamekamer te elimineren, maar er is een vrij eenvoudige uitweg uit deze situatie. Eerst wordt alfa- en bètastraling van het totale type geregistreerd, vervolgens wordt een dik papieren filter geïnstalleerd en wordt er een tweede meting uitgevoerd, waarbij alleen bètadeeltjes worden geregistreerd. De hoeveelheid alfastraling wordt in dit geval berekend als het verschil tussen de totale straling en een aparte rekenindicator voor bètastraling.

Bijvoorbeeld , is het de moeite waard om de kenmerken van de moderne Beta-1-teller voor te stellen, waarmee u alfa-, bèta- en gammastraling kunt registreren. Dit zijn de indicatoren:

• het werkgebied van het gevoelige element is 7 m²/cm;
• de dikte van de micalaag is 12 micron (de effectieve detectieafstand van alfadeeltjes voor plutonium is 239, ongeveer 9 mm. Voor kobalt - 60 wordt de stralingsgevoeligheid bereikt in de orde van 144 pulsen/μR);
• efficiëntie van stralingsmeting voor alfadeeltjes - 20% (voor plutonium - 239), bètadeeltjes - 45% (voor thallium -204) en gammakwanta - 60% (voor samenstelling strontium - 90, yttrium - 90);
• de eigen achtergrond van de dosismeter is ongeveer 0,6 pulsen/s;
• De sensor is ontworpen om gammastraling te registreren met een energie in het bereik van 0,05 MeV tot 3 MeV, en bètadeeltjes met een energie van meer dan 0,1 MeV aan de ondergrens, en alfadeeltjes met een energie van 5 MeV of meer.

Afb. 10. Aan het uiteinde gemonteerde alfa-bèta-gammateller Beta-1.

NAAR Natuurlijk is er nog steeds een vrij breed scala aan tellers die zijn ontworpen voor een smallere en professioneel gebruik. Dergelijke apparaten hebben een nummer aanvullende instellingen en opties (elektrisch, mechanisch, radiometrisch, klimaat, enz.), die veel speciale termen en mogelijkheden omvatten. Wij zullen ons er echter niet op concentreren. Om tenslotte de basisprincipes van actie te begrijpen Geiger-Muller-tellers , zijn de hierboven beschreven modellen ruim voldoende.

IN Het is ook belangrijk om te vermelden dat er speciale subklassen zijn Geigertellers , die speciaal zijn ontworpen om te bepalen verschillende soorten andere straling. Bijvoorbeeld het bepalen van de hoeveelheid ultraviolette straling, het registreren en bepalen van langzame neutronen die werken volgens het principe van een corona-ontlading, en andere opties die niet direct verband houden met dit onderwerp worden niet in overweging genomen.

Vanwege de gevolgen voor het milieu van menselijke activiteiten die daarmee gepaard gaan kernenergie, evenals de industrie (inclusief het leger) die radioactieve stoffen gebruikt als onderdeel of basis van hun producten, wordt het bestuderen van de basisprincipes van stralingsveiligheid en stralingsdosimetrie tegenwoordig voldoende heet onderwerp. Daarnaast natuurlijke bronnen ioniserende straling, elk jaar zijn er vervolgens steeds meer plaatsen besmet met straling menselijke activiteit. Om uw gezondheid en de gezondheid van uw dierbaren te behouden, moet u dus de mate van besmetting van een bepaald gebied of voorwerpen en voedsel kennen. Een dosimeter kan hierbij helpen: een apparaat dat de effectieve dosis of kracht van ioniserende straling over een bepaalde periode meet.

Voordat u dit apparaat gaat vervaardigen (of kopen), moet u een idee hebben van de aard van de parameter die wordt gemeten. Ioniserende straling (straling) is een stroom fotonen elementaire deeltjes of fragmenten van atoomsplijting die materie kunnen ioniseren. Verdeeld in verschillende soorten. Alfa straling is een stroom alfadeeltjes - helium-4-kernen, alfadeeltjes die ontstaan ​​tijdens radioactief verval kunnen gemakkelijk worden tegengehouden door een vel papier, dus vormen ze vooral een gevaar wanneer ze het lichaam binnendringen. Bètastraling- dit is een elektronenstroom die ontstaat tijdens bèta-verval; bescherming tegen bètadeeltjes met een energie tot 1 MeV, een aluminiumplaat van enkele millimeters dik is voldoende. Gammastraling heeft een veel groter doordringend vermogen, omdat het bestaat uit hoogenergetische fotonen die geen lading hebben en zware elementen (lood, enz.) in een laag van enkele centimeters effectief zijn voor bescherming; Het doordringend vermogen van alle soorten ioniserende straling is afhankelijk van energie.

Geiger-Muller-tellers worden voornamelijk gebruikt om ioniserende straling te detecteren. Dit eenvoudige en effectieve apparaat bestaat meestal uit een metalen of glazen cilinder die van binnenuit is gemetalliseerd en een dunne metalen draad die langs de as van deze cilinder zelf is gespannen en is gevuld met ijl gas. Het werkingsprincipe is gebaseerd op impactionisatie. Wanneer ioniserende straling de wanden van de toonbank raakt, worden er elektronen uit geslagen; ze bewegen zich in het gas en botsen met gasatomen, waardoor elektronen uit de atomen worden geslagen en positieve ionen en vrije elektronen ontstaan. Het elektrische veld tussen de kathode en anode versnelt de elektronen tot energieën waarbij impactionisatie begint. Er vindt een lawine van ionen plaats, wat leidt tot de vermenigvuldiging van primaire dragers. Bij een voldoende hoge veldsterkte wordt de energie van deze ionen voldoende om secundaire lawines te genereren die in staat zijn een zelfontlading in stand te houden, waardoor de stroom door de teller sterk toeneemt.

Niet alle geigertellers kunnen alle soorten ioniserende straling detecteren. Ze zijn in de eerste plaats gevoelig voor één type straling (alfa-, bèta- of gammastraling), maar kunnen vaak tot op zekere hoogte ook andere straling detecteren. Zo is de SI-8B Geigerteller ontworpen om zachte bètastraling te registreren (ja, afhankelijk van de energie van de deeltjes kan straling opgedeeld worden in zacht en hard), maar is deze sensor ook enigszins gevoelig voor alfastraling en gammastraling straling.

Bij het benaderen van het ontwerp van het artikel is het echter onze taak om een ​​geigerteller, of beter gezegd een dosismeter, zo eenvoudig mogelijk en natuurlijk draagbaar te maken. Om dit apparaat te maken, heb ik alleen SBM-20 kunnen bemachtigen. Deze Geigerteller is ontworpen om harde bèta- en gammastraling te detecteren. Net als de meeste andere meters werkt de SBM-20 op een spanning van 400 volt.

Belangrijkste kenmerken van de Geiger-Muller-teller SBM-20 (tabel uit het naslagwerk):

Deze teller heeft een relatief lage nauwkeurigheid bij het meten van ioniserende straling, maar is voldoende om te bepalen of de stralingsdosis die de voor een persoon toegestane dosis overschrijdt, wordt overschreden. SBM-20 wordt momenteel in veel huishoudelijke dosismeters gebruikt. Om de prestaties te verbeteren, worden vaak meerdere buizen tegelijk gebruikt. En om de nauwkeurigheid van gammastralingsmetingen te vergroten, zijn dosimeters uitgerust met bètastralingsfilters; in dit geval registreert de dosimeter alleen gammastraling, maar vrij nauwkeurig.

Bij het meten van de stralingsdosis zijn er verschillende factoren waarmee rekening moet worden gehouden die belangrijk kunnen zijn. Zelfs als er geen bronnen van ioniserende straling aanwezig zijn, zal de Geigerteller een bepaald aantal pulsen produceren. Dit is de zogenaamde tegenachtergrond. Dit omvat ook verschillende factoren: radioactieve besmetting van de materialen van de teller zelf, spontane emissie van elektronen uit de kathode van de teller en kosmische straling. Dit alles geeft een bepaald aantal “extra” impulsen per tijdseenheid.

Dus het diagram van een eenvoudige dosismeter gebaseerd op de SBM-20 Geigerteller:

Ik monteer het circuit op een breadboard:

De schakeling bevat geen schaarse onderdelen (behalve natuurlijk de teller zelf) en bevat geen programmeerbare elementen (microcontrollers), waardoor je de schakeling in korte tijd in elkaar kunt zetten zonder bijzondere arbeid. Zo’n dosismeter bevat echter geen schaalverdeling en de stralingsdosis moet op het gehoor worden bepaald aan de hand van het aantal klikken. Zoals dit klassieke versie. De schakeling bestaat uit een spanningsomvormer 9 volt - 400 volt.

De NE555-chip bevat een multivibrator waarvan de werkfrequentie ongeveer 14 kHz bedraagt. Om de werkfrequentie te verhogen, kunt u de waarde van weerstand R1 verlagen tot ongeveer 2,7 kOhm. Dit is handig als de door u gekozen choke (of misschien degene die u heeft gemaakt) een piepend geluid maakt; naarmate de werkfrequentie toeneemt, zal het piepende geluid verdwijnen. Inductor L1 is vereist met een vermogen van 1000 - 4000 µH. De snelste manier om een ​​geschikte inductor te vinden is in een doorgebrande spaarlamp. Zo'n smoorspoel wordt in het circuit gebruikt; op de foto hierboven is hij op een kern gewikkeld, die meestal wordt gebruikt voor de vervaardiging van pulstransformatoren. Transistor T1 kan worden gebruikt met elke andere n-kanaal veldeffecttransistor met een drain-source-spanning van minimaal 400 volt, en bij voorkeur meer. Zo'n omvormer zal bij een spanning van 400 volt slechts enkele milliampère stroom produceren, maar dit is voldoende om een ​​Geigerteller meerdere keren te laten werken. Nadat de stroom van het circuit is uitgeschakeld, zal de geladen condensator C3 nog ongeveer 20-30 seconden werken, gezien zijn kleine capaciteit. De VD2-suppressor beperkt de spanning tot 400 volt. Condensator C3 moet worden gebruikt voor een spanning van minimaal 400 - 450 volt.

Elke piëzo-luidspreker of luidspreker kan als Ls1 worden gebruikt. Bij afwezigheid van ioniserende straling vloeit er geen stroom door de weerstanden R2 – R4 (op de foto bevinden zich vijf weerstanden op het breadboard, maar hun totale weerstand komt overeen met het circuit). Zodra het overeenkomstige deeltje de Geigerteller raakt, ioniseert het gas in de sensor en neemt de weerstand ervan scherp af, wat resulteert in een stroompuls. Condensator C4 onderbreekt het constante deel en geeft alleen een stroompuls door aan de luidspreker. Wij horen een klik.

In mijn geval worden er twee gebruikt als stroombron oplaadbare batterijen van oude telefoons (twee, omdat het vereiste vermogen meer dan 5,5 volt moet zijn om het circuit te starten vanwege de gebruikte elementbasis).

Het circuit werkt dus, het klikt af en toe. Nu hoe je het moet gebruiken. De eenvoudigste optie is dat het een beetje klikt - alles is goed, vaak of zelfs continu klikt - slecht. Een andere optie is om grofweg het aantal pulsen per minuut te tellen en het aantal klikken om te rekenen naar microR/h. Om dit te doen, moet u de gevoeligheidswaarde van de geigerteller uit het naslagwerk halen. Verschillende bronnen geven echter altijd iets andere cijfers. Idealiter is het noodzakelijk om laboratoriummetingen uit te voeren voor de geselecteerde Geigerteller met referentiestralingsbronnen. Voor SBM-20 varieert de gevoeligheidswaarde dus van 60 tot 78 pulsen/μR, afhankelijk van verschillende bronnen en naslagwerken. Dus berekenden we het aantal pulsen in één minuut, dan vermenigvuldigden we dit aantal met 60 om het aantal pulsen in één uur te benaderen en dit alles te delen door de gevoeligheid van de sensor, dat wil zeggen door 60 of 78 of wat dichterbij is. met de werkelijkheid, en uiteindelijk krijgen we de waarde in microR/h. Voor een betrouwbaardere waarde is het noodzakelijk om verschillende metingen uit te voeren en het rekenkundig gemiddelde daartussen te berekenen. De bovengrens van veilige stralingsniveaus is ongeveer 20 - 25 µR/h. Acceptabel niveau bedraagt ​​maximaal ongeveer 50 μR/h. IN verschillende landen aantallen kunnen variëren.

P.S. Ik werd ertoe aangezet om over dit onderwerp na te denken door een artikel over de concentratie van radongas dat in kamers, water, enz. binnendringt. V verschillende regio's land en zijn bronnen.

Lijst met radio-elementen

Aanduiding	Type	Denominatie	Hoeveelheid	Opmerking	Winkel	Mijn notitieblok
IC1	Programmeerbare timer en oscillator	NE555	1			Naar notitieblok
T1	MOSFET-transistor	IRF710	1			Naar notitieblok
VD1	Gelijkrichterdiode	1N4007	1			Naar notitieblok
VD2	Beschermingsdiode	1V5KE400CA	1			Naar notitieblok
C1, C2	Condensator	10 nF	2			Naar notitieblok
C3	Elektrolytische condensator	2,7 µF	1			Naar notitieblok
C4	Condensator	100 nF	1	400V

Ongeacht of we het willen of niet, de term ‘straling’ is al lange tijd ingebed in ons bewustzijn en ons bestaan, en niemand kan zich verbergen voor het feit van zijn aanwezigheid. Mensen moeten leren leven met dit enigszins negatieve fenomeen. Het fenomeen straling kan zich manifesteren door onzichtbare en onmerkbare straling, en zonder speciale apparatuur is het vrijwel onmogelijk om het te detecteren.

Uit de geschiedenis van stralingsstudies

In 1895 werden röntgenstralen ontdekt. Een jaar later werd het fenomeen uraniumradioactiviteit ontdekt, eveneens geassocieerd met de ontdekking en het gebruik van röntgenstraling. De onderzoekers hadden te maken met een geheel nieuw, tot nu toe ongezien natuurverschijnsel.

Opgemerkt moet worden dat het fenomeen straling al enkele jaren eerder was aangetroffen, maar dat er niet voldoende aandacht aan werd besteed. En dit ondanks het feit dat zelfs de beroemde Nikola Tesla, evenals het personeel in het laboratorium van Edison, werden verbrand door röntgenstralen. De verslechtering van de gezondheid werd verklaard door alles wat ze konden, maar niet door straling.

Later, aan het begin van de 20e eeuw, verschenen er artikelen over de schadelijke effecten van straling op proefdieren. Ook dit bleef onopgemerkt tot een sensationeel incident waarbij de ‘radiummeisjes’, arbeiders in een fabriek die lichtgevende horloges produceerde, gewond raakten.

Het fabrieksmanagement vertelde de meisjes over de onschadelijkheid van radium, en ze namen dodelijke doses straling: ze likten de toppen van penselen met radiumverf en voor de lol schilderden ze hun nagels en zelfs hun tanden met een lichtgevende substantie. Vijf meisjes die onder dergelijk werk leden, slaagden erin een rechtszaak aan te spannen tegen de fabriek. Als gevolg hiervan werd een precedent geschapen met betrekking tot de rechten van sommige werknemers die beroepsziekten kregen en hun werkgevers aanklaagden.

De geschiedenis van de Geiger-Muller-teller

De Duitse natuurkundige Hans Geiger, die in een van de laboratoria van Rutherford werkte, ontwikkelde en stelde in 1908 een schematisch diagram voor van de werking van een ‘geladen deeltjes’-teller. Het was een aanpassing van de toen bekende ionisatiekamer, die werd gepresenteerd in de vorm van een elektrische condensator gevuld met gas onder lage druk. De camera werd ook gebruikt door Pierre Curie toen hij de elektrische eigenschappen van gassen bestudeerde. Geiger kwam op het idee om er ioniserende straling mee te detecteren, juist omdat deze straling een direct effect had op de mate van ionisatie van gassen.

Eind jaren twintig creëerde Walter Müller, onder leiding van Geiger, een aantal soorten stralingstellers, met behulp waarvan het mogelijk was een grote verscheidenheid aan ioniserende deeltjes te registreren. Het werken aan het maken van tellers was zeer noodzakelijk, omdat het zonder hen onmogelijk was om radioactief materiaal te bestuderen. Geiger en Müller moesten doelgericht werken om tellers te creëren die gevoelig zouden zijn voor elk van de soorten straling zoals α, β en γ die op dat moment werden geïdentificeerd.

Geiger-Muller-tellers hebben bewezen eenvoudige, betrouwbare, goedkope en praktische stralingssensoren te zijn. Dit ondanks het feit dat ze niet de meest nauwkeurige instrumenten waren voor het bestuderen van straling of bepaalde deeltjes. Maar ze waren zeer geschikt als instrumenten voor algemene metingen van de verzadiging van ioniserende straling. In combinatie met andere instrumenten worden ze nog steeds gebruikt door praktiserende natuurkundigen voor nauwkeurigere metingen tijdens experimenten.

Wat is ioniserende straling?

Om de werking van Geiger-Muller-tellers beter te begrijpen, kan het geen kwaad om bekend te raken met ioniserende straling als zodanig. Het kan alles omvatten dat ionisatie van stoffen in hun natuurlijke staat veroorzaakt. Dit vereist de aanwezigheid van een bepaalde vorm van energie. Met name ultraviolet licht of radiogolven worden niet als ioniserende straling beschouwd. Het onderscheid kan beginnen met het zogenaamde “harde ultraviolet”, ook wel “zachte röntgenstraling” genoemd. Dit type stroming wordt fotonenstraling genoemd. De stroom van hoogenergetische fotonen is gammastraling.

Voor het eerst werd de verdeling van ioniserende straling in drie typen gedaan door Ernst Rutherford. Alles werd gedaan op onderzoeksapparatuur waarbij sprake was van een magnetisch veld in de lege ruimte. Later heette dit alles:

• α – kernen van heliumatomen;
• β – elektronen met hoge energie;
• γ – gammakwanta (fotonen).

Later vond de ontdekking van neutronen plaats. Zo bleek dat alfadeeltjes zelfs met gewoon papier gemakkelijk kunnen worden vastgehouden, bètadeeltjes een iets groter doordringend vermogen hebben en gammastraling het hoogste. Neutronen worden als de gevaarlijkste beschouwd, vooral op afstanden van vele tientallen meters in het luchtruim. Vanwege hun elektrische onverschilligheid hebben ze geen interactie met enige elektronenschil van moleculen in de substantie.

Wanneer je echter instapt atoomkernen met een hoog potentieel leiden tot hun instabiliteit en verval, waarna radioactieve isotopen worden gevormd. En die, verder in het vervalproces, vormen zelf het geheel van ioniserende straling.

Geiger-Muller-tellerapparaten en werkingsprincipes

Gasontladingsgeiger-Muller-tellers zijn hoofdzakelijk ontworpen als afgesloten buizen, van glas of metaal, waaruit alle lucht is weggepompt. Het wordt vervangen door toegevoegd inert gas (neon of argon of een mengsel daarvan) bij lage druk, met halogeen- of alcoholverontreinigingen. Langs de assen van de buizen worden uitgerekt dunne draden, en metalen cilinders bevinden zich coaxiaal daarmee. Zowel buizen als draden zijn elektroden: buizen zijn kathodes en draden zijn anodes.

De negatieven van bronnen met constante spanning zijn verbonden met de kathodes, en de positieven van bronnen met constante spanning zijn verbonden met de anodes met behulp van een grote constante weerstand. Vanuit elektrisch oogpunt is de uitgang een spanningsdeler. en in het midden ervan is het spanningsniveau bijna hetzelfde als de spanning aan de bron. In de regel kan het enkele honderden volt bereiken.

Terwijl ioniserende deeltjes door de buizen vliegen, botsen atomen in het inerte gas, die zich al in een elektrisch veld met hoge intensiteit bevinden, met deze deeltjes. De energie die de deeltjes tijdens de botsing vrijgaven is aanzienlijk; het is voldoende om elektronen van gasatomen af ​​te scheuren. De resulterende elektronen van secundaire orde zijn zelf in staat verdere botsingen te vormen, waarna een hele elektronen- en ionencascade ontstaat.

Bij blootstelling aan een elektrisch veld worden elektronen versneld naar de anodes, en positief geladen gasionen naar de kathodes van de buizen. Als gevolg hiervan wordt een elektrische stroom gegenereerd. Omdat de energie van de deeltjes al geheel of gedeeltelijk was opgebruikt bij botsingen (de deeltjes vlogen door de buis), begonnen de geïoniseerde atomen van het gas op te raken.

Zodra de geladen deeltjes de Geiger-Müller-teller binnengingen, daalde de weerstand van de buis door de beginnende stroom en veranderde tegelijkertijd de spanning op de centrale markering van de scheider, zoals eerder vermeld. Hierna wordt de weerstand in de buis hervat als gevolg van de toename ervan en keert het spanningsniveau terug naar de vorige staat. Als resultaat worden negatieve spanningspulsen verkregen. Door de pulsen te tellen, kun je bepalen hoeveel deeltjes er voorbij zijn gevlogen. De hoogste intensiteit van het elektrische veld wordt vanwege de kleine afmetingen nabij de anode waargenomen, waardoor de tellers gevoeliger worden.

Geiger-Müller toonbankontwerpen

Alle moderne Geiger-Muller-tellers hebben twee hoofdtypen: "klassiek" en plat. Klassieke meters zijn gemaakt van dunwandige gegolfde metalen buizen. De gegolfde oppervlakken van de toonbanken maken de buizen stijf en bestand tegen externe invloeden atmosferische druk, en zal niet toestaan ​​dat ze onder welke invloed dan ook kreuken. Aan de uiteinden van de buizen bevinden zich glazen of plastic afdichtingen. Er zijn ook dopkranen om op het circuit aan te sluiten. De buizen zijn gemarkeerd en bedekt met een duurzame isolatielak die de polariteit van de kranen aangeeft. Over het algemeen zijn dit universele tellers voor elk type ioniserende straling, vooral voor bèta-gammastraling.

Tellers die gevoelig kunnen zijn voor zachte β-straling worden op een andere manier vervaardigd. Vanwege het kleine bereik van β-deeltjes zijn ze plat gemaakt. Mica-vensters blokkeren bètastraling zwak. Eén zo'n teller kan de BETA-2-sensor worden genoemd. In alle andere meters is de bepaling van hun eigenschappen gerelateerd aan de materialen waaruit ze zijn vervaardigd.

Alle tellers die gammastraling registreren, hebben kathodes gemaakt van metalen met een hoog ladingsgetal. Gassen worden extreem slecht geïoniseerd door gammafotonen. Gammafotonen kunnen echter veel secundaire elektronen uit kathodes uitschakelen als ze op de juiste manier worden gekozen. De meeste bètadeeltjestellers van Geiger-Muller zijn daarvoor gemaakt dunne ramen. Dit wordt gedaan om de doorlaatbaarheid van de deeltjes te verbeteren, omdat het gewoon gewone elektronen zijn die meer energie hebben gekregen. Ze interageren zeer goed en snel met stoffen, waardoor energie verloren gaat.

Met alfadeeltjes is het nog veel erger. Ondanks een behoorlijk behoorlijke energie hebben verschillende MeV-alfadeeltjes bijvoorbeeld een zeer sterke interactie met moleculen die onderweg bewegen en al snel hun energiepotentieel verliezen. Conventionele tellers reageren goed op α-straling, maar alleen op een afstand van enkele centimeters.

Om een ​​objectieve beoordeling te maken van het niveau van ioniserende straling, zijn dosismeters op tellers met algemeen gebruik vaak voorzien van twee sequentieel werkende meters. De een is mogelijk gevoeliger voor α-β-straling, de ander voor γ-straling. Soms worden staven of platen gemaakt van legeringen die cadmiumverontreinigingen bevatten tussen de toonbanken geplaatst. Wanneer neutronen dergelijke staven raken, wordt γ-straling gegenereerd, die wordt geregistreerd. Dit wordt gedaan voor de eventuele bepaling van neutronenstraling, en daarvoor eenvoudige tellers Geiger heeft vrijwel geen gevoeligheid.

Hoe Geigertellers in de praktijk worden gebruikt

De Sovjet- en nu Russische industrie produceert vele soorten Geiger-Müller-tellers. Dergelijke apparaten worden voornamelijk gebruikt door mensen die enige relatie hebben met objecten nucleaire industrie, aan wetenschappelijke of onderwijsinstellingen, aan civiele verdediging, tot medische diagnostiek.

Nadat de ramp in Tsjernobyl had plaatsgevonden, begonnen huishoudelijke dosismeters, die voorheen zelfs bij naam volledig onbekend waren bij de bevolking van ons land, echt nationale populariteit te verwerven. Er begonnen veel modellen voor huishoudelijk gebruik te verschijnen. Ze gebruiken allemaal Geiger-Muller-tellers zelf als stralingssensoren. Op huishoudelijke dosismeters zijn doorgaans één of twee buizen of eindtellers geïnstalleerd.