קרינה רדיואקטיבית. איך לזהות את זה? תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

קרינה רדיואקטיבית. איך לזהות את זה? אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / דוסימטרים

מכשירים מיוחדים עוזרים לזהות זיהום רדיואקטיבי בזמן. כמובן, איננו מסוגלים לראות, לשמוע או "לתפוס" חלקיק רדיואקטיבי. אבל המכשירים משתמשים בתכונות של קרינה רדיואקטיבית כדי לייצר השפעות שונות בעת מעבר בחומר.

לדוגמה, בהשפעת קרינה רדיואקטיבית, חלק מהחומרים מתחילים לזהור, מספר תמיסות משנות את צבען, ולוחות צילום נחשפים יתר על המידה.

השיטה הנפוצה ביותר לגילוי קרינה רדיואקטיבית היא ביכולתה ליינן גזים שונים.

אתה יכול להרכיב את המכשיר הפשוט ביותר עבור זה בעצמך (איור 1). הניחו שתי לוחות מתכת בקופסת פלסטיק או מיכל זכוכית והפעילו עליהם מתח ממקור DC או מיישר. חבר מכשיר מדידה למעגל. קח מיישר המאפשר לך לשנות את המתח מ-0 ל-400 וולט.

קרינה רדיואקטיבית. איך לזהות את זה?

אמנם אין יונים באוויר, אבל האוויר הוא מבודד, המעגל פתוח ולא זורם דרכו זרם. אם בהשפעת קרינה רדיואקטיבית מופיעים בין הלוחות יונים טעונים חשמלית, אז הם מיד מתחילים לנוע - חיובי ללוח השלילי, שלילי - לחיובי, כלומר זרם חשמלי מתחיל לזרום בין הלוחות.

גודל הזרם תלוי בשתי סיבות: עוצמת הקרינה הרדיואקטיבית והמתח שאנו מפעילים על הלוחות.

אם, תחת אותה קרינה רדיואקטיבית, נעלה בהדרגה את המתח על הלוחות, ואז נתווה את קריאת המיקרו-אמפר על הגרף, נקבל את התמונה המוצגת באיור 2.

קרינה רדיואקטיבית. איך לזהות את זה?
איור. מספר

שמנו לב שבסעיף OA, עוצמת הזרם עולה באופן פרופורציונלי

מתח צלחת? זה קורה בגלל שאורך החיים של היון קצר מאוד ובמתחים נמוכים לחלק מהיונים אין זמן "להגיע" ללוחות - הם פוגשים יונים במזל הפוך, מתאחדים איתם (משלבים מחדש) והופכים לאטומים ניטרליים.

ככל שהמתח גבוה יותר, כך יש ליונים יותר זמן "להגיע" ללוחות, ולכן, הזרם חזק יותר.

בקטע AB, המתח עולה, אך הזרם אינו עולה.

מה התעלומה? זה פשוט - כל היונים שנוצרו מקרינה רדיואקטיבית הצליחו "להגיע" ללוחות, אבל פשוט אין יונים אחרים. זרם זה נקרא זרם הרוויה, והאזור בגרף נקרא אזור "PLATEO".

בסעיף BV, המתח עולה מעט, והזרם עולה בחדות. המתח כאן חוצה את הגבול שמעבר לו מתחילה פריקת הגז.

במהלך פריקת גז, האנרגיה שיון צובר כאשר הוא נע לכיוון הלוח הופכת מיד כל כך גדולה עד שיון זה, שפוגע באטום שכן, מפצל אותו ל-2 יונים. אלה, בתורם, מפרקים את שני האטומים הבאים וכו'. לכן, מספיק שיופיע לפחות זוג אחד של יונים בין הלוחות, ומתרחש יינון מיידי של כל הגז בין הלוחות.

כמובן, החיישנים (או, כמו שאומרים, הגלאים) המשמשים במכשירים דוסימטריים שונים מהצלחות הפרימיטיביות שלנו. כדי לזהות מינונים גדולים של קרינה רדיואקטיבית, משתמשים במכשירים עם תאי יינון. מה היא מייצגת? זוהי קופסת פלסטיק מלאת אוויר עם קירות מצופים גרפיט. אלקטרודה בצורת T קבועה בתוך הקופסה (איור 3), והקירות משמשים כאלקטרודה שנייה.

קרינה רדיואקטיבית. איך לזהות את זה?
איור. מספר

תאי יינון פועלים באזור מתח "הרמה" (איור 2). לכן, כפי שברור שניחשתם, זרם היינון תלוי מאוד בנפח החדר - ככל שהחדר גדול יותר, כך הוא מכיל יותר יונים.

למדידות מדויקות, נעשה שימוש במכשירים עם מוני פריקת גז. לכל מונה יש אלקטרודה חיובית - חוט מרכזי - ואלקטרודה שלילית גלילית המקיפה אותו (איור 4). החוט המרכזי עשוי מסגסוגת מיוחדת - קובר. האלקטרודה הגלילית עשויה מפלדה בעובי של כ-50 מיקרון או זכוכית שעל פניה מונחת שכבת נחושת.

קרינה רדיואקטיבית. איך לזהות את זה?
איור. מספר

המונים ממולאים בתערובת ניאון-ארגון בתוספת הלוגנים (כלור, ברום) או אלכוהול. הלוגנים וכוהלים בעלי אטום גבוה סופגים היטב קרני גמא ולכן מונעים התרחשות של פריקות נגדיות שווא עקב אלקטרונים משניים שהופלו מקירות הנגד על ידי קרני גמא. מונים כאלה נקראים גם כיבוי עצמי.

למונים יש מהירות ספירה, זמן מת ורווח גז. קצב הספירה הוא מספר ההבזקים (פולסים) בשנייה. מונים מכבים עצמיים יכולים לייצר עד 5 הבזקים (פריקות) בשנייה.

"זמן מת" הוא הזמן שבו יונים חיוביים ושליליים "מגיעים" לאלקטרודות שלהם. בשלב זה, כל חלקיק חדש שייכנס למונה לא יירשם, שכן כל הגז בנפח המונה כבר מיונן.

גורם הגברה הגז הוא מספר המציין כמה פעמים המספר הראשוני של היונים מוגבר כתוצאה מיינון מפולת שלגים במונה. זה יכול להגיע לעשרות אלפים.

התעשייה מייצרת מגוון רחב של מונים; לדוגמה, STS-2, STS-5 (פלדה, כיבוי עצמי), סוג AC ו-STS, מותקן קצה - MST-17, רגיש נמוך - SI-BG וכו'.

הזרמים הנוצרים בתאי יינון ובמדדי פריקת גז הם כה קטנים עד שקשה מאוד למדוד אותם ישירות. קודם כל צריך לחזק אותו. המגבר הנפוץ ביותר הוא מגבר שפופרות.

כדי למדוד במקרה זה, המתח מההתנגדות בעלת ההתנגדות הגבוהה מוחל על רשת הבקרה של מנורת הטריודה (איור 5). המתח השלילי על הרשת נבחר כך שבהיעדר זרם דרך מונה פריקת הגז המנורה נעולה. אם זורם זרם במעגל המונה, המתח על רשת המנורה יקטן לערך כזה שהמנורה "תיפתח" וזרם יזרום דרכה. ככל שהזרם זורם גדול יותר במעגל המונה, כך יזרום הזרם דרך המנורה במעגל האנודה שלה גדול יותר. אבל הזרם במעגל האנודה גדול פי כמה מהזרם במעגל המונה. המשמעות היא שכבר ניתן למדוד אותו במיקרו-אמפר רגיל.

קרינה רדיואקטיבית. איך לזהות את זה?
איור. מספר

בדרך כלל, המעגל כולל מספר התנגדויות בעלות התנגדות גבוהה בגדלים שונים. ואז טווח המדידה מתרחב.

בדרך זו נמדדים רק סך כל הזרמים מפריקות מרובות במונה פריקת גז. אם אתה צריך לספור במדויק את מספר ההבזקים בו, אז נעשה שימוש במונים מכניים והתקני חישוב מחדש אלקטרוניים.

מהירות הספירה של מונה פריקת גז, כפי שכבר הוזכר, היא כ-5 פולסים לשנייה, ומכאנית היא רק 100 פולסים לשנייה. לכן, כדי להגדיל את הרזולוציה של מונה מכני, משתמשים במעגלי המרה. אתה יכול לקרוא על העיצוב והעיקרון של פעולתם על ספירת תאים (טריגרים) בספרם של I. P. Bondarenko ו-N. V. Bondarenko "יסודות הדוסימטריה של קרינה מייננת" (הוצאת וישאיה שקולה, מ., 1962).

למדידת מינוני קרינה המתקבלים במשך זמן מסוים, משתמשים בעיקר בשתי שיטות: 1) מדידת מידת הפריקה של קבל טעון לפוטנציאל מסוים, ו-2) שינוי צבע של כמה תמיסות בהשפעת קרינה מייננת. מדידת מינונים שהתקבלו נקראים דוסימטרים.

דוסימטר בודד הוא קבל, כאשר אלקטרודה אחת שלו היא הסיכה המרכזית, והשנייה היא הגוף. על מנת לגלות איזו מינון קרינה עובר במכשיר, נעשה שימוש במכשיר מיוחד למדידת המטענים ההתחלתיים והשיוריים של מד הדוסימטר.

דוסימטר כימי הוא אמפולה מלאה בתמיסה ספציפית. בהשפעת הקרינה, צבע התמיסה משתנה.

הדוסימטר הפשוט ביותר יכול להיות אלקטרוסקופ מעבדתי רגיל, שקנה המידה שלו הוא מדורג מראש ב-roentgens או milliroentgens. לאחר הטעינה, אלקטרוסקופ כזה יתחיל להיפרק בהשפעת קרינה מייננת. ניתן להשתמש בגודל הפריקה שלו כדי לשפוט את מינון הקרינה.

מחברים: A.Tsurikov, O.Kalinichenko

ראה מאמרים אחרים סעיף דוסימטרים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

שליטה על חפצים באמצעות זרמי אוויר 04.05.2024

התפתחות הרובוטיקה ממשיכה לפתוח בפנינו אפשרויות חדשות בתחום האוטומציה והבקרה על אובייקטים שונים. לאחרונה הציגו מדענים פינים גישה חדשנית לשליטה ברובוטים דמויי אדם באמצעות זרמי אוויר. שיטה זו מבטיחה לחולל מהפכה באופן המניפולציה של חפצים ולפתוח אופקים חדשים בתחום הרובוטיקה. הרעיון של שליטה בעצמים באמצעות זרמי אוויר אינו חדש, אך עד לאחרונה, יישום מושגים כאלה נותר אתגר. חוקרים פינים פיתחו שיטה חדשנית המאפשרת לרובוטים לתפעל חפצים באמצעות סילוני אוויר מיוחדים כ"אצבעות אוויר". אלגוריתם בקרת זרימת האוויר, שפותח על ידי צוות מומחים, מבוסס על מחקר יסודי של תנועת עצמים בזרימת האוויר. מערכת בקרת סילון האוויר, המתבצעת באמצעות מנועים מיוחדים, מאפשרת לך לכוון חפצים מבלי להזדקק לפיזי ... >>

כלבים גזעיים לא חולים לעתים קרובות יותר מכלבים גזעיים 03.05.2024

טיפול בבריאות חיות המחמד שלנו הוא היבט חשוב בחייו של כל בעל כלב. עם זאת, ישנה הנחה נפוצה שכלבים גזעיים רגישים יותר למחלות בהשוואה לכלבים מעורבים. מחקר חדש בראשות חוקרים מבית הספר לרפואה וטרינרית ולמדעי ביו-רפואה בטקסס מביא פרספקטיבה חדשה לשאלה זו. מחקר שנערך על ידי פרויקט ההזדקנות של הכלבים (DAP) של יותר מ-27 כלבים נלווים מצא שכלבים גזעיים ומעורבים היו בדרך כלל בסבירות שווה לחוות מחלות שונות. למרות שחלק מהגזעים עשויים להיות רגישים יותר למחלות מסוימות, שיעור האבחון הכולל הוא כמעט זהה בין שתי הקבוצות. הווטרינר הראשי של פרויקט הזדקנות הכלבים, ד"ר קייט קריווי, מציינת כי ישנן מספר מחלות ידועות הנפוצות יותר בגזעי כלבים מסוימים, מה שתומך בתפיסה שכלבים גזעיים רגישים יותר למחלות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

הדמיית תהודה מגנטית של אטום בודד 03.08.2019

קבוצה של מדענים מהמרכז לננו-קוונטי (QNS), יחד עם עמיתיהם בארה"ב, ביצעו הדמיית תהודה מגנטית (MRI) ברמה הקטנה ביותר עד כה. האובייקטים של הירי הזה היו אטומים בודדים, וכתוצאה מכך, מדענים קיבלו הדמיה ויזואלית של התפלגות השדה המגנטי של אטומים אלה.

הדמיית תהודה מגנטית מבוצעת לרוב בבתי חולים ובמתקני בריאות אחרים כחלק מתהליך אבחון המחלות. טכנולוגיית MRI מאפשרת לקבל תמונה של צפיפות ההפצה של ספינים (סיבובים) של אלקטרונים ופרוטונים של אטומים בגוף האדם, וככל שסיבובים כאלה מתועדים יותר על ידי חיישני ציוד רגיש, כך הסקר איכותי ואינפורמטיבי יותר .

עם זאת, המדענים שהוזכרו לעיל הוכיחו שניתן להשתמש בטכנולוגיית MRI גם לגבי אטומים בודדים הממוקמים על פני השטח. לשם כך, נעשה שימוש במיקרוסקופ סריקת מנהור, אשר באמצעות קצה "מושחז" לעובי אטומי, מאפשר לסרוק ולקבל תמונה של אטומים בודדים.

בניסויים אלו נבדקו האטומים של שני יסודות כימיים, ברזל וטיטניום, שניהם חומרים מגנטיים. בתהליך של מניפולציה של עצמים בגודל ננו, האטומים של יסודות אלה הונחו על פני השטח, ולכן הם נראו בבירור באמצעות מיקרוסקופ מנהור. לאחר מכן סרקו החוקרים את האטומים הללו בעזרת קצה מיקרוסקופ, מה שיצר תמונה של התפלגות השדה המגנטי של כל אטום ותמונה של האינטראקציה המגנטית בין האטומים, אשר משכו או נדחו כמו מגנטים זעירים בהתאם לכיוון. של סיבוב האלקטרונים שלהם.

בעתיד הקרוב מתכננים החוקרים להשתמש בטכנולוגיית MRI "אטומית" כדי לחקור ולמפות את התפלגות השדות המגנטיים של מבנים מורכבים יותר, כמו מולקולות אורגניות וגבישים של חומרים מגנטיים. זה, בתורו, יספק למדענים נתונים חדשים על מבנה החומר, שניתן להשתמש בהם מאוחר יותר בפיתוח חומרים חדשים, למשל. בנוסף, ניתן להשתמש בטכנולוגיה זו כדי למדוד ולבקר את מצבן של מערכות קוונטיות שמבצעות פונקציות חישוביות מסוימות הרבה יותר מהר ממחשבים רגילים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ ספקי כוח עבור נוריות HLG-H פועלות ב-40 מעלות מתחת לאפס

▪ תחנת הכוח הסולארית הפרטית החזקה ביותר שהושקה

▪ גלגל אופניים מטהר את האוויר

▪ שיאים הם עניין של מקרה

▪ רובוט עכביש

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של האתר פלאי הטבע. בחירת מאמרים

▪ מאמר מי הולך שם נכון? שמאל, שמאל, שמאל! ביטוי פופולרי

▪ מאמר מי גילה אטומים? תשובה מפורטת

▪ מאמר אמן-מעצב של בובות משחק למפעל תיאטרון ובידור. תיאור משרה

▪ מאמר פיתיון קול אלקטרוני לדגים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר רמקול תלת כיווני עם ראש W21 EX 001. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר