Les rayonnements ionisants incontrôlés, sous quelque forme que ce soit, sont dangereux. Il est donc nécessaire de procéder à son enregistrement, à son suivi et à sa comptabilité. La méthode d'enregistrement par ionisation II est l'une des méthodes de dosimétrie qui permet de connaître la situation réelle des radiations.

Quelle est la méthode d’ionisation pour détecter les rayonnements ?

Cette méthode est basée sur l'enregistrement des effets d'ionisation. Le champ électrique empêche les ions de se recombiner et dirige leur mouvement vers les électrodes appropriées. Grâce à cela, il devient possible de mesurer la charge des ions formés sous l'influence des rayonnements ionisants.

Détecteurs et leurs caractéristiques

Les éléments suivants sont utilisés comme détecteurs dans la méthode d'ionisation :

• chambres d'ionisation;
• compteurs Geiger-Muller ;
• compteurs proportionnels;
• détecteurs à semi-conducteurs;
• et etc.

Tous les détecteurs, à l'exception de ceux à semi-conducteurs, sont des cylindres remplis de gaz, dans lesquels sont montées deux électrodes auxquelles est appliquée une tension. courant continu. Les électrodes collectent les ions formés lors du passage d'un rayonnement ionisant à travers un milieu gazeux. Les ions négatifs se déplacent vers l'anode et les ions positifs vers la cathode, formant un courant d'ionisation. Sur la base de sa valeur, on peut estimer le nombre de particules enregistrées et déterminer l'intensité du rayonnement.

Principe de fonctionnement d'un compteur Geiger-Muller

Le fonctionnement du compteur est basé sur l'ionisation par impact. Les électrons se déplaçant dans le gaz (assommés par le rayonnement lorsqu'ils heurtent les parois du compteur) entrent en collision avec ses atomes, en éliminant les électrons, entraînant la création d'électrons libres et d'ions positifs. Le champ électrique existant entre la cathode et l'anode confère aux électrons libres une accélération suffisante pour initier l'ionisation par impact. Suite à cette réaction, il apparaît un grand nombre de des ions avec une forte augmentation du courant à travers le compteur et une impulsion de tension, qui est enregistrée par un appareil d'enregistrement. Ensuite, la décharge d'avalanche est éteinte. Ce n’est qu’après cela que la particule suivante pourra être détectée.

Différence entre une chambre d'ionisation et un compteur Geiger-Muller.

Un compteur de gaz (compteur Geiger) utilise l'ionisation secondaire pour créer une grande amplification du courant gazeux, ce qui se produit parce que la vitesse de déplacement des ions créée par la substance ionisante est si grande que de nouveaux ions se forment. À leur tour, ils peuvent également ioniser le gaz, développant ainsi le processus. Ainsi, chaque particule produit 10,6 fois plus d'ions que ce qui est possible dans la chambre d'ionisation, permettant ainsi de mesurer même un rayonnement ionisant de faible intensité.

Détecteurs de semi-conducteurs

L'élément principal des détecteurs à semi-conducteurs est un cristal, et le principe de fonctionnement ne diffère d'une chambre d'ionisation que par le fait que les ions sont créés dans l'épaisseur du cristal et non dans l'espace gazeux.

Exemples de dosimètres basés sur des méthodes d'enregistrement par ionisation

Un appareil moderne de ce type est le dosimètre clinique 27012 avec un ensemble de chambres d'ionisation, qui constitue aujourd'hui la norme.

Parmi les dosimètres individuels, KID-1, KID-2, DK-02, DP-24, etc., ainsi que ID-0.2, qui est un analogue moderne de ceux mentionnés ci-dessus, se sont répandus.

Compteur Geiger-Muller (G-M) à décharge gazeuse. La figure 1 est un cylindre en verre (ballon) rempli de gaz inerte (avec

impuretés halogènes) sous une pression légèrement inférieure à la pression atmosphérique. Un mince cylindre métallique à l'intérieur du ballon sert de cathode K ; L'anode A est un mince conducteur traversant le centre du cylindre. Une tension est appliquée entre l'anode et la cathode U DANS =200-1000 V. L'anode et la cathode sont connectées au circuit électronique du dispositif radiométrique.

Fig.1 Compteur Geiger-Muller cylindrique.

1 – filetage d'anode 2 – cathode tubulaire

U V – source haute tension

R. n – résistance à la charge

AVEC V – réservoir de séparation et de stockage

R – convertisseur avec indication

ξ – source de rayonnement.

À l'aide du compteur G-M, vous pouvez enregistrer toutes les particules de rayonnement (à l'exception des particules α facilement absorbées) ; Pour empêcher les particules β d'être absorbées par le contre-corps, celui-ci comporte des fentes recouvertes d'un film mince.

Expliquons les fonctionnalités du compteur G-M.

Les particules β interagissent directement avec les molécules de gaz du compteur, tandis que les neutrons et les photons γ (particules non chargées) interagissent faiblement avec les molécules de gaz. Dans ce cas, le mécanisme de formation des ions est différent.

nous effectuerons des mesures dosimétriques environnementà proximité des points K et A, nous entrerons les données obtenues dans le tableau. 1.

Pour prendre des mesures il vous faut :

1. Connectez le dosimètre à la source d'alimentation (9 V).

2. À l'arrière du dosimètre, fermez la fenêtre du détecteur avec un volet (écran).

3. Réglez l'interrupteurMODE(mode) en position γ (« P »).

4. Réglez l'interrupteurGAMME(plage) à la positionX1 (P n =0,1-50 μSv/heure).

5. Réglez l'interrupteur d'alimentation du dosimètre sur la positionSUR(Sur).

6. Si en position x1 vous entendez signal sonore et les lignes numériques de l'écran sont complètement remplies, vous devez alors passer à la plage x10 (P n =50-500 μSv/heure).

7. Une fois la sommation des impulsions terminée, la dose équivalente à la puissance sera affichée sur l'écran du dosimètre.P. Hγ µSv/heure ; en 4-5 secondes. les lectures seront réinitialisées.

8. Le dosimètre est à nouveau prêt pour les mesures de rayonnement. Un nouveau cycle de mesure démarre automatiquement.

Tableau 1.

La valeur résultante dans l'espace de travail (AB) est déterminée par la formule

=
, μSv/heure (6)

- les relevés du dosimètre donnent des valeurs de rayonnement de fond en un point ;

La quantité de rayonnement à chaque point de mesure obéit aux lois de fluctuation. Par conséquent, afin d'obtenir la valeur la plus probable de la valeur mesurée, il est nécessaire d'effectuer une série de mesures ;

- lors de la dosimétrie des rayonnements β, les mesures doivent être effectuées à proximité de la surface des corps étudiés.

4. Effectuer des mesures. P.1. Détermination du débit de dose équivalent du rayonnement de fond naturel.

Pour déterminer le fond γ de l'environnement, nous sélectionnons (par rapport à tout objet (corps)) deux points A, K, situés l'un de l'autre à une distance de ~1 mètre, et, sans toucher les corps,

Les neutrons, interagissant avec les atomes de la cathode, génèrent des microparticules chargées (fragments nucléaires). Rayonnement gamma

interagit principalement avec la substance (atomes) de la cathode, générant un rayonnement photonique, qui ionise davantage les molécules de gaz.

Dès que des ions apparaissent dans le volume du compteur, le mouvement des charges va commencer sous l'action du champ électrique anode-cathode.

Près de l'anode, les lignes d'intensité du champ électrique se condensent fortement (conséquence du petit diamètre du filament de l'anode) et l'intensité du champ augmente fortement. Les électrons qui s'approchent du fil reçoivent une grande accélération et un ionisation par impact des molécules de gaz neutre , une décharge corona indépendante se propage le long du filament.

En raison de l'énergie de cette décharge, l'énergie de l'impulsion initiale des particules augmente fortement (jusqu'à 10 8 une fois). Lorsqu'une décharge corona se propage, certaines charges traversent lentement une grande résistance. R. n ~10 6 Ohm (Fig.1). Dans le circuit du détecteur sur la résistanceR. n les impulsions de courant apparaîtront proportionnelles au flux initial de particules. L'impulsion de courant résultante est transférée à la capacité de stockage C V (С~10 3 picofarad), est encore amplifiée et enregistrée par le circuit de conversion R.

Avoir beaucoup de résistanceR. n dans le circuit du détecteur entraîne une accumulation de charges négatives sur l'anode. L'intensité du champ électrique de l'anode diminuera et, à un moment donné, l'ionisation par impact sera interrompue et la décharge s'éteindra.

Les halogènes présents dans le gaz du compteur jouent un rôle important dans l'extinction de la décharge gazeuse résultante. Le potentiel d'ionisation des halogènes est inférieur à celui des gaz inertes, donc les atomes d'halogènes « absorbent » plus activement les photons qui provoquent une autodécharge, convertissant cette énergie en énergie de dissipation, éteignant ainsi l'autodécharge.

Après l'interruption de l'ionisation par impact (et de la décharge corona), le processus de restauration du gaz à son état d'origine (de fonctionnement) commence. Pendant ce temps, le compteur ne fonctionne pas, c'est-à-dire n'enregistre pas les particules qui passent. Cet intervalle

ce temps est appelé « temps mort » (temps de récupération). Pour compteur G-Mtemps mort = Δt~10 -4 secondes.

Le compteur G-M réagit à l'impact de chaque particule chargée, sans les distinguer par l'énergie, mais si la puissance chute

du rayonnement total est inchangé, alors le taux de comptage des impulsions s'avère proportionnel à la puissance du rayonnement et le compteur peut être calibré en unités de doses de rayonnement.

La qualité d'un détecteur auto-extinguible à décharge gazeuse est déterminée par la dépendance de la fréquence d'impulsion moyenneNpar unité de temps de tensionU sur ses électrodes à une intensité de rayonnement constante. Cette dépendance fonctionnelle est appelée caractéristique de comptage du détecteur (Fig. 2).

Comme le montre la figure 2, lorsqueU < U 1 la tension appliquée n'est pas suffisante pour provoquer une décharge de gaz lorsqu'une particule chargée ou un quantum gamma frappe le détecteur. Commencer par les tensions U DANS > U 2 L'ionisation par impact se produit dans le compteur, une décharge corona se propage le long de la cathode et le compteur enregistre le passage de presque toutes les particules. Avec la croissance U DANS avantU 3 (voir Fig. 2) le nombre d'impulsions enregistrées augmente légèrement, ce qui est associé à une légère augmentation du degré d'ionisation du contre-gaz. U bon compteur Section G-M du graphique de U 2 avantU R. presque indépendant deU DANS , c'est à dire. est parallèle à l'axeU DANS , la fréquence moyenne du pouls est presque indépendanteU DANS .

Riz. 2. Caractéristique de comptage d'un détecteur auto-extinguible à décharge gazeuse.

3. Erreur relative des instruments lors de la mesure de P n : δР n = ±30%.

Expliquons comment l'impulsion du compteur est convertie en lectures de dose de rayonnement.

Il est prouvé qu'à puissance de rayonnement constante, le taux de comptage des impulsions est proportionnel à la puissance de rayonnement (dose mesurée). La mesure du débit de dose de rayonnement est basée sur ce principe.

Dès qu'une impulsion apparaît dans le compteur, ce signal est transmis à l'unité de recalcul, où il est filtré par durée, amplitude, sommé, et le résultat est transmis à l'affichage du compteur en unités de dose de puissance.

La correspondance entre le taux de comptage et la puissance mesurée, c'est-à-dire Le dosimètre est calibré (en usine) selon une source de rayonnement connue C s 137 .

compteur Geiger

Compteur Geiger SI-8B (URSS) avec fenêtre en mica pour mesurer le rayonnement β doux. La fenêtre est transparente, en dessous vous pouvez voir un fil-électrode en spirale ; l'autre électrode est le corps de l'appareil.

Supplémentaire circuit électrique alimente le compteur (généralement au moins 300), assure, si nécessaire, la suppression des décharges et compte le nombre de décharges via le compteur.

Les compteurs Geiger sont divisés en compteurs non auto-extinguibles et auto-extinguibles (ne nécessitant pas de circuit de terminaison de décharge externe).

La sensibilité du compteur est déterminée par la composition du gaz, son volume, ainsi que le matériau et l'épaisseur de ses parois.

Note

Il convient de noter que, pour des raisons historiques, il y a eu une divergence entre les versions russe et anglaise de ce terme et des termes suivants :

russe	Anglais
compteur Geiger	capteur Geiger
Tube Geiger	Tube Geiger
radiomètre	compteur Geiger
dosimètre	dosimètre

voir également

• Compteur coronarien
• http://www.u-tube.ru/pages/video/38781 principe de fonctionnement

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Voyez ce qu'est un « compteur Geiger » dans d'autres dictionnaires :

Compteur Geiger-Muller- Geigerio ir Miulerio skaitiklis statusas T sritis fizika atitikmenys : engl. compteur Geiger Müller ; Geiger Müller compteur tube vok. Geiger Müller Zählrohr, n; GM Zählrohr, n rus. Compteur Geiger Muller, m pran. compteur de Geiger Müller, m; tube … Fizikos terminų žodynas

Compteur de bits Geiger-Muller- - Thèmes industrie pétrolière et gazière FR analyseur électronique de hauteur d'impulsion ... Guide du traducteur technique

- ... Wikipédia

- (compteur Geiger-Müller), un détecteur de décharge gazeuse qui se déclenche lorsqu'une charge traverse son volume. hc. L'amplitude du signal (impulsion de courant) ne dépend pas de l'énergie du hc (l'appareil fonctionne en mode autodécharge). G. s. inventé en 1908 en Allemagne... ... Encyclopédie physique

Dispositif à décharge gazeuse pour la détection des rayonnements ionisants (particules a – et b, quanta g, quanta de lumière et de rayons X, particules de rayonnement cosmique, etc.). Un compteur Geiger-Müller est un tube de verre hermétiquement fermé... Encyclopédie de la technologie

compteur Geiger- Compteur Geiger Compteur Geiger, détecteur de particules à décharge gazeuse. Se déclenche lorsqu'une particule ou un quantum g entre dans son volume. Inventé en 1908 par le physicien allemand H. Geiger et amélioré par lui en collaboration avec le physicien allemand W. Muller. Geiger... ... Dictionnaire encyclopédique illustré

Compteur Geiger, détecteur de particules à décharge gazeuse. Se déclenche lorsqu'une particule ou un quantum g entre dans son volume. Inventé en 1908 par le physicien allemand H. Geiger et amélioré par lui en collaboration avec le physicien allemand W. Muller. Compteur Geiger appliqué... ... Encyclopédie moderne

Dispositif à décharge gazeuse pour détecter et étudier divers types de rayonnements radioactifs et autres rayonnements ionisants : particules α et β, quanta γ, quanta de lumière et de rayons X, particules à haute énergie dans les rayons cosmiques (Voir Rayons cosmiques) et ... Grande Encyclopédie Soviétique

- [de nom allemand. physiciens H. Geiger (H. Geiger; 1882 1945) et W. Muller (W. Muller; 1905 79)] détecteur à décharge gazeuse de rayonnements radioactifs et autres rayonnements ionisants (particules a et bêta, quanta, quanta de lumière et de rayons X, particules cosmiques, rayonnement... ... Grand dictionnaire polytechnique encyclopédique

Un compteur est un appareil permettant de compter quelque chose. Compteur (électronique) un dispositif permettant de compter le nombre d'événements se succédant (par exemple, des impulsions) par sommation continue, ou de déterminer le degré d'accumulation dont ... ... Wikipedia

Principe de fonctionnement des dispositifs d'enregistrement particules élémentaires. Tout appareil qui détecte des particules élémentaires ou des noyaux atomiques en mouvement est comme un pistolet chargé avec le marteau armé. Une petite force lorsque vous appuyez sur la gâchette d'un pistolet provoque un effet qui n'est pas comparable à l'effort déployé - un tir.

Un appareil d'enregistrement est un système macroscopique plus ou moins complexe qui peut être dans un état instable. Avec une petite perturbation provoquée par le passage d'une particule, le processus de transition du système vers un nouvel état plus stable commence. Ce procédé permet d'enregistrer une particule. Il y en a beaucoup actuellement utilisés diverses méthodes enregistrement des particules.

Selon les finalités de l'expérimentation et les conditions dans lesquelles elle est réalisée, certains appareils d'enregistrement sont utilisés, différant les uns des autres par leurs principales caractéristiques.

Compteur Geiger à décharge gazeuse. Le compteur Geiger est l'un des appareils les plus importants pour le comptage automatique de particules.

Le compteur (Fig. 13.1) est constitué d'un tube de verre recouvert à l'intérieur d'une couche métallique (cathode) et d'un mince fil métallique courant le long de l'axe du tube (anode). Le tube est rempli de gaz, généralement de l'argon. Le compteur fonctionne sur la base d'une ionisation par impact. Une particule chargée (électron, particule, etc.), volant à travers un gaz, enlève les électrons des atomes et crée des ions positifs et des électrons libres. Le champ électrique entre l'anode et la cathode (une haute tension leur est appliquée) accélère les électrons jusqu'aux énergies auxquelles l'ionisation par impact commence. Une avalanche d'ions se produit et le courant traversant le compteur augmente fortement. Dans ce cas, une impulsion de tension est générée aux bornes de la résistance de charge R, qui alimente le dispositif d'enregistrement.

Pour que le compteur enregistre la prochaine particule qui le frappe, la décharge d'avalanche doit être éteinte. Cela se produit automatiquement. Puisqu'au moment où l'impulsion de courant apparaît, la chute de tension aux bornes de la résistance de charge R est importante, la tension entre l'anode et la cathode diminue fortement - à tel point que la décharge s'arrête.

Le compteur Geiger est principalement utilisé pour enregistrer les électrons et les -quanta (photons à haute énergie).

Actuellement, des compteurs ont été créés qui fonctionnent selon les mêmes principes.

Chambre Wilson. Les compteurs permettent uniquement d'enregistrer le fait qu'une particule les traverse et d'enregistrer certaines de ses caractéristiques. Dans une chambre à brouillard créée en 1912, une particule chargée rapidement laisse une trace observable directement ou photographiée. Cet appareil peut être appelé une fenêtre sur le micromonde, c'est-à-dire le monde des particules élémentaires et des systèmes qui les composent.

Le principe de fonctionnement d'une chambre à brouillard repose sur la condensation de vapeur sursaturée sur des ions pour former des gouttelettes d'eau. Ces ions sont créés le long de sa trajectoire par une particule chargée en mouvement.

Une chambre à brouillard est un récipient hermétiquement fermé rempli de vapeur d'eau ou d'alcool proche de la saturation (Fig. 13.2). Lorsque le piston est fortement abaissé, provoqué par une diminution de la pression en dessous, la vapeur dans la chambre se dilate de manière adiabatique. En conséquence, un refroidissement se produit et la vapeur devient sursaturée. Il s'agit d'un état instable de la vapeur : elle se condense facilement si des centres de condensation apparaissent dans la cuve. Centres

la condensation devient des ions qui sont formés dans l'espace de travail de la chambre par une particule volante. Si une particule pénètre dans la chambre immédiatement après la dilatation de la vapeur, des gouttelettes d'eau apparaissent sur son passage. Ces gouttelettes forment une trace visible de la particule volante - une trace (Fig. 13.3). La chambre revient alors à son état d'origine et les ions sont éliminés par un champ électrique. Selon la taille de la caméra, le temps de rétablissement du mode de fonctionnement varie de quelques secondes à plusieurs dizaines de minutes.

Les informations fournies par les suivis dans une chambre à brouillard sont beaucoup plus riches que celles que peuvent fournir les compteurs. A partir de la longueur de la trace, vous pouvez déterminer l'énergie de la particule, et à partir du nombre de gouttelettes par unité de longueur de la trace, sa vitesse. Plus la trajectoire de la particule est longue, plus son énergie est grande. Et plus il y a de gouttelettes d'eau formées par unité de longueur de la piste, plus sa vitesse est faible. Les particules avec une charge plus élevée laissent une trace plus épaisse. Les physiciens soviétiques P. L. Kapitsa et D. V. Skobeltsyn ont proposé de placer une chambre à brouillard dans un champ magnétique uniforme.

Un champ magnétique agit sur une particule chargée en mouvement avec une certaine force (force de Lorentz). Cette force courbe la trajectoire de la particule sans modifier le module de sa vitesse. Plus la charge de la particule est grande et plus sa masse est faible, plus la courbure de la piste est grande. À partir de la courbure de la trace, on peut déterminer le rapport entre la charge de la particule et sa masse. Si l’une de ces quantités est connue, alors l’autre peut être calculée. Par exemple, à partir de la charge d’une particule et de la courbure de sa trajectoire, on peut déterminer la masse de la particule.

Chambre à bulles. En 1952, le scientifique américain D. Glaser proposa d'utiliser un liquide surchauffé pour détecter les traces de particules. Dans un tel liquide, des bulles de vapeur apparaissent sur les ions (centres de vaporisation) formés lors du mouvement d'une particule chargée rapidement, donnant une trace visible. Appareils photo de ce genreétaient appelés vésiculaires.

DANS état d'origine le liquide dans la chambre est sous haute pression, ce qui l'empêche de bouillir, malgré le fait que la température du liquide est légèrement supérieure au point d'ébullition à pression atmosphérique. Avec une forte diminution de la pression, le liquide surchauffe et sera pendant une courte période dans un état instable. Les particules chargées volant à ce moment précis provoquent l'apparition de traces constituées de bulles de vapeur (Fig. 1.4.4). Et les liquides utilisés sont principalement de l’hydrogène liquide et du propane. Le cycle de fonctionnement de la chambre à bulles est court - environ 0,1 s.

L'avantage de la chambre à bulles par rapport à la chambre Wilson est dû à la densité plus élevée de la substance de travail. En conséquence, les trajets des particules s'avèrent assez courts et des particules, même de hautes énergies, restent coincées dans la chambre. Cela permet d'observer une série de transformations successives d'une particule et les réactions qu'elle provoque.

Les traces des chambres à nuages ​​et des chambres à bulles constituent l’une des principales sources d’informations sur le comportement et les propriétés des particules.

L'observation de traces de particules élémentaires produit une impression forte et crée une sensation de contact direct avec le microcosme.

COMPTEUR CÉRENKOV détecteur pour enregistrer la charge. ch-ts, dans lesquels le rayonnement Cherenkov-Vavilov est utilisé. Lors du déplacement, chargez. particules dans un milieu avec une vitesse v supérieure à la vitesse de phase de la lumière c/n dans un milieu donné (n est l'indice de réfraction du milieu), la particule émet dans une direction faisant un angle q avec sa trajectoire. L'angle q est lié à la vitesse v et à l'indice de réfraction du milieu par la relation : cosq=c/vn=1/bn, b=v/c. (1) Intensité W du rayonnement Tchérenkov pour 1 cm de trajet de charge. h-tsy dans la gamme de longueurs d'onde de l1 à l2 est exprimé par la relation :

Informations connexes.

Le compteur Geiger est le principal capteur de mesure du rayonnement. Il détecte les rayonnements gamma, alpha, bêta et les rayons X. Il a la sensibilité la plus élevée par rapport à d'autres méthodes de détection de rayonnement, par exemple les chambres d'ionisation. Ce raison principale sa large diffusion. D'autres capteurs pour mesurer le rayonnement sont très rarement utilisés. Presque tous les appareils de surveillance des rayonnements sont basés sur des compteurs Geiger. Ils sont produits en série et il existe des appareils différents niveaux: des dosimètres de qualité militaire aux biens de consommation chinois. De nos jours, l'achat d'un appareil de mesure des rayonnements ne pose plus de problème.

Il n’y a pas si longtemps, les instruments dosimétriques n’étaient pas largement diffusés. Ainsi, en 1986, lors de l'accident de Tchernobyl, il s'est avéré que la population ne disposait tout simplement d'aucun dispositif de surveillance des radiations, ce qui a d'ailleurs encore aggravé les conséquences de la catastrophe. Dans le même temps, malgré la diffusion des cercles de radioamateur et de créativité technique, les compteurs Geiger n'étaient pas vendus dans les magasins, il était donc impossible de fabriquer des dosimètres faits maison.

Comment fonctionnent les compteurs Geiger

Il s'agit d'un appareil à vide électrique extrêmement principe simple travail. Le capteur de rayonnement radioactif est une chambre en métal ou en verre métallisée, remplie d'un gaz inerte évacué. Une électrode est placée au centre de la chambre. Les parois extérieures de la chambre sont reliées à la source haute tension(généralement 400 volts). L'électrode interne est connectée à l'amplificateur sensible. Le rayonnement ionisant (rayonnement) est un flux de particules. Ils transfèrent littéralement les électrons de la cathode haute tension vers les filaments de l'anode. Une tension y est simplement induite, qui peut déjà être mesurée en le connectant à un amplificateur.

La haute sensibilité du compteur Geiger est due à l'effet d'avalanche. L'énergie que l'amplificateur détecte en sortie n'est pas l'énergie de la source de rayonnement ionisant. Il s’agit de l’énergie de l’alimentation haute tension du dosimètre lui-même. La particule pénétrante ne transfère qu'un électron (une charge énergétique qui se transforme en courant détecté par le compteur). Un mélange gazeux constitué de gaz rares : argon, néon est introduit entre les électrodes. Il est conçu pour éteindre les décharges à haute tension. Si une telle décharge se produit, il s’agira d’un faux fonctionnement du compteur. Suivi circuit de mesure ignore ces émissions. De plus, l'alimentation électrique haute tension doit également en être protégée.

Le circuit de puissance d'un compteur Geiger fournit un courant de sortie de plusieurs microampères à une tension de sortie de 400 volts. La valeur exacte de la tension d'alimentation est établie pour chaque marque de compteur en fonction de ses spécifications techniques.

Capacités du compteur Geiger, sensibilité, rayonnement enregistré

À l'aide d'un compteur Geiger, vous pouvez également enregistrer haute précision mesurer les rayonnements gamma et bêta. Malheureusement, le type de rayonnement ne peut pas être reconnu directement. Cela se fait indirectement en installant des barrières entre le capteur et l'objet ou le terrain examiné. Les rayons gamma sont très transparents et leur fond ne change pas. Si le dosimètre a détecté un rayonnement bêta, l'installation d'une barrière de séparation, même une fine feuille de métal, bloquera presque complètement le flux de particules bêta.

Les ensembles de dosimètres personnels DP-22 et DP-24, qui étaient courants dans le passé, n'utilisaient pas de compteurs Geiger. Au lieu de cela, un capteur à chambre d’ionisation a été utilisé, la sensibilité était donc très faible. Moderne instruments dosimétriques Les compteurs Geiger sont des milliers de fois plus sensibles. Ils peuvent être utilisés pour enregistrer les changements naturels du rayonnement solaire de fond.

Une caractéristique notable du compteur Geiger est sa sensibilité, des dizaines et des centaines de fois supérieure au niveau requis. Si vous allumez le compteur dans une chambre de plomb entièrement protégée, il affichera un énorme fond de rayonnement naturel. Ces lectures ne constituent pas un défaut de conception du compteur lui-même, ce qui a été vérifié par de nombreux recherche en laboratoire. Ces données sont une conséquence du rayonnement naturel dans l’espace. L'expérience montre seulement la sensibilité du compteur Geiger.

Surtout pour mesurer ce paramètre dans spécifications techniques La valeur de la « sensibilité du compteur imp microseconde » (impulsions par microseconde) est indiquée. Plus ces impulsions sont nombreuses, plus la sensibilité est grande.

Mesure du rayonnement avec un compteur Geiger, circuit dosimètre

Le circuit du dosimètre peut être divisé en deux modules fonctionnels : une alimentation haute tension et un circuit de mesure. Alimentation haute tension - circuit analogique. Le module de mesure des dosimètres numériques est toujours numérique. Il s'agit d'un compteur d'impulsions qui affiche la valeur correspondante sous forme de chiffres sur l'échelle de l'instrument. Pour mesurer la dose de rayonnement, il est nécessaire de compter les impulsions par minute, 10, 15 secondes ou d'autres valeurs. Le microcontrôleur convertit le nombre d'impulsions en une valeur spécifique sur l'échelle du dosimètre en unités de rayonnement standard. Voici les plus courants :

• Radiographie (on utilise généralement des micro-rayons X);
• Sievert (microsievert - mSv) ;
• Gray, je suis content
• densité de flux en microwatts/m2.

Le sievert est l’unité de mesure du rayonnement la plus populaire. Toutes les normes y sont liées, aucun recalcul supplémentaire n'est requis. Le rem est une unité permettant de déterminer l'effet des rayonnements sur les objets biologiques.

Comparaison d'un compteur Geiger à décharge gazeuse avec un capteur de rayonnement à semi-conducteur

Le compteur Geiger est un appareil à décharge gazeuse, et tendance moderne microélectronique - s'en débarrasser partout. Des dizaines de versions de capteurs de rayonnement à semi-conducteurs ont été développées. Le niveau de rayonnement de fond qu’ils enregistrent est nettement plus élevé que celui des compteurs Geiger. La sensibilité d'un capteur à semi-conducteur est pire, mais il présente un autre avantage : l'efficacité. Les semi-conducteurs ne nécessitent pas d’alimentation haute tension. Ils conviennent bien aux dosimètres portables alimentés par batterie. Un autre avantage est l'enregistrement des particules alpha. Le volume de gaz du compteur est nettement supérieur à celui du capteur à semi-conducteur, mais ses dimensions restent acceptables même pour un équipement portable.

Mesure des rayonnements alpha, bêta et gamma

Le rayonnement gamma est le plus simple à mesurer. Ce un rayonnement électromagnétique, qui est un flux de photons (la lumière est aussi un flux de photons). Contrairement à la lumière, elle possède bien plus haute fréquence et une longueur d'onde très courte. Cela lui permet de pénétrer à travers les atomes. Dans le domaine de la protection civile, les rayonnements gamma sont des rayonnements pénétrants. Il pénètre à travers les murs des maisons, des voitures, des structures diverses et n'est retenu que par une couche de terre ou de béton de plusieurs mètres. L'enregistrement des quanta gamma s'effectue avec l'étalonnage du dosimètre en fonction du rayonnement gamma naturel du soleil. Aucune source de rayonnement requise. C'est une tout autre affaire avec les rayonnements bêta et alpha.

Si le rayonnement ionisant α (rayonnement alpha) provient d'objets externes, il est alors presque inoffensif et représente un flux de noyaux d'atomes d'hélium. La portée et la perméabilité de ces particules sont faibles – quelques micromètres (millimètres maximum) – en fonction de la perméabilité du milieu. Grâce à cette fonctionnalité, il n'est pratiquement pas enregistré par un compteur Geiger. Dans le même temps, l'enregistrement du rayonnement alpha est important, car ces particules sont extrêmement dangereuses lorsqu'elles pénètrent dans le corps avec de l'air, de la nourriture ou de l'eau. Les compteurs Geiger sont utilisés dans une mesure limitée pour leur détection. Les capteurs spéciaux à semi-conducteurs sont plus courants.

Le rayonnement bêta est parfaitement détecté par un compteur Geiger car une particule bêta est un électron. Il peut voler à des centaines de mètres dans l’atmosphère, mais est bien absorbé par les surfaces métalliques. À cet égard, le compteur Geiger doit avoir une fenêtre en mica. La chambre métallique est réalisée avec une faible épaisseur de paroi. La composition du gaz interne est choisie de manière à assurer une faible perte de charge. Le détecteur de rayonnement bêta est placé sur la sonde déportée. De tels dosimètres ne sont pas très courants dans la vie quotidienne. Il s'agit principalement de produits militaires.

Dosimètre personnel avec compteur Geiger

Cette classe d'appareils est très sensible, contrairement aux modèles obsolètes dotés de chambres d'ionisation. Des modèles fiables sont proposés par de nombreux fabricants nationaux : Terra, MKS-05, DKR, Radex, RKS. Ce sont tous des appareils autonomes dont les données sont affichées à l’écran en unités de mesure standard. Il existe un mode d'affichage de la dose de rayonnement accumulée et du niveau de fond instantané.

Une direction prometteuse est la fixation d'un dosimètre domestique à un smartphone. Ces appareils sont produits par des fabricants étrangers. Ils ont de riches capacités techniques ; ils ont pour fonction de stocker des lectures, de calculer, de recalculer et de résumer le rayonnement sur des jours, des semaines et des mois. Jusqu'à présent, en raison des faibles volumes de production, le coût de ces appareils est assez élevé.

Dosimètres faits maison, pourquoi sont-ils nécessaires ?

Le compteur Geiger est un élément spécifique du dosimètre, totalement inaccessible aux fait soi-même. De plus, on le retrouve uniquement dans les dosimètres ou vendu séparément dans les magasins de radio. Si ce capteur est disponible, tous les autres composants du dosimètre peuvent être assemblés indépendamment des pièces de divers appareils électroniques grand public : téléviseurs, cartes mères etc. Une douzaine de modèles sont désormais proposés sur les sites et forums de radioamateurs. Cela vaut la peine de les collectionner, car ce sont les options les plus éprouvées qui ont guides détaillés pour l'installation et la mise en service.

Le circuit de commutation du compteur Geiger implique toujours la présence d'une source haute tension. La tension de fonctionnement typique du compteur est de 400 volts. Il est obtenu à l'aide d'un circuit générateur de blocage, et c'est l'élément le plus complexe du circuit dosimétrique. La sortie du compteur peut être connectée à un amplificateur basse fréquence et compter les clics dans le haut-parleur. Un tel dosimètre est assemblé en cas d'urgence, lorsqu'il n'y a pratiquement pas de temps pour la production. Théoriquement, la sortie du compteur Geiger peut être connectée à l'entrée audio équipement ménager, par exemple, un ordinateur.

Les dosimètres faits maison, adaptés à des mesures précises, sont tous assemblés sur des microcontrôleurs. Des compétences en programmation ne sont pas nécessaires ici, puisque le programme est écrit prêt à l'emploi à partir de accès libre. Les difficultés ici sont typiques de la production électronique domestique : obtenir circuit imprimé, soudure de composants radio, fabrication de boîtiers. Tout cela est résolu dans un petit atelier. Les dosimètres faits maison à partir de compteurs Geiger sont fabriqués dans les cas où :

• il n'est pas possible d'acheter un dosimètre prêt à l'emploi ;
• vous avez besoin d'un appareil avec des caractéristiques particulières ;
• Il est nécessaire d'étudier le processus de construction et de mise en place d'un dosimètre.

Un dosimètre fait maison est calibré par rapport au fond naturel à l'aide d'un autre dosimètre. Ceci termine le processus de construction.

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