Учебное пособие Йошкар-Ола, 2007 ббк 40. 1 Удк 631. 5

Скачать 4.57 Mb.

Название	Учебное пособие Йошкар-Ола, 2007 ббк 40. 1 Удк 631. 5
страница	6/40
Тип	Учебное пособие

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Учебное пособие

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 40

1.8. Принципы работы радиометрической аппаратуры

Любой радиометрический прибор имеет в качестве основной части детектор (счетчик), подающий в усилительно-измерительную схему сигналы о поступлении ионизирующих частиц или гамма-квантов. Существуют ионизационные, полупроводниковые и сцинтилляционные детекторы.
1.8.1. Ионизационные детекторы
Самым простым устройством этого типа является ионизационная камера. Она представляет собой воздушный конденсатор, состоящий из двух металлических пластин, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, к которым приложена разность потенциалов. В сеть включен гальванометр (вольтметр). В отсутствии радиации тока в цепи не будет, поскольку воздух является изолятором. Радиоактивные частицы, попав внутрь конденсатора, ионизируют воздух, превращая его в проводник электричества. Сила тока измеряется гальванометром. Между силой тока (J) и количеством образовавшихся пар ионов (N) существует прямая зависимость: J = N  е, где е – заряд иона.

Рис. 1. Схема работы ионизационной камеры
По силе тока определяется интенсивность излучения. В зависимости от типа излучения ионизационные камеры имеют те или иные особенности.

Счетчик Гейгера-Мюллера представляет собой герметичный баллон (трубку), заполненный газовой смесью из аргона и спирта с добавкой галоидов. По оси трубки натянута нить, служащая в качестве анода. Катодом является внутреннее металлическое покрытие баллона. На электроды подается высокое напряжение постоянного тока (400-1000 В). При попадании внутрь баллона бета-частиц или электронов, выбитых из стенок счетчика гамма-лучами, происходит ионизация газа. В результате между электродами возникает лавина ионов и происходит кратковременный электрический разряд. В цепи счетчика регистрируется импульс напряжения (рис. 2). Чувствительность счетчиков зависит в первую очередь от материала катода, из которого гамма-лучи выбивают электроны.

Рис. 2. Счетчик Гейгера-Мюллера
Счетчик Гейгера-Мюллера – весьма чувствительное устройство, позволяющее регистрировать каждую заряженную частицу или гамма-квант.

1.8.2. Полупроводниковые детекторы
Они сходны с ионизационными, но роль ионизационной камеры в этом случае выполняют твердые полупроводники.

Полупроводники – это кристаллические вещества, электропроводность которых при обычной температуре имеет промежуточное значение между электропроводностью металлов (10⁶-10⁴ Ом^-1/см^-1) и диэлектриков (10^-10-10^-12 Ом^-1/см^-1). Под действием радиоактивных частиц в полупроводниковых детекторах происходит переход электронов из валентной зоны в зону проводимости. В результате образуются свободные носители зарядов: электроны (п-проводимость) и дырки
(р-проводимость). Под действием внешнего электрического поля, приложенного к полупроводнику, электроны и дырки притягиваются к соответствующим электродам, обусловливая накопление заряда. Последний дает импульс напряжения, который подается в усилительно-измерительную схему прибора.

В качестве полупроводника в радиометрических приборах чаще всего применяют монокристаллы германия. С его помощью регистрируют высокоэнергетические гамма- и бета-лучи. Для регистрации альфа-частиц, низкоэнергетических гамма-квантов и рентгеновских лучей используют кремниевые детекторы (монокристаллы кремния).

В противоположность металлам, у которых электропроводность уменьшается с ростом температуры, у полупроводников с увеличением этого параметра электропроводность резко возрастает. Поэтому многие из полупроводниковых материалов требуют сильного охлаждения при работе, что усложняет устройство приборов, их эксплуатацию и удорожает их стоимость. Исследователи находятся в постоянном поиске новых полупроводников, которые могут работать при обычных температурах. К таким материалам относятся теллурид кадмия, арсенид галлия и йодид ртути, которые уже используются в самых современных радиометрах и спектрометрах. Поскольку плотность полупроводниковых материалов намного выше плотности газов, то энергия поглощаемых частиц в них используется полнее, чем в ионизационных камерах. Поэтому полупроводниковые детекторы обладают очень высокой разрешающей способностью.
1.8.3. Сцинтилляционные детекторы
Сущность работы сцинтилляционного счетчика заключается в регистрации вспышек люминесценции, возникающих в некоторых кристаллах, органических жидкостях или пластмассах при попадании в них заряженных частиц или гамма-квантов. Вспышки в кристалле фиксируются фотокатодом и в цепи возникает импульс электрического тока.

Однако, сами по себе вспышки могут быть очень слабыми. Для их фиксации применяются фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Они представляют собой вакуумные электронные приборы с системой умножения электронов, выбитых световой вспышкой с поверхности фотокатода (рис. 3). Умножительная система состоит из нескольких последовательно расположенных диодов (эмиттеров), покрытых специальным слоем. Электроны, бомбардирующие диоды, выбивают из них вторичные электроны, количество которых минимум в 2 раза превышает число первичных электронов. Таким образом, каждый последующий диод увеличивает количество электронов. С последнего диода в усилительно-измерительную схему прибора поступает лавина электронов. Благодаря ФЭУ сцинтилляционные счетчики обладают гораздо большей чувствительностью по сравнению с газонаполненными счетчиками.

Для регистрации альфа-частиц в качестве сцинтилляторов (люминофоров) применяют тонкий слой сернистого цинка, а регистрация бета-частиц осуществляется с помощью кристаллов антрацена, стильбена, а также сцинтиллирующих пластмасс. При регистрации гамма-квантов в отечественных приборах успешно используются монокристаллы йодистого натрия и йодистого цезия, активизированные таллием.

Рис. 3. Схема фотоэлектронного умножителя:

1 – гамма-квант; 2 – кристалл-люминофор; 3 – фотокатод;
4 – эмиттеры (диноды); 5 – коллектор

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 40

Похожие:

	Учебное пособие Йошкар-Ола, 2007 ббк 40. 1 Удк 631. 5 А 46 Основы радиационной экологии: Учебное пособие /Мар гос ун-т; Ю. А. Александров. – Йошкар-Ола, 2007. – 268 с		«Организация благоустройства и озеленения территории городского округа «Город Йошкар-Ола»» Ной решением Собрания депутатов городского округа «Город Йошкар-Ола» от 13. 12. 2007 №512-iv, постановлением мэра города Йошкар-Олы...
	Об утверждении Стандарта качества муниципальной услуги «Предоставление... Перехода к системе бюджетирования, ориентированного на результат, в рамках реализации Решения Собрания депутатов городского округа...		Решение собрания депутатов городского округа «Город Йошкар-Ола» Отчет мэра города Йошкар-Олы Войнова О. П. о результатах деятельности главы администрации городского округа «Город Йошкар-Ола» и...
	Собрание депутатов городского округа "город йошкар-ола" решение Собрания депутатов городского округа "Город Йошкар-Ола" "Об утверждении Генеральной схемы санитарной очистки территории городского...		Учебное пособие Краснодар, 2014 г. Удк 658. 8 Ббк Муратова А. Р. Управление продажами: Учебное пособие. Краснодар, 2014 г. – 110 с
	Учебное пособие часть III москва Аквариус «ВитаПолиграф» 2010 удк 69 ббк 38. 2		Учебное пособие Уфа 2012 удк 1 ббк 87 Рецензенты: д филос н., проф. А. Ф. Кудряшев (Башкирский государственный университет)
	Учебное пособие Часть 1 удк ббк рецензенты: Д. К. Проскурин зав кафедрой... Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Менеджмент организации» всех форм обучения. В предлагаемом...		Учебное пособие Часть 1 удк ббк рецензенты: Д. К. Проскурин зав кафедрой... Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Менеджмент организации» всех форм обучения. В предлагаемом...
	Утвержден постановлением мэра города Йошкар-Олы Собрания депутатов городского округа «Город Йошкар-Ола» от 13. 12. 2007 №512-iv, постановлением мэра города Йошкар-Олы от 02. 03....		Учебное пособие Казань 2005 удк 65. 01 (075. 8) Ббк 65. 29 Б 69 Бурганова... В текст пособия введены программа дисциплины «Теория управления», материалы по организации самостоятельной работы студентов, включая...
	Учебное пособие Нижний Новгород 2012 удк ббк м-15 Мизиковский И.... М-15 Мизиковский И. Е., Милосердова А. Н., Ясенев В. Н.: Бухгалтерский управленческий учет. Учебное пособие., 2012, 6,1п л		Учебное пособие Краснодар Кубгау 2016 удк 811. 111 (075. 8) Ббк 81. 2 Англ Т19 Water is Life : учеб пособие / Н. Н. Тарасенко. – Краснодар : Кубгау, 2016. – 65 с
	Техническое задание на открытый запрос предложения по выбору подрядной... Разработка проекта «Монтаж дизель-генератора для административных зданий по адресу: г. Йошкар-Ола, ул. Луначарского, 34 и ул. Луначарского,...		Учебное пособие Балашов 2007 удк 159. 9(075. 8) При финансовой поддержке Совета по грантам Президента Российской Федерации по государственной поддержке молодых ученых — кандидатов...

Руководство, инструкция по применению