Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какие частицы может регистрировать счетчик гейгера

Какие частицы может регистрировать счетчик гейгера

Единое национальное тестирование

История Казахстана

Онлайн тесты и шпаргалки по истории Казахстана

Всемирная история

Онлайн тесты и шпаргалки по Всемирной истории.

Математика

Онлайн тесты и шпаргалки по математике.

Химия

Онлайн тесты и шпаргалки по химии.

Физика

Онлайн тесты и шпаргалки по физике.

Биология

Онлайн тесты и шпаргалки по биологии.

География

Онлайн тесты и шпаргалки по географии.

Русский язык

Онлайн тесты и шпаргалки по русскому языку.

Готовые работы

ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ

Многое уже позади и теперь ты — выпускник, если, конечно, вовремя напишешь дипломную работу. Но жизнь — такая штука, что только сейчас тебе становится понятно, что, перестав быть студентом, ты потеряешь все студенческие радости, многие из которых, ты так и не попробовал, всё откладывая и откладывая на потом. И теперь, вместо того, чтобы навёрстывать упущенное, ты корпишь над дипломной работой? Есть отличный выход: скачать нужную тебе дипломную работу с нашего сайта — и у тебя мигом появится масса свободного времени!
Дипломные работы успешно защищены в ведущих Университетах РК.
Стоимость работы от 20 000 тенге

КУРСОВЫЕ РАБОТЫ

Курсовой проект — это первая серьезная практическая работа. Именно с написания курсовой начинается подготовка к разработке дипломных проектов. Если студент научиться правильно излагать содержание темы в курсовом проекте и грамотно его оформлять, то в последующем у него не возникнет проблем ни с написанием отчетов, ни с составлением дипломных работ, ни с выполнением других практических заданий. Чтобы оказать помощь студентам в написании этого типа студенческой работы и разъяснить возникающие по ходу ее составления вопросы, собственно говоря, и был создан данный информационный раздел.
Стоимость работы от 2 500 тенге

МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В настоящее время в высших учебных заведениях Казахстана и стран СНГ очень распространена ступень высшего профессионального образования, которая следует после бакалавриата — магистратура. В магистратуре обучаются с целью получения диплома магистра, признаваемого в большинстве стран мира больше, чем диплом бакалавра, а также признаётся зарубежными работодателями. Итогом обучения в магистратуре является защита магистерской диссертации.
Мы предоставим Вам актуальный аналитический и текстовый материал, в стоимость включены 2 научные статьи и автореферат.
Стоимость работы от 35 000 тенге

ОТЧЕТЫ ПО ПРАКТИКЕ

После прохождения любого типа студенческой практики (учебной, производственной, преддипломной) требуется составить отчёт. Этот документ будет подтверждением практической работы студента и основой формирования оценки за практику. Обычно, чтобы составить отчёт по практике, требуется собрать и проанализировать информацию о предприятии, рассмотреть структуру и распорядок работы организации, в которой проходится практика, составить календарный план и описать свою практическую деятельность.
Мы поможет написать отчёт о прохождении практики с учетом специфики деятельности конкретного предприятия.

Читайте так же:
Сроки установки счетчиков постановление

ДЕТЕКТОРЫ ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Французский физик А. Беккерель открыл радиоактивность, заметив, что соли урана засвечивают фотопластинку. Он обнаружил, что излучение этих солей вызывает свечение люминофоров и разряжает электроскоп .

В дальнейшем способы регистрации ядерных излучений были значительно усовершенствованы и стали основой приборов, измеряющих ядерные излучения. Так, гораздо надежнее электроскопа ионизационная камера . Электроны или альфа-частицы в рабочем объеме камеры, заполненном газом, оставляют след из ионов и электронов — в цепи возникает ток. По его величине можно судить о потоке частиц, проходящих через объем камеры. Так работает дозиметр — прибор для определения дозы радиоактивного облучения на рабочем месте. В импульсной ионизационной камере можно измерить заряд ионов, образующийся при прохождении одной частицы, а по заряду определить и ее энергию.

Газоразрядные счетчики Гейгера— Мюллера (названные по имени немецких физиков X. Гейгера и В. Мюллера) напоминают ионизационную камеру . Но принцип их работы совсем иной. У нитианода силовые линии электрического поля сгущаются. Электрическое поле сильно ускоряет пришедшие сюда электроны, и они сами начинают ионизировать газ, которым наполнена камера, например аргон. Возникает лавина электронов, и в конечном итоге на каждый первичный электрон рождаются тысячи. Величина импульса счетчика Гейгера — Мюллера получается большой по сравнению с импульсом в ионизационной камере, но зато он не определяет энергию частицы. Такой счетчик регистрирует только сам факт прихода импульса.

Полупроводниковые детекторы иногда называют твердотельными ионизационными камерами . Энергия, идущая на образование пары ионов в полупроводниковом материале — кремнии или германии, примерно на порядок меньше, чем в газе: 3 и 30 эВ — характерные значения. Поэтому по точности измерений полупроводниковые детекторы превосходят счетчики других типов.

На эффекте Вавилова — Черепкова основан принцип действия черенковского счетчика. В таком счетчике скорость частицы определяют по характеру свечения прозрачного тела, сквозь которое она проходит. С помощью счетчиков Черенкова был открыт антипротон.

Нейтральные частицы — у-кванты , нейтроны, мезоны, нейтрино регистрируют по рождаемым ими в веществе заряженным частицам. Так, чтобы измерить поток медленных нейтронов, ионизационную камеру или газовый счетчик заполняют гелием 3Не. После захвата нейтрона образуются протон и тритон по производимой этими частицами (в основном протоном) ионизации и регистрируют появление в счетчике теплового нейтрона. Если стенки ионизационной камеры покрыть ураном, то осколки деления урана нейтронами будут ионизировать газ и тем самым свидетельствовать о прохождении через объем камеры нейтронного потока.

Читайте так же:
Как сделать перепрограммирование счетчика

Современный эксперимент характеризуется сложной логикой регистрации частиц. Детекторы подключаются к усилителям импульсов, схемам совпадений, схемам временной задержки. Электрические импульсы, порожденные заряженными частицами, после предварительного усиления и формирования попадают на амплитудные анализаторы — приборы, сортирующие импульсы в зависимости от энергии частиц. Результаты измерений непосредственно во время эксперимента поступают на ЭВМ для непрерывной обработки. В наши дни только с применением сложных технических средств удается проникать в тайны ядерного микромира.

Методы регистрации частиц и их траекторий

Описанные выше фундаментальные результаты были получены между 1895 и 1910 г. при помощи самых простых физических средств и изощренной техники химического анализа. Дальнейшие исследования в области ядерной физики требовали разработки более совершенных методов регистрации излучений.

Пролетая в газе или жидкости, быстрая заряженная частица, как и рентгеновский фотон, создает ионизацию. Поэтому такие частицы могут быть обнаружены при помощи ионизационных камер и различных счетчиков, например при помощи счетчика Гейгера — Мюллера. Лучшие конструкции счетчиков Гейгера — Мюллера позволяют регистрировать до 10 7 разрядов в 1 с.

Если частица настолько энергична, что выходит из счетчика о достаточной энергией, то она может заставить сработать и второй счетчик. Это дает возможность, усложнив радиотехническую часть приемного аппарата, регистрировать только частицы, прошедшие через два или несколько счетчиков; по расположению счетчиков можно судить о направлении движения ионизирующей частицы.

Люминесцентные счетчики используют свечение, вызываемое быстрыми частицами при попадании на некоторые вещества, что было применено уже в первых опытах Резерфорда.

Современные люминесцентные счетчики (рис. 15.1) имеют люминесцирующий кристалл 1; свет, вызванный поглощенной частицей, попадает на чувствительный фотокатод 2; фотоэлектроны направляются к вспомогательным электродам, имеющим более высокий потенциал, и вызывают там вторичную эмиссию электронов. Схема включения такова, что электроны вторичной эмиссии летят с каждого электрода на следующий, пока не будут захвачены анодом 3. Импульс, получившийся при этом на резисторе R, подается в регистрирующее радиотехническое устройство. Так как вспомогательные электроды имеют электронный выход, превышающий единицу (т. е. на каждый пришедший электрон рождается от 3 до 10 электронов), то получается усиление сигнала в тысячи раз, что позволяет регистрировать и не слишком энергичные частицы. Интенсивность выходного сигнала оказывается линейно связанной с энергией первичной частицы; быстрота счета очень велика (до 10 6 частиц в 1 с).

Читайте так же:
Чтение данных со счетчиком

Разновидностью люминесцентных счетчиков является черенковский счетчик. В нем используется эффект Черенкова— создание остронаправленного излучения заряженной частицей, движущейся в среде со скоростью, превышающей скорость света. Так как угол раствора светового конуса

где с/n — скорость света в среде, v — скорость частицы, то счетчик позволяет отделить одни частицы от других. Так, если в опыте получаются частицы со скоростями v1 и v2, то, выбрав вещество, в котором скорость света удовлетворяет неравенству:

ν1 Будет полезно почитать по теме:

Какие частицы может регистрировать счетчик гейгера

В развитии знаний о «микромире», в частности в изучении явлений радиоактивности, исключительную роль сыграли приборы, позволяющие регистрировать ничтожное действие одной-единственной частицы атомных размеров. Одним из таких замечательных приборов является камера Вильсона, делающая видимыми траектории отдельных быстродвижущихся заряженных частиц (§ 212). Другой прибор этого рода, с примитивной формой которого мы познакомились в § 203, это — так называемый счетчик сцинтилляций.

При бомбардировке некоторых люминесцирующих веществ (сернистый цинк, нафталин и др.) быстрыми заряженными частицами наблюдается, что заметная доля энергии тормозящихся в них заряженных частиц превращается в видимый свет: попадание быстрой заряженной частицы на слой такого вещества вызывает кратковременную вспышку света, называемую сцинтилляцией. Яркость вспышки особенно велика в случае частиц, так как частица тормозится на пути длины менее , и выделяющаяся световая энергия оказывается сосредоточенной в ничтожном объеме. Сцинтилляции, вызываемые частицами в экране из сернистого цинка, могут быть обнаружены глазом. Простейший прибор, служащий для этой цели,— спинтарископ — изображен на рис. 382. Однако визуальный (при помощи глаза) способ наблюдения сцинтилляций крайне утомителен. В настоящее время для счета сцинтилляций пользуются особо чувствительными фотоэлементами (см. § 185) — так называемыми фотоэлектронными умножителями, изобретенными советским физиком Л. А. Кубецким. Сцинтилляции, производимые и частицами, гораздо слабее свечения, вызываемого частицами; они недоступны глазу, и регистрация их производится только с помощью фотоэлектронных умножителей.

Рис. 382. Спинтарископ в раз резе (а) и внешний вид (б). 1 – иголка, на конце которой находится крупинка радия, 2 – экран из сернистого цинка, 3 — лупа

Очень распространенным прибором для регистрации отдельных заряженных частиц
является газоразрядный счетчик Гейгера—Мюллера. Газоразрядный счетчик (рис. 383) представляет собой металлический цилиндр 2, но оси которого натянута тонкая проволока 1, изолированная от цилиндра. Цилиндр заполняется специальной смесью газов (например, аргон + пары спирта) до давления На нить подается положительный потенциал порядка относительно цилиндра.

Рис. 383. Газоразрядный счетчик: 1 – анод счетчика (тонкая нить), 2 – катод (металлический цилиндр), 3 – изоляторы, 4 – электрометр для регистрации разрядов в счетчике. При разряде на нити счетчика скапливаются электроны и потенциал ее снижается. По окончании разряда потенциал нити восстанавливается благодаря притоку зарядов от батареи через сопротивление

Читайте так же:
Microsoft sql server счетчик

Прохождение каждой ионизующей частицы через счетчик вызывает в нем кратковременную вспышку газового разряда. При этом по цепи счетчика проходит кратковременный импульс тока. Если сопротивление достаточно велико , то потенциал нити сохраняется сниженным в течение нескольких миллисекунд, и этот импульс можно обнаружить по отбросу чувствительного электрометра 4. На практике импульс тока, вызванный прохождением заряженной частицы через счетчик, усиливают транзисторным или электронно-ламповым усилителем и регистрируют по передвижению стрелки присоединенного к усилителю электромагнитного нумератора (рис. 384) или с помощью электронного цифрового индикатора.

Рис. 384. Схема установки для регистрации радиоактивных излучений с помощью газоразрядного счетчика: 1 – газоразрядный счетчик, 2 – усилитель, 3 – электромагнитный нумератор,

Рассмотрим подробнее механизм действия газоразрядного счетчика. Счетчик представляет собой два коаксиальных цилиндра, и потому электрическое поле в нем неоднородно (см. том , § 30). Напряженность электрического поля достигает наибольшей величины у нити и быстро спадает при удалении от нее (рис. 385, а). При разности потенциалов около напряженность электрического поля вблизи нити оказывается достаточно большой, чтобы сообщать медленные электронам скорость, необходимую для ионизации газа.

Рис. 385. К механизму работы газоразрядного счетчика частиц (1 – цилиндр счетчика, 2 – нить, диаметр которой преувеличен): а) Счетчик заряжен для рабочей разности потенциалов, при которой прохождение заряженной частицы через счетчик вызывает в нем вспышку газового разряда. Изображены линии электрического поля, наибольшая у нити; б) поле в счетчике в момент самогашения разряда. Электроны, образованные при ионизации газа, собрались на нити и компенсируют часть ее положительного заряда. Положительные ионы продолжают двигаться к цилиндру. Поле у нити ослаблено; в) поле в счетчике, не присоединенном к батареи, после того как разряд погас и положительные ионы дошли до цилиндра

Пусть где-либо в объеме счетчика образовался свободный медленный электрон (например, в результате ионизации газа под действием быстрой частицы, пролетающей через счетчик). Этот электрон будет двигаться к положительно заряженной нити и в области сильного поля вблизи нити начнет ионизовать атомы газа. Электроны — продукты ионизации — ускоряются полем и в свою очередь производят ионизацию, давая начало новым и новым электронам и новой ионизации.

Число ионизованных атомов лавинообразно нарастает — в газе вспыхивает электрический разряд. Образующиеся при разряде электроны очень скоро собираются на нити, тогда как тяжелые и потому малоподвижные ионы медленно движутся к цилиндру. Накопление электронов на нити снижает ее положительный заряд и все более и более уменьшает напряженность электрического поля у нити (рис. 385, б). Через короткое время (порядка микросекунды, т.е. миллионной доли секунды) поле ослабляется настолько, что уже не сообщает электронам нужной для ионизации скорости. Ионизация прекращается, и начавшийся разряд обрывается.

Читайте так же:
Торговое оборудование счетчик покупателей

Если счетчик не подключен к батарее, то после разряда электрическое поле в нем остается ослабленным, и новый разряд невозможен (рис. 385, в). В обычно же употребляемых схемах включения (рис. 383 и 384) поле в счетчике быстро восстанавливается за счет притока зарядов от батареи, к которой счетчик подключен через сопротивление . Счетчик оказывается снова готовым к действию уже через после вспышки разряда.

Отметим, что быстрое гашение разряда происходит только при специальном подборе газового заполнения счетчика и при не слишком большом напряжении на нем. При чрезмерном повышении напряжения в счетчике возникает негаснущий разряд, состоящий из непрерывно следующих друг за другом вспышек описанного выше типа. Повторение вспышек разряда вызывается электронами, которые выбиваются из цилиндра счетчика при попадании на него положительных ионов.

В счетчике Гейгера-Мюллера амплитуда и длительность импульса тока, развивающегося в результате лавинного процесса в газе, не зависит от природы и энергии регистрируемой заряженной частицы «поджигающей» счетчик (т.е. вызывающей этот лавинный процесс). Можно выбрать и другой режим работы газоразрядного прибора – так называемый пропорциональный режим. Если уменьшить напряжение, приложенное к счетчику, так чтобы лавинный процесс не развивался очень сильно и не переходил в разряд, то число пар ионов в этой «ограниченной лавине» будет пропорционально начальной ионизации. Такие пропорциональные счетчики могут не только регистрировать отдельные частицы, но и измерять вызываемую ими ионизацию (т.е. энергетические потери частицы в газе), что очень важно для идентификации частиц.

В последнее время широкое распространение получили так называемые полупроводниковые детекторы. Такой детектор по существу представляет собой ионизационную камеру (рис. 376), в которой воздух заменен полупроводником. Использование кремния или германия, соответствующим образом обработанных, позволяет снизить темновой ток (ток в отсутствии ионизующего излучения) до приемлемых для регистрации ионизующего излучения значений величин. Преимуществом полупроводниковых детекторов является то, что, благодаря большой плотности вещества этих счетчиков, в них может быть поглощена большая часть энергии ионизующих излучений.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector