Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ответьте на следующие вопросы: Вчем отличие пропорциональных счетчиков от счетчиков Гейгера Мюллера

Ответьте на следующие вопросы: Вчем отличие пропорциональных счетчиков от счетчиков Гейгера Мюллера?

По указанной литературе [1, с. 491 — 499], [2, с. 187 — 194] изучите устройство и принцип работы газоразрядного счетчика ионизирующих излучений.

Ответьте на следующие вопросы:

В чем отличие пропорциональных счетчиков от счетчиков Гейгера – Мюллера?

Что такое первичная ионизация? Что такое вторичная ионизация?

С какой целью используется в счетчиках Гейгера – Мюллера асимметрия электродов?

Как формируются электронные лавины в газоразрядном счетчике?

Как осуществляется гашение самостоятельного разряда в счетчике Гейгера-Мюллера?

Как образуются вторичные электронные лавины в счетчике Гейгера-Мюллера?

В чем достоинства и недостатки пропорционального счетчика и счетчика Гейгера-Мюллера?

Что такое мертвое время газоразрядного счетчика?

Начертите принципиальную схему включения газоразрядного счетчика.

Ознакомьтесь с описанием хода лабораторной работы. В рабочем журнале заготовьте необходимые таблицы и запишите расчетные формулы.

Задание : Изучение вольтамперной характеристики газоразрядного счетчика.

Включите электропитание газоразрядного счетчика. Сигнал с сопротивления нагрузки подайте на вертикальные отклоняющие пластины осциллографа С-1-69.

Поместите источник ионизирующего излучения в непосредственной близости от газоразрядного счетчика.

Плавно увеличивая напряжение питания, снимите вольтамперную характеристику газоразрядного счетчика.

Результаты измерений занесите в таблицу:

Постройте график зависимости I = I(U).

Укажите на полученной вольтамперной характеристике области работы газоразрядного детектора в режимах:

а) ионизационной камеры;

б) пропорционального счетчика;

в) счетчика Гейгера-Мюллера

Задание 2: Изучение счетной характеристики счетчика Гейгера-Мюллера.

Включите электропитание счетчика Гейгера-Мюллера. Установите источник ионизирующего излучения. Сигнал с сопротивления нагрузки подайте на пересчетное устройство ПСО2-4.

Плавно увеличивая напряжение питания, добейтесь начала срабатывания пересчетного устройства.

Меняя напряжение питания U через 20 В, для каждого значения напряжения проведите по 5 измерений числа зарегистрированных импульсов N за интервал времени 30с.

Для каждого значения напряжения найдите среднее число зарегистрированных импульсов N. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 2.

Постройте график зависимости N = N(U).

Определите рабочее напряжение счетчика Гейгера-Мюллера

Оцените относительную погрешность определения рабочего напряжения.

Для каждого значения N определите среднеквадратичное отклонение

Задание 3. Определение мертвого времени счетчика.

Подать на счетчик Гейгера – Мюллера найденное выше рабочее напряжение.

5 раз по 30 с измерить фоновое излучение. N Найти его среднее значение.

Поместить вблизи счетчика первый источник ионизирующего излучения. 5 раз измерить число зарегистрированных импульсов NI за t = 30 с. Результаты усреднить и из полученного значения вычесть среднее значение радиоактивного фона.

Не убирая первого источника, поместить вблизи счетчика первый источник ионизирующего излучения. 5 раз измерить число зарегистрированных импульсов Nia за t = 30 с. Результаты усреднить и из полученного значения вычесть среднее значение радиоактивного фона.

Убрать первый источник 5 раз измерить число зарегистрированных импульсов Na за t = 30 с. Результаты усреднить и из полученного значения вычесть среднее значение радиоактивного фона.

Читайте так же:
Технический осмотр при установке счетчика

газоразрядный самогасящийся счетчик гейгера-мюллера

Использование: для регистрации преимущественно бета- и гамма-излучений. В газоразрядном самогасящемся счетчике Гейгера-Мюллера в качестве основного газа используется гелий с давлением от 150 до 760 мм рт.ст., а в качестве гасящей добавки используется смесь ксенона и кислорода, причем давление каждой компоненты гасящей добавки составляет 1-5% от давления гелия, а отношение парциальных давлений ксенона и кислорода находится в пределах 0,75-1. Технический результат: расширение рабочего температурного интервала, расширение диапазона контролируемых интенсивностей излучений. 1 табл.

Формула изобретения

Газоразрядный самогасящийся счетчик ионизирующих излучений (счетчик Гейгера-Мюллера) с газом — наполнителем, содержащим основной газ и гасящую добавку в виде смеси ксенона и кислорода, отличающийся тем, что в качестве основного газа используется гелий с давлением от 150 до 760 мм рт.ст., а давление каждой компоненты гасящей добавки составляет 1-5% от давления гелия, при этом отношение парциальных давлений ксенона и кислорода находится в пределах 0,75-1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к детекторам для регистрации ионизирующих излучений, а более конкретно к газоразрядным самогасящимся счетчикам Гейгера-Мюллера, которые используются для регистрации, преимущественно, бета- и гамма-излучений.

Известны газоразрядные самогасящиеся счетчики Гейгера-Мюллера, представляющие собой двухэлектродную систему, с герметичным корпусом, заполненным смесью, состоящей из основного газа-наполнителя и так называемых гасящих добавок [1]. При ионизации газа в счетчике Гейгера-Мюллера, в нем возникает и, через интервал времени, который называется «мертвым», гаснет электрический разряд. Скорость счета импульсов тока этого разряда является мерой интенсивности ионизирующего излучения. В течение мертвого времени счетчик не чувствителен к ионизирующему излучению, что ограничивает линейный диапазон нагрузочной характеристики величиной скорости счета N1/, где — мертвое время.

Аналогами предлагаемого изобретения могут служить низковольтные счетчики Гейгера-Мюллера жесткого бета- и гамма-излучений [2], с металлическим корпусом — катодом и анодом в виде тонкой нити. Основным газом-наполнителем в этих счетчиках является неон, а гасящей добавкой — пары брома и аргон.

Недостатками указанного счетчика-аналога являются:
невозможность эксплуатации при температурах выше +70 o С из-за высокой химической активности брома;
невозможность эксплуатации со скоростями счета N>10 4 имп/с из-за большого значения мертвого времени у него 10 -4 с.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного изобретения, заключается в уменьшении мертвого времени счетчика на порядок величины и, соответственно, в увеличении верхнего значения скорости счета в линейном диапазоне нагрузочной характеристики счетчика до N10 5 имп/с. Указанный технический результат достигается за счет того, что в газоразрядном самогасящемся счетчике ионизирующих излучений (счетчике Гейгера-Мюллера) с газом-наполнителем, содержащим основной газ и гасящую добавку в виде смеси ксенона и кислорода, в качестве основного газа используется гелий с давлением от 150 до 760 мм рт.ст, а давление каждой компоненты гасящей добавки составляет 1-5% от давления гелия и, при этом, отношение парциальных давлений ксенона и кислорода находится в пределах 0,75-1.

Читайте так же:
Монтаж счетчика взлет эр

Заявляемый счетчик был апробирован в нескольких вариантах цилиндрической геометрии электродной системы. Измеренные значения мертвого времени приведены в таблице 1.

Использование заявляемого газоразрядного самогасящегося счетчика Гейгера-Мюллера для регистрации ионизирующих излучений позволяет расширить диапазон контролируемых интенсивностей излучений за счет существенного увеличения рабочих скоростей счета.

Таким образом, приведенные признаки заявляемого устройства в своем единстве позволяют обеспечить указанный технический эффект.

Анализ патентной и научно-технической литературы, содержащей описание технических решений в рассматриваемой области техники, позволяет сделать вывод, что предложенное техническое решение является новым и для специалистов не следует из уровня техники, имеет изобретательский уровень, промышленно осуществимо и применимо в указанной области, т.е. соответствует критерию изобретения.

Источники информации
1. Е.И. Долгирев, П.И. Малеев, В.В. Сидоренко «Детекторы ядерных излучений», Судпромгиз, Ленинград, 1961.

2. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. Москва, Научтехлитиздат, 2000, 2, с. 71.

Счётчик Гейгера

Счётчик Ге́йгера, счётчик Ге́йгера—Мю́ллера — газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц.

Содержание

История [ править ]

Принцип предложен в 1908 году Гансом Гейгером; в 1928 Вальтер Мюллер, работая под руководством Гейгера, реализовал на практике несколько версий прибора, конструктивно отличавшихся в зависимости от типа излучения, которое регистрировал счётчик.

Устройство [ править ]

Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа. Дополнительная электронная схема обеспечивает счётчик питанием (как правило, не менее 300 В), обеспечивает, при необходимости, гашение разряда и подсчитывает количество разрядов через счётчик.

Счётчики Гейгера разделяются на несамогасящиеся и самогасящиеся (не требующие внешней схемы прекращения разряда).

В бытовых дозиметрах и радиометрах производства СССР и России обычно применяются счетчики с рабочим напряжением 390 В:

  • «СБМ-20» (по размерам — чуть толще карандаша), СБМ-21 (как сигаретный фильтр, оба со стальным корпусом, пригодный для жёсткого β- и γ-излучений)
  • «СИ-8Б» (со слюдяным окном в корпусе, пригоден для измерения мягкого β-излучения)

Широкое применение счётчика Гейгера—Мюллера объясняется высокой чувствительностью, возможностью регистрировать разного рода излучения, сравнительной простотой и дешевизной установки.

Принцип работы [ править ]

Цилиндрический счётчик Гейгера—Мюллера состоит из металлической трубки или металлизированной изнутри стеклянной трубки и тонкой металлической нити, натянутой по оси цилиндра. Нить служит анодом, трубка — катодом. Трубка заполняется разреженным газом, в большинстве случаев используют благородные газы — аргон и неон. Между катодом и анодом создается напряжение от сотен до тысяч вольт в зависимости от геометрических размеров материала электродов и газовой среды внутри счетчика. В большинстве случаев широко распространенные отечественные счетчики Гейгера требуют напряжения 400 В.

Работа счётчика основана на ударной ионизации. γ-кванты, испускаемые радиоактивным изотопом, попадая на стенки счётчика, выбивают из него электроны. Электроны, двигаясь в газе и сталкиваясь с атомами газа, выбивают из атомов электроны и создают положительные ионы и свободные электроны. Электрическое поле между катодом и анодом ускоряет электроны до энергий, при которых начинается ударная ионизация. Возникает лавина ионов, приводящая к размножению первичных носителей. При достаточно большой напряженности поля энергии этих ионов становится достаточной, чтобы порождать вторичные лавины, способные поддерживать самостоятельный разряд, в результате чего ток через счетчик резко возрастает. Этим счетчик Гейгера отличается от пропорционального счетчика, где напряженность поля недостаточна для возникновения вторичных лавин, и разряд прекращается после пролета первичной лавины. При этом на сопротивлении R образуется импульс напряжения, который подается в регистрирующее устройство. Чтобы счётчик смог регистрировать следующую попавшую в него частицу, лавинный разряд нужно погасить. Это происходит автоматически. В момент появления импульса тока на сопротивлении R возникает большое падение напряжения, поэтому напряжение между анодом и катодом резко уменьшается — настолько, что разряд прекращается, и счетчик снова готов к работе. Для ускорения гашения могут использоваться специальные схемы, принудительно снижающие напряжение на счетчике, что позволяет также уменьшить анодное сопротивление и увеличить уровень сигнала. Однако чаще в газовую смесь в счетчике добавляют немного галогена (брома или йода) или органического соединения с относительно большой молекулярной массой (обычно какого-либо спирта) — эти молекулы взаимодействуют с положительными ионами, давая в результате ионы с большей массой и меньшей подвижностью. Кроме того, они интенсивно поглощают ультрафиолетовое излучение разряда — эти два фактора приводят к быстрому и самопроизвольному гашению разряда даже с небольшим анодным сопротивлением. Такие счетчики называются самогасящимися. В случае применения в качестве гасящей добавки спирта при каждом импульсе некоторое его количество разрушается, поэтому гасящая добавка расходуется и счетчик имеет определенный (хоть и достаточно большой) ресурс по количеству зарегистрированных частиц. При его исчерпании счетчик начинает «гореть» — начинает самопроизвольно возрастать скорость счета даже в отсутствии облучения, а затем в счетчике возникает непрерывный разряд. В галогенных счетчиках распавшиеся молекулы галогена вновь соединяются, поэтому их ресурс значительно выше (10 10 импульсов и выше).

Читайте так же:
Как закрепить счетчик нева

Счетная характеристика (зависимость скорости счета от напряжения на счетчике) имеет хорошо выраженное плато, в пределах которого скорость счета очень слабо зависит от напряжения на счетчике. Протяженность такого плато достигает для низковольтных счетчиков 80-100 В, а для высоковольтных — нескольких сотен вольт.

Длительность сигнала со счётчика Гейгера сравнительно велика (≈ 10 -4 с). Именно такое время требуется, чтобы медленные положительные ионы, заполнившие пространство вблизи нити-анода после пролёта частицы и прохождения электронной лавины, ушли к катоду и восстановилась чувствительность детектора.

Важной характеристикой счётчика является его эффективность. Не все γ-фотоны, попавшие на счетчик, дадут вторичные электроны и будут зарегистрированы, так как акты взаимодействия γ-лучей с веществом сравнительно редки, и часть вторичных электронов поглощается в стенках прибора, не достигнув газового объёма.

Эффективность регистрации частиц счетчиком Гейгера различна в зависимости от их природы. Заряженные частицы (например, альфа- и бета-лучи) вызывают разряд в счетчике почти всегда, однако часть их теряется в материале стенок счетчика. Особенно это актуально для альфа-частиц и мягкого бета-излучения. Для их регистрации в счетчике делают тонкое (2-7 мкм для регистрации альфа-излучения и 10-15 для мягкого бета-излучения) окно из слюды, алюминиевой или бериллиевой фольги или полимерной пленки. Эффективность счётчика для рентгеновского и гамма-излучения зависит от толщины стенок счётчика, их материала и энергии γ-излучения.Так как γ-излучение слабо взаимодействует с веществом, то обычно эффективность γ-счётчиков мала и составляет всего 1-2 %. Наибольшей эффективностью обладают счётчики, стенки которых сделаны из материала с большим атомным номером Z, так как при этом увеличивается образование вторичных электронов. Кроме того, стенки счётчика должны быть достаточно толстыми. Толщина стенки счётчика выбирается из условия её равенства длине свободного пробега вторичных электронов в материале стенки. При большой толщине стенки вторичные электроны не пройдут в рабочий объём счётчика, и возникновения импульса тока не произойдет. Это приводит к характерной зависимости скорости счета от энергии гамма-кванта (так называемый «ход с жесткостью») с явно выраженным максимумом, который у большинства счетчиков Гейгера расположен в области мягкого гамма-излучения. При использовании счетчиков Гейгера в дозиметрической аппаратуре «ход с жесткостью» частично исправляют с помощью дополнительного экрана (например, стального или свинцового), который поглощает мягкое гамма-излучение вблизи максимума чувствительности и вместе с тем несколько повышает эффективность регистрации жестких гамма-квантов из-за генерации вторичных электронов и комптоновского излучения в материале экрана. В результате этого зависимость скорости счета от мощности дозы в значительной степени выравнивается. Этот экран часто делают съемным для возможности раздельного определения бета- и гамма-излучения. Напротив, для регистрации рентгеновского излучения применяют счетчики с тонким окном, наподобие используемого в детекторах для альфа- и мягкого бета-излучения.

Читайте так же:
Со счетчиками выгодно или нет

Нейтроны напрямую газоразрядными счетчиками не детектируются. Использование в качестве газовой среды гелия-3 или бора в составе материала стенок позволяет регистрировать нейтроны по заряженным продуктам ядерных реакций. Помимо низкой и сильно зависящей от энергии эффективности, недостатком счётчика Гейгера—Мюллера является то, что он не даёт возможность идентифицировать частицы и определять их энергию. Эти недостатки отсутствуют в сцинтилляционных счётчиках.

При измерении слабых потоков ионизирующего излучения счетчиком Гейгера необходимо учитывать его собственный фон. Даже в толстой свинцовой защите скорость счета никогда не становится равной нулю. Одной из причин этой спонтанной активности счетчика является жесткая компонента космического излучения, проникающая без существенного ослабления даже через десятки сантиметров свинца и состоящая в основном из мюонов. Через каждый квадратный сантиметр у поверхности Земли пролетает в среднем около 1 мюона в минуту, при этом эффективность регистрации их счетчиком Гейгера практически равна 100%. Другой источник фона — это радиоактивное «загрязнение» материалов самого счетчика. Кроме того, значительный вклад в собственный фон дает спонтанная эмиссия электронов из катода счетчика.

Примечание [ править ]

Следует отметить, что по историческим причинам сложилось несоответствие между русским и английским вариантами этого и последующих терминов:

Назовите недостатки (не меньше 3) и преимущества (не меньше 3) перечисленных методов регистрации заряженных частиц. Готовое решение: Заказ №8202

Назовите недостатки (не меньше 3) и преимущества (не меньше 3) перечисленных методов регистрации заряженных частиц. Готовое решение: Заказ №8202 Готовое решение: Заказ №8202

Назовите недостатки (не меньше 3) и преимущества (не меньше 3) перечисленных методов регистрации заряженных частиц. Готовое решение: Заказ №8202 Тип работы: Задача

Назовите недостатки (не меньше 3) и преимущества (не меньше 3) перечисленных методов регистрации заряженных частиц. Готовое решение: Заказ №8202 Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)

Назовите недостатки (не меньше 3) и преимущества (не меньше 3) перечисленных методов регистрации заряженных частиц. Готовое решение: Заказ №8202 Предмет: Физика

Назовите недостатки (не меньше 3) и преимущества (не меньше 3) перечисленных методов регистрации заряженных частиц. Готовое решение: Заказ №8202 Дата выполнения: 12.08.2020

Назовите недостатки (не меньше 3) и преимущества (не меньше 3) перечисленных методов регистрации заряженных частиц. Готовое решение: Заказ №8202 Цена: 118 руб.

Чтобы получить решение , напишите мне в WhatsApp , оплатите, и я Вам вышлю файлы.

Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным , не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу , я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!

Читайте так же:
Счетчик посещений сайта мейл
Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:

Назовите недостатки (не меньше 3) и преимущества (не меньше 3) перечисленных методов регистрации заряженных частиц.

1. Счётчик Гейгера-Мюллера

2. Сцинтилляционный метод

3. Камера Вильсона

4. Метод толстослойных эмульсий

Газоразрядный счётчик Гейгера

Счётчик Гейгера- один из важнейших приборов для автоматического счёта частиц.

Счётчик состоит из стеклянной трубки, покрытой изнутри металлическим слоем (катод), и тонкой металлической нити, идущей вдоль оси трубки (анод).

Назовите недостатки (не меньше 3) и преимущества (не меньше 3) перечисленных методов регистрации заряженных частиц. Готовое решение: Заказ №8202

Трубка заполняется газом, обычно аргоном. Действие счётчика основано на ударной ионизации. Заряженная частица (электрон,α- частица и т.д.), пролетая в газе, отрывает от атомов электроны и создаёт положительные ионы и свободные электроны. Электрическое поле между анодом и катодом ( к ним подводится высокое напряжение) ускоряет электроны до энергии, при которых начинается ударная ионизация

Назовите недостатки (не меньше 3) и преимущества (не меньше 3) перечисленных методов регистрации заряженных частиц. Готовое решение: Заказ №8202

Я и моя команда оказывает помощь в учёбе по любым предметам и заданиям любой сложности.

Решение задач является неотъемлемой частью обучения в любом учебном заведении, и я смогу помочь в решение задач по любым предметам.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector