가이거 카운터 - 방사선 측정을위한 주요 센서. 감마, 알파, 베타 방사선 및 엑스레이를 등록합니다. 그것은 예를 들어, 이온화 챔버와 같은 방사선을 기록하는 다른 방법들에 비해 가장 높은 감도를 가지고 있습니다. 이것이 널리 보급 된 주된 이유입니다. 방사선 측정을위한 다른 센서는 거의 사용되지 않습니다. 거의 모든 선량 측정 장치는 가이거 계수기에 정밀하게 내장되어 있습니다. 그들은 대량으로 생산되며 군용 수용 선량계에서 중국 소비재에 이르기까지 다양한 수준의 장치가 있습니다. 이제 방사선 측정을위한 장치를 구입하는 것은 문제가되지 않습니다.
선량 계측기의 보편적 인 분포는 아직까지는 아닙니다. 그래서 1986 년 체르노빌 사고로 인구가 단순히 선량 측정 장비를 가지고 있지 않았기 때문에 재앙의 결과를 더욱 악화 시켰습니다. 동시에, 아마추어 라디오의 전파와 기술 창의력의 원이 있음에도 불구하고 가이거 계수기는 매장에서 판매되지 않았으므로 수제 선량계를 만드는 것은 불가능했습니다.
가이거 카운터 작업 원칙
이것은 매우 간단한 작동 원리의 전자 진공 장치입니다. 방사능 방사 센서는 방전 된 불활성 가스로 채워진 금속 화 된 금속 또는 유리 챔버입니다. 카메라 중앙에 전극이 있습니다. 챔버의 외벽은 고전압 소스 (일반적으로 400V)에 연결됩니다. 내부 전극 - 민감한 앰프. 전리 방사선 (방사선)은 입자의 흐름입니다. 그들은 말 그대로 전자를 고전압 음극에서 양극 필라멘트로 전달합니다. 단순히 증폭기에 연결하여 이미 측정 할 수있는 전압을 유도합니다.
가이거 계수기의 높은 감도는 눈사태 효과 때문입니다. 앰프가 출력에 등록하는 에너지는 이온화 방사선 소스의 에너지가 아닙니다. 이것은 선량계 자체의 고전압 전원 공급 장치의 에너지입니다. 침투 된 입자는 전자 (에너지로 측정 된 전류로 변환되는 전하) 만 전달합니다. 전극들 사이에 희귀 가스들 : 아르곤, 네온으로 구성된 가스 혼합물이 도입되었다. 고전압 방전을 소화하도록 설계되었습니다. 그러한 방전이 발생하면 카운터에 대해 거짓 긍정 (false positive)이됩니다. 후속 측정 회로는 이러한 특이 치를 무시합니다. 또한 고전압 전원 공급 장치도 보호해야합니다.
가이거 계수기의 전원 회로는 400V의 출력 전압에서 수 마이크로 암페어의 출력 전류를 제공합니다. 공급 전압의 정확한 값은 기술 사양에 따라 미터의 각 브랜드에 대해 설정됩니다.
가이거는 기능, 감도, 기록 된 배출량을 상쇄합니다.
가이거 계수기를 사용하여 감마 및 베타 방사선을 등록하고 정확하게 측정 할 수 있습니다. 불행히도 직접 방사선의 유형을 인식 할 수는 없습니다. 이는 센서와 검사 대상물 또는 지형 사이에 장벽을 설치하여 간접적으로 수행됩니다. 감마선은 높은 투자율을 가지며 그 배경은 변하지 않습니다. 선량계가 베타 방사선을 탐지하면 박판 장벽을 설치하여 얇은 금속판에서도 베타 입자의 흐름을 거의 완전히 차단할 수 있습니다.
개별 선량계 DP-22, DP-24의 일반적인 세트는 가이거 계수기를 사용하지 않았습니다. 대신 이온화 챔버 센서가 사용되었으므로 감도는 매우 낮습니다. 가이거 계수기의 최신 선량 계측기는 수천 배 더 민감합니다. 그들과 함께 태양 배경 복사에 자연적인 변화를 등록 할 수 있습니다.
가이거 계수기의 주목할만한 특징은 필요한 수준보다 수십 배 또는 수백 배 더 높은 감도입니다. 미터가 완전히 보호 된 리드 챔버에서 켜지면 거대한 자연 방사선 배경이 표시됩니다. 이러한 수치는 미터 자체의 설계상의 결함이 아니며 수많은 실험실 테스트에서 검증되었습니다. 그러한 자료는 자연 방사선의 조화 우주 배경의 결과이다. 이 실험은 가이거 계수기가 얼마나 민감한 지 보여줍니다.
특히이 파라미터를 측정 할 때 기술 특성은 imp 펄스 카운터 미터의 민감도 값을 나타냅니다 (마이크로 초당 펄스 수). 이 펄스가 많을수록 감도가 커집니다.
가이거 계수기, 선량계에 의한 방사선 측정
선량계 회로는 2 개의 기능 모듈, 즉 고전압 전원 장치와 측정 회로로 나눌 수 있습니다. 고전압 전원 공급 장치 - 아날로그. 디지털 선량계의 측정 모듈은 항상 디지털 방식입니다. 이것은 펄스 카운터로, 해당 값을 계기 저울의 숫자 형식으로 표시합니다. 방사선 량을 측정하려면 분당 펄스 수를 10, 15 초 또는 기타 값으로 계산해야합니다. 마이크로 컨트롤러는 표준 복사 단위로 선량계의 눈금에 특정 값으로 펄스 수를 다시 계산합니다. 다음은 가장 일반적인 것들입니다 :
- 엑스레이 (일반적으로 사용되는 엑스레이);
- 시버트 (mikrozivert - mSv);
- 렘;
- 회색, 기쁜
- 유량 밀도 (μW / m2).
Sievert는 가장 널리 사용되는 방사선 측정 단위입니다. 모든 규범은 상관 관계가 있으며 추가 계산은 필요하지 않습니다. 렘 (Rem) - 생물학적 물체에 대한 방사선 영향을 결정하는 단위.
가스 방전 가이거 계수기와 반도체 방사 센서의 비교
가이거 계수기는 가스 방전 장치이며 마이크로 전자 공학의 현재 추세는 그것들의 보편적 처리입니다. 반도체 방사선 센서의 수십 가지 변형이 개발되었습니다. 그들에 의해 기록 된 배경 복사 수준은 가이거 계수기보다 훨씬 높습니다. 반도체 센서의 감도는 더 나쁘지 만 또 다른 이점이 있습니다. 비용 효율성입니다. 반도체는 고전압 전원을 필요로하지 않습니다. 배터리 구동 식 휴대용 선량계의 경우 적합합니다. 또 다른 이점은 알파 입자의 등록입니다. 계량기의 가스 부피는 반도체 센서보다 상당히 크지 만 휴대용 기술의 경우에도 치수가 허용됩니다.
알파, 베타 및 감마선 측정
감마선 조사가 가장 쉽습니다. 이것은 광자의 흐름 인 전자기 복사입니다 (빛은 또한 광자의 흐름입니다). 빛과는 달리, 주파수가 훨씬 높고 파장이 매우 짧습니다. 이것은 원자를 관통 할 수있게합니다. 민방위에서 감마선은 관통하는 방사선입니다. 그것은 주택, 자동차, 다양한 구조물의 벽을 관통하고 단지 몇 미터의 지구 또는 콘크리트 층에 의해서만지지됩니다. 감마 퀀 타이즈의 등록은 태양의 자연 감마선에 따라 선량계 눈금으로 수행됩니다. 방사선원은 필요하지 않습니다. 그것은 베타와 알파 방사선의 또 다른 일입니다.
알파 (알파 - 방사선) 방사선이 이온화되면, 그것은 외부 물체에서 비롯된 것이며, 거의 안전하고 헬륨 원자의 흐름입니다. 이들 입자의 범위와 침투성은 매체의 침투성에 따라 수 마이크로 미터 (최대 밀리미터)로 작습니다. 이 기능으로 인해 거의 가이거 계수기에 등록하지 않습니다. 동시에 알파 방사선의 등록은 중요합니다. 왜냐하면이 입자는 공기, 음식 및 물로 신체 내부로 침투 할 때 매우 위험하기 때문입니다. 그들의 명령에 대해 가이거 계수기는 제한적으로 사용됩니다. 특별한 반도체 센서가 더 일반적입니다.
베타 방사선은 가이거 계수기에 의해 완벽하게 기록됩니다. 왜냐하면 베타 입자는 전자이기 때문입니다. 대기 중 수백 미터를 날 수 있지만 금속 표면에 잘 흡수됩니다. 이와 관련하여 가이거 계수기에는 운모 창이 있어야합니다. 금속 챔버는 작은 벽 두께로 만들어집니다. 내부 기체의 조성은 작은 압력 강하를 보장하는 방식으로 선택된다. 베타 방사선 검출기는 원격 프로브에 놓입니다. 일상 생활에서 이러한 선량계는 널리 퍼지지 않습니다. 이들은 주로 군사 제품입니다.
가이거 계수기가있는 개별 선량계
이 등급의 장치는 이온화 챔버가있는 구형 모델과는 달리 매우 민감합니다. 신뢰할 수있는 모델은 많은 국내 제조업체에서 제공합니다 : "Terra", "MKS-05", "DKR", "Radeks", "RKS". 이것들은 표준 단위로 화면에 데이터를 출력하는 모든 독립 실행 형 장치입니다. 방사선의 누적 선량 및 순간적 배경 수준을 표시하는 모드가 있습니다.
유망한 방향은 스마트 폰의 가정용 선량계 접두사입니다. 이러한 장치는 외국 제조업체에서 생산합니다. 그들은 풍부한 기술 능력을 가지고 있으며, 일, 주, 개월 동안 표시, 비용 계산, 재 계산 및 방사선의 합계를 저장하는 기능이 있습니다. 지금까지 생산량이 적기 때문에이 장치의 가격이 상당히 높습니다.
수제 선량계, 왜 그들이 필요합니까?
가이거 계수기는 선량계의 특정 요소이며 독립적 인 생산을 위해 완전히 접근 할 수 없습니다. 또한 선량계에서만 발견되거나 라디오 판매점에서 별도로 판매됩니다. 이 센서를 사용할 수 있다면 선량계의 다른 모든 구성 요소는 텔레비전, 마더 보드 등 다양한 가전 제품의 부품과 독립적으로 조립할 수 있습니다. 현재 아마추어 무선 사이트 및 포럼에는 약 12 가지 디자인이 제공됩니다. 가장 성숙한 옵션이므로 설정 및 조정을위한 자세한 자습서가 필요합니다.
가이거 카운터를 켜는 회로는 항상 고전압 소스를 의미합니다. 전형적인 미터 작동 전압은 400 볼트입니다. 이것은 블로킹 생성기 회로에 따라 얻어지며, 이것은 선량계 회로의 가장 복잡한 요소입니다. 카운터의 출력은 저주파 증폭기에 연결하여 스피커의 클릭 수를 계산할 수 있습니다. 이러한 선량계는 생산을위한 시간이 거의없는 비상시에 조립됩니다. 이론적으로 가이거 계수기의 출력은 컴퓨터와 같은 가정용 기기의 오디오 입력에 연결할 수 있습니다.
정확한 측정에 적합한 자체 제작 선량계는 모두 마이크로 컨트롤러에 조립되어 있습니다. 프로그램이 자유로운 접근에서 준비되어 있기 때문에, 프로그램 기술은 여기에서 필요하지 않다. 여기에있는 어려움은 가정용 전자 제품 생산에있어 전형적입니다. 인쇄 회로 기판을 얻고, 무선 부품을 납땜하고, 케이스를 만드는 것입니다. 이 모든 것은 작은 워크샵에서 해결됩니다. 다음과 같은 경우 가이거 계수기의 자체 제작 선량계가 작성됩니다.
- 미리 만들어진 선량계를 구입할 수는 없습니다.
- 특별한 특성을 가진 장치가 필요하다;
- 선량계를 만들고 조정하는 과정을 연구 할 필요가있다.
수제 선량계는 다른 선량계의 도움을 받아 자연 배경으로 보정됩니다. 이것이 건설 과정이 끝나는 곳입니다.
