Tikrai daug kartų, ypač filmuose, serialuose ar dokumentiniuose filmuose, matėte garsųjį Giger skaitiklis jonizuojančiosios spinduliuotės matavimui. Na, turėtumėte žinoti, kad galite sukurti jį patys naudodami „Arduino“. Labai įdomus mokslinis projektas, kurio metu sužinosite apie šiuos įrenginius ir galėsite atlikti matavimus savo vietovėje.
Taigi, eime ten...
Kas yra Geigerio skaitiklis?
Tiems, kurie dar nežino, a Geigerio skaitiklis, taip pat žinomas kaip Geigerio-Müllerio vamzdis, yra prietaisas, skirtas aptikti ir matuoti jonizuojantį radioaktyvumą.. Tai pagrindinė priemonė tokiose srityse kaip branduolinė fizika, branduolinė medicina ir radiacinė sauga. Pagrindinė jo funkcija – skaičiuoti radioaktyviųjų medžiagų skleidžiamas jonizuojančias daleles, tokias kaip alfa, beta dalelės ir gama spinduliai, todėl ir pavadintas „skaitiklis“.
operacija
Geigerio skaitiklio veikimas grindžiamas paprastu, bet efektyviu principu: dujų jonizacija. Norėdami tai padaryti, jis susideda iš šių pagrindinių dalių:
- Geigerio-Müllerio vamzdis: Skaitiklio širdis yra cilindrinis metalinis vamzdis su centriniu smulkios vielos elektrodu. Tarpas tarp baliono ir vielos užpildomas žemo slėgio tauriosiomis dujomis, tokiomis kaip argonas.
- Aukštos įtampos generatorius: Tarp cilindro ir laido veikia aukšta įtampa, sukuriamas stiprus elektrinis laukas. Kai jonizuojanti dalelė patenka į vamzdelį, ji susiduria su dujų molekulėmis, numušdama elektronus ir sukurdama teigiamus jonus. Išsiskyrę elektronai yra pagreitinami elektrinio lauko ir susiduria su kitomis dujų molekulėmis, sukurdami daugiau jonų procese, vadinamame lavina. Šis elektronų antplūdis sukuria trumpą elektros srovės impulsą, kurį gali aptikti ir sustiprinti elektroninė grandinė.
- Kovoti: Elektroninė grandinė skaičiuoja šiuos impulsus ir rodo rezultatą ekrane, nurodydama aptiktų dalelių skaičių per tam tikrą laiko intervalą. Tai reiškia, kad kiekvienas lavinos generuojamas elektrinis impulsas reiškia jonizuojančios dalelės aptikimą. Elektroninė grandinė skaičiuoja šiuos impulsus ir rodo juos ekrane, pateikdama radioaktyvaus aktyvumo matą.
Svarbu pabrėžti kai kurias papildomas detales, nepamiršti, kad radioaktyviosios dalelės turi pakankamai energijos atplėšti elektronus nuo dujų atomų, tai yra generuoti teigiamus jonus ir, kita vertus, laisvuosius elektronus. Kai išlaisvinti elektronai elektriniu lauku pagreitinami link anodo (centrinio laido), lavinos metu susidaro reakcija, kuri tęsiasi ir rodytų ilgalaikį matavimą. Siekiant to išvengti ir kiekvieną akimirką atlikti tikslius matavimus, atliekamas gesinimo procesas, neleidžiantis elektros krūviui tapti nenutrūkstamu. Viena iš labiausiai paplitusių šio gesinimo praktikų yra pridėti nedidelį kiekį halogeninių dujų, kad sugertų elektronus ir jonus, taip atkuriant vamzdžio būseną kitam matavimui.
Galimos parinktys norint sukurti Geigerio skaitiklį su Arduino
Kai žinosite, kas yra Geigerio skaitiklis, ir suprasite, kaip jis veikia, kitas dalykas yra žinoti, kaip tai padaryti sukurti savo prietaisą jonizuojančiosios spinduliuotės matavimui savo aplinką lengvai, pigiai ir tiksliai.
En „Amazon“ jau sukūrė vieną iš šių vamzdžių modulyje, suderinamame su „Arduino“., todėl viskas daug lengviau. Be to, pirkti šiuos jutiklius ar vamzdelius atskirai nėra lengva ir jie yra brangūs. Internete galite rasti naudotų sovietmečio laikų, tačiau geriausia pirkti šį:
También existen įdomių rinkinių surinkti, su viskuo, ko jums reikia, kas gali labai padėti ir kuriam galite sukurti savo dėklą naudodami 3D spausdinimą ir tokiu būdu turėti kompaktiškesnį formatą ir panašų į komercinius:
Ir jei esate „pasidaryk pats“ meistras ir norite lituoti komponentus nuo nulio, galite gauti šį kitą:
Vėliau taip pat analizuosime, kaip jį nustatyti ir programuoti…