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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA radiación radiactiva. ¿Cómo detectarlo? Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / dosímetros Dispositivos especiales ayudan a detectar la contaminación radiactiva a tiempo. Por supuesto, no somos capaces de ver, oír o "atrapar" una partícula radiactiva. Pero los dispositivos utilizan las propiedades de la radiación radiactiva para producir diferentes efectos al pasar a través de una sustancia. Por ejemplo, bajo la influencia de la radiación radiactiva, algunas sustancias comienzan a brillar, varias soluciones cambian de color y las placas fotográficas se iluminan. El método más común para detectar emisiones radiactivas es por su capacidad para ionizar varios gases. Puede ensamblar el dispositivo más simple para esto usted mismo (Fig. 1). Coloque dos placas de metal en una caja de plástico o recipiente de vidrio y aplíqueles voltaje desde una fuente de CC o un rectificador. Conecte el dispositivo de medición al circuito. Tome un rectificador que le permita cambiar el voltaje de 0 a 400 V.
Mientras no haya iones en el aire, el aire es un aislante, el circuito está abierto y no fluye corriente a través de él. Si, bajo la influencia de la radiación radiactiva, aparecen iones cargados eléctricamente entre las placas, inmediatamente comienzan a moverse, positivo a la placa negativa, negativo, a la positiva, es decir, una corriente eléctrica comienza a fluir entre las placas. La cantidad de corriente depende de dos razones: de la fuerza de la radiación radiactiva y del voltaje que aplicamos a las placas. Si, con la misma radiación radiactiva, aumentamos gradualmente el voltaje en las placas y luego colocamos la lectura del microamperímetro en el gráfico, obtenemos la imagen que se muestra en la Figura 2.
Notamos que en la sección OA, la fuerza actual aumenta proporcionalmente estrés de la placa? Esto se debe a que la vida útil del ion es muy corta y a voltajes bajos, algunos de los iones no tienen tiempo de "correr" hacia las placas: se encuentran con iones del signo opuesto, se combinan con ellos (recombinan) y se convierten en átomos neutros. Cuanto mayor sea el voltaje, más iones tendrán tiempo de "correr" hacia las placas y, por lo tanto, más fuerte será la corriente. En la sección AB, el voltaje aumenta, pero la corriente no aumenta. ¿Cuál es el acertijo? Es simple: todos los iones que se formaron a partir de la radiación radiactiva lograron "correr" hacia las placas, y simplemente no hay otros iones. Esta corriente se llama corriente de saturación, y el área en el gráfico se llama área "PLATÓN". En la sección BV, el voltaje aumenta ligeramente y la corriente aumenta considerablemente. El voltaje cruza aquí el límite más allá del cual comienza la descarga de gas. En una descarga de gas, la energía que gana un ion al moverse hacia la placa se vuelve inmediatamente tan grande que este ion, al caer en un átomo vecino, lo descompone en 2 iones. Éstos, a su vez, rompen los dos átomos siguientes, etc. Así, basta que aparezca entre las placas al menos un par de iones, ya que se produce la ionización instantánea de todo el gas entre las placas. Por supuesto, los sensores (o, como se suele decir, detectores) que se utilizan en los instrumentos dosimétricos son diferentes de nuestras placas primitivas. Para detectar grandes dosis de radiación radiactiva se utilizan dispositivos con cámaras de ionización. ¿Qué representa ella? Es una caja de plástico llena de aire con paredes recubiertas de grafito. Un electrodo en forma de T se fija dentro de la caja (Fig. 3), y las paredes sirven como segundo electrodo.
Las cámaras de ionización operan en la región de voltaje de "meseta" (Fig. 2). Por lo tanto, como probablemente haya adivinado, la corriente de ionización depende en gran medida del volumen de la cámara: cuanto más grande es la cámara, más iones contiene. Para mediciones precisas, se utilizan dispositivos con contadores de descarga de gas. Cada contador tiene un electrodo positivo, el hilo central, y un electrodo negativo cilíndrico que lo rodea (Fig. 4). El hilo central está hecho de una aleación especial: kovara. Electrodo cilíndrico: hecho de acero con un espesor de aproximadamente 50 micrones o vidrio con una capa de cobre depositada en su superficie.
Los contadores se llenan con una mezcla de neón y argón con la adición de halógenos (cloro, bromo) o alcohol. Los halógenos y los alcoholes altamente atómicos absorben bien los cuantos gamma y, por lo tanto, evitan la aparición de falsas descargas del contador debido a los electrones secundarios eliminados por los cuantos gamma de las paredes del contador. Dichos contadores también se denominan autoextinguibles. Los contadores tienen una tasa de conteo, "tiempo muerto" y un factor de amplificación de gas. La tasa de conteo es el número de destellos (pulsos) por segundo. Los contadores autoextinguibles pueden dar hasta 5 mil destellos (descargas) por segundo. El "tiempo muerto" es el tiempo durante el cual los iones positivos y negativos "corren" hacia sus electrodos. En este momento, cualquier partícula nueva que ingrese al contador no será registrada, ya que todo el gas en el volumen del contador ya está ionizado. El factor de amplificación de gas es un número que muestra cuántas veces se amplifica el número primario de iones como resultado de la ionización de avalancha en el contador. Puede llegar a decenas de miles. La industria produce una amplia variedad de medidores; por ejemplo, STS-2, STS-5 (acero, autoextinguible), tipo AS y STS, extremo - MST-17, insensible - SI-BG, etc. Las corrientes generadas en las cámaras de ionización y los contadores de descarga de gas son tan pequeñas que es muy difícil medirlas directamente. Tienes que preamplificar. El amplificador de válvulas más utilizado. Para medir en este caso, el voltaje de la alta resistencia se aplica a la rejilla de control de la lámpara triodo (Fig. 5). El voltaje negativo en la rejilla se selecciona de modo que, en ausencia de corriente a través del contador de descarga de gas, la lámpara se bloquea. Si la corriente fluye en el circuito del medidor, entonces el voltaje en la rejilla de la lámpara disminuirá a un valor tal que la lámpara se "abre" y la corriente fluye a través de ella. Cuanta más corriente fluya en el circuito del medidor, más corriente fluirá a través de la lámpara, en su circuito de ánodo. Pero la corriente en el circuito del ánodo es muchas veces mayor que la corriente en el circuito del medidor. Esto significa que ya se puede medir con un microamperímetro convencional.
Por lo general, se incluyen en el circuito varias resistencias de alta resistencia de diferentes tamaños. Entonces el rango de medición se expande. De esta manera, solo se miden las corrientes totales de una pluralidad de descargas en un contador de descarga de gas. Si necesita calcular con precisión la cantidad de destellos, se utilizan contadores mecánicos y contadores electrónicos. La tasa de conteo de un contador de descarga de gas, como ya se mencionó, es de aproximadamente 5 mil pulsos por segundo, y uno mecánico es de solo 100 pulsos por segundo. Por lo tanto, para aumentar la resolución de un contador mecánico, se utilizan esquemas de escala. Puede leer sobre el dispositivo y el principio de su funcionamiento en el recuento de células (disparadores) en el libro de I. P. Bondarenko y N. V. Bondarenko "Fundamentos de dosimetría de radiación ionizante" (ed. "Escuela superior", M., 1962). Para medir las dosis de radiación recibidas durante un cierto tiempo, se utilizan principalmente dos métodos: 1) medir el grado de descarga de un capacitor cargado a un potencial determinado, y 2) cambiar el color de algunas soluciones bajo la influencia de la radiación ionizante. que miden las dosis recibidas se llaman dosímetros. Un dosímetro individual es un capacitor, uno de cuyos electrodos es el pin central y el segundo es el cuerpo. Para averiguar qué dosis de radiación ha pasado a través del dispositivo, las cargas inicial y residual del dosímetro se miden con un dispositivo especial. Un dosímetro químico es una ampolla llena de una solución específica. Bajo la influencia de la radiación, el color de la solución cambia. El dosímetro más simple puede ser un electroscopio de laboratorio convencional, cuya escala está precalibrada en roentgens o miliroentgens. Al estar cargado, dicho electroscopio, bajo la influencia de la radiación ionizante, comenzará a descargarse. Por la magnitud de su descarga, se puede juzgar la dosis de radiación. Autores: A.Tsurikov, O.Kalinichenko
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