Hvordan fungerer strålingsdetektorer?

En Geiger-tæller er, hvad de fleste mennesker mener, når de tænker på en strålingsdetektor. Denne enhed bruger et Geiger-Müller-rør som sensor. Dette rør er fyldt med en inaktiv gas, der bliver ledende for en kort blink, når en partikel eller foton passerer gennem det. Denne strøm af elektricitet måles derefter på en måler ved hørbare klik eller begge dele. En stor mængde stråling, der passerer gennem røret, giver en højere aflæsning og flere klik på grund af den større mængde elektrisk strøm, der genereres inde i røret. Gassen indeholdt i røret kan være argon, helium eller neon. Geiger-tællere er nyttige til påvisning af ioniserende stråling: alfa-, beta- og gammastråler. Imidlertid er de fleste håndholdte Geiger-tællere bedst med alfa- og beta-stråler. Densiteten af ​​gassen i røret er normalt tilstrækkelig til disse to stråler, men ikke til højenergi gammastråler.

Disse er store laboratorieudstyr, der bruges til at detektere en lang række partikler. De kaldes også undertiden strålingsdetektorer, fordi stråling og ladede partikler ofte er synonyme. Partikeldetektorer er meget specialiserede enheder, og mange kan kun registrere en eller et par typer stråling. Et eksempel er Lucas-cellen, der fungerer ved at filtrere gasprøver og tælle de radioaktive partikler, som er et middel til at måle det radioaktive henfald i stoffer som uran eller cæsium. Andre detektorer fungerer ved at fylde tanke med et givet stof, valgt fordi det reagerer, når det rammes af en bestemt slags stråling og omdannes til noget andet. Ved at måle ændringen i tankens indhold kan stråling detekteres og måles. Cerenkov-strålingsdetektorer ser specifikt efter den stråling, der produceres, når partikler bevæger sig hurtigere end lys, når begge passerer gennem et givet medium. Mediet er normalt en gas eller væske, der nedsætter lyset betydeligt, men ikke nogle højenergipartikler.

Hermetiske detektorer er designet til at inkorporere forskellige detektordesign for at måle al mulig stråling. De er normalt bygget omkring interaktionscenteret for en partikelkollider og kaldes "hermetisk" fordi de formodes at lade så lidt stråling som muligt undslippe uden måling eller endda lade den undslippe ved alle. Hermetiske detektordesign findes i tre lag. Den første er et trackerlag. Dette måler momentum af ladede partikler, når de bevæger sig i en buet bue gennem et magnetfelt. Det andet er laget af kalorimetre, der fungerer ved at absorbere ladede partikler i tætte stoffer til måling. Den tredje er et muonsystem. Dette måler muoner, den ene type partikel, der ikke stoppes af kalorimetrene og alligevel stadig kan detekteres. Det er vigtigt at forstå, at mens de fleste hermetiske detektorer deler dette trelagsdesignprincip, kan de faktiske instrumenter, der bruges i hvert lag, variere meget. Disse er store, komplekse, specialbyggede og specialfremstillede enheder, og ingen er nøjagtigt ens.

  • Del
instagram viewer