Πώς λειτουργούν οι ανιχνευτές ακτινοβολίας;

Ένας μετρητής Geiger είναι αυτό που οι περισσότεροι άνθρωποι σημαίνουν όταν σκέφτονται έναν ανιχνευτή ακτινοβολίας. Αυτή η συσκευή χρησιμοποιεί τον αισθητήρα Geiger-Müller ως αισθητήρα. Αυτός ο σωλήνας γεμίζει με ένα αδρανές αέριο που γίνεται αγώγιμο για ένα σύντομο φλας όταν ένα σωματίδιο ή ένα φωτονίο περνά μέσα από αυτό. Αυτό το φλας ηλεκτρικής ενέργειας μετριέται στη συνέχεια σε μετρητή, με ακουστικά κλικ ή και τα δύο. Μια μεγάλη ποσότητα ακτινοβολίας που διέρχεται μέσω του σωλήνα παράγει υψηλότερη ένδειξη και περισσότερα κλικ λόγω της μεγαλύτερης ποσότητας ηλεκτρικού ρεύματος που παράγεται μέσα στον σωλήνα. Το αέριο που περιέχεται στο σωλήνα μπορεί να είναι αργό, ήλιο ή νέον. Οι μετρητές Geiger είναι χρήσιμοι για την ανίχνευση των ιονίζουσας ακτινοβολίας: ακτίνες άλφα, βήτα και γάμμα. Ωστόσο, οι περισσότεροι φορητοί μετρητές Geiger είναι οι καλύτεροι με τις ακτίνες άλφα και βήτα. Η πυκνότητα του αερίου εντός του σωλήνα είναι συνήθως επαρκής για αυτές τις δύο ακτίνες αλλά όχι για ακτίνες γάμμα υψηλής ενέργειας.

instagram story viewer

Αυτές είναι μεγάλες, εργαστηριακές συσκευές που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση μεγάλης ποικιλίας σωματιδίων. Ορισμένες φορές ονομάζονται επίσης ανιχνευτές ακτινοβολίας, επειδή η ακτινοβολία και τα φορτισμένα σωματίδια είναι συχνά συνώνυμα. Οι ανιχνευτές σωματιδίων είναι εξαιρετικά εξειδικευμένες συσκευές και πολλές μπορούν να ανιχνεύσουν μόνο έναν ή λίγους τύπους ακτινοβολίας. Ένα παράδειγμα είναι το Lucas Cell, το οποίο λειτουργεί με φιλτράρισμα δειγμάτων αερίων και μετρώντας τα ραδιενεργά σωματίδια, το οποίο είναι ένα μέσο μέτρησης της ραδιενεργού διάσπασης σε ουσίες όπως το ουράνιο ή το καίσιο. Άλλοι ανιχνευτές λειτουργούν γεμίζοντας δεξαμενές με μια δεδομένη ουσία, που επιλέγεται επειδή αντιδρά όταν χτυπηθεί από ένα συγκεκριμένο είδος ακτινοβολίας και μετατρέπεται σε κάτι άλλο. Μετρώντας την αλλαγή στη σύνθεση των περιεχομένων της δεξαμενής, η ακτινοβολία μπορεί να ανιχνευθεί και να μετρηθεί. Οι ανιχνευτές ακτινοβολίας Cerenkov αναζητούν συγκεκριμένα αυτήν την ακτινοβολία, η οποία παράγεται όταν τα σωματίδια ταξιδεύουν γρηγορότερα από το φως όταν και οι δύο διέρχονται από ένα δεδομένο μέσο. Το μέσο είναι συνήθως ένα αέριο ή υγρό που επιβραδύνει σημαντικά το φως αλλά όχι ορισμένα σωματίδια υψηλής ενέργειας.

Οι ερμητικοί ανιχνευτές έχουν σχεδιαστεί για να ενσωματώνουν διαφορετικά σχέδια ανιχνευτών για τη μέτρηση κάθε πιθανής ακτινοβολίας. Συνήθως κατασκευάζονται γύρω από το κέντρο αλληλεπίδρασης ενός συγκολλητή σωματιδίων και ονομάζονται «ερμητικά» επειδή υποτίθεται ότι αφήνουν όσο το δυνατόν λιγότερη ακτινοβολία να διαφύγει χωρίς μέτρηση ή ακόμη και να την αφήσει να διαφύγει όλα. Τα σχέδια ερμητικών ανιχνευτών διατίθενται σε τρία στρώματα. Το πρώτο είναι ένα στρώμα παρακολούθησης. Αυτό μετρά την ορμή των φορτισμένων σωματιδίων καθώς κινούνται σε καμπύλο τόξο μέσω μαγνητικού πεδίου. Το δεύτερο είναι το στρώμα θερμιδόμετρων, το οποίο λειτουργεί απορροφώντας φορτισμένα σωματίδια σε πυκνές ουσίες για μέτρηση. Το τρίτο είναι ένα σύστημα muon. Αυτό μετρά τα μιόνια, έναν τύπο σωματιδίων που δεν θα σταματήσει από τα θερμιδόμετρα και μπορεί ακόμη να ανιχνευθεί. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι ενώ οι περισσότεροι ερμητικοί ανιχνευτές μοιράζονται αυτήν την αρχή σχεδιασμού τριών επιπέδων, τα πραγματικά όργανα που χρησιμοποιούνται σε κάθε στρώμα μπορεί να διαφέρουν πολύ. Πρόκειται για μεγάλες, περίπλοκες, ειδικά σχεδιασμένες και επί παραγγελία συσκευές και καμία από τις δύο δεν είναι ακριβώς ίδια.

Teachs.ru
  • Μερίδιο
instagram viewer