Hoe werken stralingsdetectoren?

Een geigerteller is wat de meeste mensen bedoelen als ze denken aan een stralingsdetector. Dit apparaat gebruikt een Geiger-Müller-buis als sensor. Deze buis is gevuld met een inert gas dat gedurende een korte flits geleidend wordt als er een deeltje of foton doorheen gaat. Deze flits van elektriciteit wordt vervolgens gemeten op een meter, door hoorbare klikken of beide. Een grote hoeveelheid straling die door de buis gaat, produceert een hogere aflezing en meer klikken vanwege de grotere hoeveelheid elektrische stroom die in de buis wordt gegenereerd. Het gas in de buis kan argon, helium of neon zijn. Geigertellers zijn handig voor het detecteren van de ioniserende straling: alfa-, bèta- en gammastraling. De meeste draagbare geigertellers zijn echter op hun best met alfa- en bètastralen. De dichtheid van het gas in de buis is meestal voldoende voor deze twee stralen, maar niet voor hoogenergetische gammastralen.

Dit zijn grote laboratoriumapparatuur die wordt gebruikt om een ​​grote verscheidenheid aan deeltjes te detecteren. Ze worden ook wel stralingsdetectoren genoemd, omdat straling en geladen deeltjes vaak synoniem zijn. Deeltjesdetectoren zijn zeer gespecialiseerde apparaten en vele kunnen slechts één of enkele soorten straling detecteren. Een voorbeeld is de Lucas-cel, die werkt door gasmonsters te filteren en de radioactieve deeltjes te tellen, waarmee het radioactieve verval in stoffen als uranium of cesium kan worden gemeten. Andere detectoren werken door tanks te vullen met een bepaalde stof, gekozen omdat deze reageert wanneer ze wordt geraakt door een bepaald soort straling en wordt omgezet in iets anders. Door de verandering in de samenstelling van de tankinhoud te meten, kan straling worden gedetecteerd en gemeten. Cerenkov-stralingsdetectoren zoeken specifiek naar die straling, die wordt geproduceerd wanneer deeltjes sneller reizen dan het licht wanneer beide door een bepaald medium gaan. Het medium is meestal een gas of vloeistof die het licht aanzienlijk vertraagt, maar niet sommige hoogenergetische deeltjes.

instagram story viewer

Hermetische detectoren zijn ontworpen om verschillende detectorontwerpen op te nemen om alle mogelijke straling te meten. Ze zijn meestal gebouwd rond het interactiecentrum van een deeltjesversneller en worden "hermetisch" genoemd omdat: ze worden verondersteld zo min mogelijk straling te laten ontsnappen zonder te meten of zelfs te laten ontsnappen bij escape alle. Hermetische detectorontwerpen zijn er in drie lagen. De eerste is een trackerlaag. Dit meet het momentum van geladen deeltjes terwijl ze in een gebogen boog door een magnetisch veld bewegen. De tweede is de laag calorimeters, die werken door geladen deeltjes te absorberen in dichte substanties voor metingen. Het derde is een muonsysteem. Deze meet muonen, het enige type deeltje dat niet wordt tegengehouden door de calorimeters en toch kan worden gedetecteerd. Het is belangrijk om te begrijpen dat hoewel de meeste hermetische detectoren dit ontwerpprincipe met drie lagen delen, de daadwerkelijke instrumenten die in elke laag worden gebruikt, sterk kunnen variëren. Dit zijn grote, complexe, speciaal gebouwde en op maat gemaakte apparaten, en geen twee zijn precies hetzelfde.

Teachs.ru
  • Delen
instagram viewer