Protams, jūs esat daudz reižu redzējis slaveno, it īpaši filmās, seriālos vai dokumentālajās filmās Gigera skaitītājs jonizējošā starojuma mērīšanai. Nu, jums jāzina, ka varat to izveidot pats, izmantojot Arduino. Ļoti interesants zinātnes projekts, ar kuru jūs uzzināsiet par šīm ierīcēm un varēsiet veikt mērījumus arī savā apkārtnē.
Tātad, iesim tur...
Kas ir Ģēģera skaitītājs?
Tiem, kas vēl nezina, a Geigera skaitītājs, kas pazīstams arī kā Geigera-Müllera caurule, ir instruments, kas paredzēts jonizējošās radioaktivitātes noteikšanai un mērīšanai.. Tas ir būtisks instruments tādās jomās kā kodolfizika, kodolmedicīna un aizsardzība pret radiāciju. Tās galvenā funkcija ir skaitīt jonizējošās daļiņas, piemēram, alfa, beta daļiņas un gamma starus, ko izstaro radioaktīvie materiāli, tāpēc arī nosaukums: "skaitītājs".
darbība
Geigera skaitītāja darbība balstās uz vienkāršu, bet efektīvu principu: gāzes jonizācija. Lai to izdarītu, tas sastāv no šādām pamatdaļām:
- Geigera-Müllera caurule: Skaitītāja sirds ir cilindriska metāla caurule ar centrālo smalko stieples elektrodu. Telpu starp cilindru un stiepli piepilda ar cēlgāzi, piemēram, argonu, zemā spiedienā.
- Augstsprieguma ģenerators: starp cilindru un vadu tiek pielikts augsts spriegums, radot spēcīgu elektrisko lauku. Kad jonizējošā daļiņa nonāk caurulē, tā saduras ar gāzes molekulām, izsitot elektronus un radot pozitīvus jonus. Atbrīvotos elektronus paātrina elektriskais lauks un tie saduras ar citām gāzes molekulām, radot vairāk jonu procesā, ko sauc par lavīnu. Šis elektronu pieplūdums rada īsu elektriskās strāvas impulsu, ko var noteikt un pastiprināt elektroniskā ķēde.
- Cīnītos: elektroniskā shēma skaita šos impulsus un parāda rezultātu displejā, norādot noteiktā laika intervālā konstatēto daļiņu skaitu. Tas nozīmē, ka katrs lavīnas radītais elektriskais impulss atspoguļo jonizējošās daļiņas noteikšanu. Elektroniskā shēma saskaita šos impulsus un parāda tos displejā, nodrošinot radioaktīvās aktivitātes mērījumu.
Ir svarīgi izcelt dažas papildu detaļas, paturiet prātā, ka radioaktīvajām daļiņām ir pietiekami daudz enerģijas, lai atdalītu elektronus no gāzes atomiem, tas ir, radītu pozitīvus jonus un, no otras puses, brīvos elektronus. Kad atbrīvotos elektronus elektriskais lauks paātrina pret anodu (centrālo vadu), lavīnas laikā tiek ģenerēta reakcija, kas turpinās, kas liecinātu par ilgstošu mērījumu. Lai no tā izvairītos un ik brīdi veiktu precīzus mērījumus, tiek veikts dzēšanas process, neļaujot elektriskajam lādiņam kļūt nepārtrauktam. Viena no visizplatītākajām šīs dzēšanas metodēm ir pievienot nelielu daudzumu halogēna gāzes, lai absorbētu elektronus un jonus, tādējādi atjaunojot caurules stāvokli nākamajam mērījumam.
Pieejamās iespējas, lai izveidotu Geigera skaitītāju ar Arduino
Kad jūs zināt, kas ir Geigera skaitītājs, un saprotat, kā tas darbojas, nākamais ir zināt, kā jūs varat izveidojiet savu ierīci jonizējošā starojuma mērīšanai viegli, lēti un precīzi.
En Amazon jums jau ir izveidota viena no šīm caurulēm modulī, kas ir saderīgs ar Arduino, kas padara lietas daudz vienkāršākas. Turklāt iegādāties šos sensorus vai caurules atsevišķi nav viegli un tie ir dārgi. Dažus padomju laika lietotus var atrast internetā, taču vislabāk ir iegādāties šo:
También existen interesanti komplekti, ko montēt, ar visu nepieciešamo, kas var lieliski noderēt un kuram varat izveidot savu korpusu, izmantojot 3D drukāšanu, un tādējādi iegūt kompaktāku formātu un līdzīgu komerciālajiem:
Un, ja esat DIY meistars un vēlaties lodēt sastāvdaļas no nulles, jūs varat iegūt šo citu:
Vēlāk mēs arī analizēsim, kā to iestatīt un programmēt…