Geiger काउंटर - विकिरण को मापने के लिए मुख्य सेंसर। यह गामा, अल्फा, बीटा विकिरण और एक्स-रे को पंजीकृत करता है। यह विकिरण की रिकॉर्डिंग के अन्य तरीकों की तुलना में सबसे अधिक संवेदनशीलता है, उदाहरण के लिए, आयनीकरण कक्ष। यह इसके व्यापक वितरण का मुख्य कारण है। विकिरण को मापने के लिए अन्य सेंसर का उपयोग बहुत कम किया जाता है। लगभग सभी डॉसिमीटर की निगरानी करने वाले उपकरण Geiger काउंटरों पर सटीक रूप से बनाए गए हैं। वे बड़ी मात्रा में उत्पादित होते हैं, और विभिन्न स्तरों के उपकरण होते हैं: सैन्य स्वीकृति से लेकर चीनी उपभोक्ता वस्तुओं तक। अब विकिरण को मापने के लिए कोई भी उपकरण खरीदना कोई समस्या नहीं है।
डॉसिमेट्रिक उपकरणों का सार्वभौमिक वितरण अभी तक हाल ही में नहीं हुआ है। इसलिए 1986 तक, चेरनोबिल दुर्घटना के दौरान, यह पता चला कि आबादी के पास बस कोई डॉमीमेट्रिक टोही उपकरण नहीं थे, जो संयोगवश, आगे चलकर आपदा के परिणामों को बढ़ाते हैं। उसी समय, शौकिया रेडियो के प्रसार और तकनीकी रचनात्मकता के हलकों के बावजूद, गीजर काउंटरों को दुकानों में नहीं बेचा गया था, इसलिए स्व-निर्मित डॉसीमीटर का निर्माण असंभव था।
Geiger काउंटर काम सिद्धांत
यह एक इलेक्ट्रोवैक्यूम डिवाइस है जिसमें ऑपरेशन का एक बेहद सरल सिद्धांत है। रेडियोधर्मी विकिरण सेंसर एक धातु या कांच का चैंबर है जिसमें धात्विक अक्रिय गैस भरी होती है। कैमरे के केंद्र में एक इलेक्ट्रोड है। कक्ष की बाहरी दीवारें एक उच्च वोल्टेज स्रोत (आमतौर पर 400 वोल्ट) से जुड़ी होती हैं। आंतरिक इलेक्ट्रोड - एक संवेदनशील एम्पलीफायर के लिए। आयनिंग विकिरण (रेडिएशन) कणों की एक धारा है। वे वस्तुतः उच्च-वोल्टेज कैथोड से एनोड फिलामेंट्स में इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करते हैं। यह बस एक वोल्टेज को प्रेरित करता है जिसे पहले से ही एक एम्पलीफायर से जोड़कर मापा जा सकता है।
हिमस्खलन प्रभाव के कारण गीगर काउंटर की उच्च संवेदनशीलता है। एम्पलीफायर आउटपुट पर जो ऊर्जा पंजीकृत करता है, वह आयनीकरण विकिरण स्रोत की ऊर्जा नहीं है। यह डोसिमीटर की उच्च-वोल्टेज बिजली आपूर्ति इकाई की ऊर्जा है। एक घुसा हुआ कण केवल एक इलेक्ट्रॉन (ऊर्जा आवेश को स्थानांतरित करता है, जो एक मीटर में दर्ज करंट में बदल जाता है)। इलेक्ट्रोड के बीच नेक गैसों से मिलकर एक गैस मिश्रण पेश किया: आर्गन, नियॉन। इसे हाई-वोल्टेज डिस्चार्ज को बुझाने के लिए बनाया गया है। यदि ऐसा निर्वहन होता है, तो यह काउंटर के लिए गलत सकारात्मक होगा। एक बाद के माप सर्किट इस तरह के आउटलेयर की उपेक्षा करता है। इसके अलावा, उच्च-वोल्टेज बिजली की आपूर्ति को भी उनसे संरक्षित किया जाना चाहिए।
गीगर काउंटर में पावर सर्किट 400 वोल्ट के आउटपुट वोल्टेज पर कई माइक्रोएम्पर्स में आउटपुट करंट प्रदान करता है। आपूर्ति वोल्टेज का सटीक मूल्य इसके तकनीकी विनिर्देश के अनुसार मीटर के प्रत्येक ब्रांड के लिए निर्धारित है।
जाइगर काउंटर्स क्षमताओं, संवेदनशीलता, दर्ज उत्सर्जन
गीगर काउंटर की मदद से, गामा और बीटा विकिरण को पंजीकृत और सटीक रूप से मापा जा सकता है। दुर्भाग्य से, आप सीधे विकिरण के प्रकार को पहचान नहीं सकते हैं। यह अप्रत्यक्ष रूप से सेंसर और वस्तु या इलाके के बीच बाधाओं को स्थापित करके जांच की जाती है। गामा किरणों में उच्च पारगम्यता होती है, और उनकी पृष्ठभूमि नहीं बदलती है। यदि डॉसीमीटर ने बीटा विकिरण का पता लगाया, तो धातु की एक पतली शीट से भी एक पृथक्करण अवरोध स्थापित करना, बीटा कणों के प्रवाह को लगभग पूरी तरह से रोक देगा।
व्यक्तिगत dosimeters DP-22, DP-24 के सामान्य सेटों ने Geiger काउंटरों का उपयोग नहीं किया। इसके बजाय, एक आयनीकरण कक्ष सेंसर का उपयोग किया गया था, इसलिए संवेदनशीलता बहुत कम थी। गीजर काउंटरों पर आधुनिक डॉसिमेट्रिक उपकरण हजारों गुना अधिक संवेदनशील हैं। उनके साथ, आप सौर पृष्ठभूमि विकिरण में प्राकृतिक परिवर्तनों को पंजीकृत कर सकते हैं।
गीगर काउंटर की एक उल्लेखनीय विशेषता इसकी संवेदनशीलता है, जो आवश्यक स्तर से दसियों या सैकड़ों गुना अधिक है। यदि मीटर पूरी तरह से संरक्षित लीड चेंबर में चालू होता है, तो यह एक विशाल प्राकृतिक विकिरण पृष्ठभूमि दिखाएगा। ये रीडिंग अपने आप में मीटर के डिज़ाइन में कोई खराबी नहीं है, जिसे कई प्रयोगशाला परीक्षणों द्वारा सत्यापित किया गया है। इस तरह के डेटा प्राकृतिक विकिरण ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि का एक परिणाम हैं। प्रयोग केवल दिखाता है कि गीगर काउंटर कितना संवेदनशील है।
इस पैरामीटर को मापने के लिए विशेष रूप से, तकनीकी विशेषताओं में प्रति पल्स काउंटर मीटर (दालों प्रति माइक्रोसेकंड) की संवेदनशीलता का मूल्य दर्शाया गया है। इन दालों का जितना अधिक होगा, संवेदनशीलता उतनी ही अधिक होगी।
Geiger काउंटर, डॉसीमीटर सर्किट द्वारा विकिरण माप
डोसिमीटर सर्किट को दो कार्यात्मक मॉड्यूल में विभाजित किया जा सकता है: एक उच्च-वोल्टेज बिजली आपूर्ति इकाई और एक मापने वाला सर्किट। उच्च वोल्टेज बिजली की आपूर्ति - एनालॉग। डिजिटल dosimeters पर मापने मॉड्यूल हमेशा डिजिटल है। यह एक पल्स काउंटर है, जो इंस्ट्रूमेंट स्केल पर संख्याओं के रूप में संबंधित मूल्य प्रदर्शित करता है। विकिरण की खुराक को मापने के लिए, प्रति मिनट दालों की गणना करना आवश्यक है, 10, 15 सेकंड या अन्य मान। माइक्रोकंट्रोलर मानक विकिरण इकाइयों में डॉसीमीटर के पैमाने पर एक विशिष्ट मूल्य पर दालों की संख्या को पुन: गणना करता है। यहाँ सबसे आम हैं:
- एक्स-रे (आमतौर पर एक्स-रे का उपयोग किया जाता है);
- सीवर्ट (mikrozivert - mSv);
- बेयर;
- ग्रे, खुशी
- microwatts / m2 में प्रवाह घनत्व।
सीवर्ट सबसे लोकप्रिय विकिरण माप इकाई है। इसके लिए सभी मानदंडों को सहसंबद्ध किया जाता है, किसी भी अतिरिक्त पुनर्गणना की आवश्यकता नहीं होती है। रेम - जैविक वस्तुओं पर विकिरण के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए एक इकाई।
अर्धचालक विकिरण संवेदक के साथ गैस-डिस्चार्ज गीगर काउंटर की तुलना
गीगर काउंटर एक गैस-डिस्चार्ज डिवाइस है, और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक की वर्तमान प्रवृत्ति उनके लिए सार्वभौमिक निपटान है। सेमीकंडक्टर विकिरण सेंसर के दर्जनों प्रकार विकसित किए गए हैं। उनके द्वारा दर्ज पृष्ठभूमि विकिरण का स्तर गीगर काउंटरों की तुलना में बहुत अधिक है। सेमीकंडक्टर सेंसर की संवेदनशीलता बदतर है, लेकिन इसका एक और फायदा है - लागत प्रभावशीलता। अर्धचालक को उच्च वोल्टेज बिजली की आवश्यकता नहीं होती है। बैटरी चालित पोर्टेबल डॉसिमिटर के लिए, वे अच्छी तरह से अनुकूल हैं। एक अन्य लाभ अल्फा कणों का पंजीकरण है। मीटर की गैस की मात्रा सेमीकंडक्टर सेंसर की तुलना में काफी बड़ी है, लेकिन फिर भी इसके आयाम पोर्टेबल तकनीक के लिए भी स्वीकार्य हैं।
अल्फा, बीटा और गामा विकिरण का मापन
गामा विकिरण मापने में सबसे आसान है। यह इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन है, जो फोटॉन की एक धारा है (प्रकाश भी फोटॉन की एक धारा है)। प्रकाश के विपरीत, इसमें बहुत अधिक आवृत्ति और बहुत कम तरंग दैर्ध्य है। यह इसे परमाणुओं में प्रवेश करने की अनुमति देता है। नागरिक सुरक्षा में, गामा विकिरण विकिरण में प्रवेश कर रहा है। यह घरों, कारों, विभिन्न संरचनाओं की दीवारों के माध्यम से घुसना करता है और केवल पृथ्वी की परत या कई मीटर की कंक्रीट द्वारा वापस आयोजित किया जाता है। गामा क्वांटा का पंजीकरण सूर्य की प्राकृतिक गामा विकिरण के अनुसार दोसीमीटर स्नातक के साथ किया जाता है। कोई विकिरण स्रोतों की आवश्यकता नहीं है। यह बीटा और अल्फा विकिरण के साथ एक और बात है।
यदि α (अल्फा-विकिरण) विकिरण आयनीकरण है, यह बाहरी वस्तुओं से आता है, तो यह लगभग सुरक्षित है और हीलियम परमाणुओं की एक धारा है। इन कणों की सीमा और पारगम्यता छोटा है - कुछ माइक्रोमीटर (अधिकतम मिलीमीटर) - माध्यम की पारगम्यता के आधार पर। इस विशेषता के कारण, यह लगभग गीगर काउंटर के साथ पंजीकृत नहीं है। उसी समय, अल्फा विकिरण का पंजीकरण महत्वपूर्ण है, क्योंकि ये कण हवा, भोजन और पानी के साथ शरीर के अंदर घुसने पर बेहद खतरनाक होते हैं। उनके डिक्री के लिए गीगर काउंटर सीमित उपयोग किए जाते हैं। विशेष अर्धचालक सेंसर अधिक सामान्य हैं।
बीटा विकिरण पूरी तरह से एक गीगर काउंटर द्वारा दर्ज किया गया है, क्योंकि बीटा कण एक इलेक्ट्रॉन है। यह वायुमंडल में सैकड़ों मीटर उड़ सकता है, लेकिन धातु की सतहों द्वारा अच्छी तरह से अवशोषित होता है। इस संबंध में, गीजर काउंटर में अभ्रक की एक खिड़की होनी चाहिए। धातु कक्ष एक छोटी दीवार मोटाई के साथ बनाया गया है। आंतरिक गैस की संरचना को इस तरह से चुना जाता है ताकि एक छोटे दबाव की बूंद सुनिश्चित हो सके। एक बीटा विकिरण डिटेक्टर को दूरस्थ जांच पर रखा गया है। रोजमर्रा की जिंदगी में, इस तरह के डॉसिमीटर व्यापक नहीं हैं। ये मुख्य रूप से सैन्य उत्पाद हैं।
गीजर काउंटर के साथ व्यक्तिगत डोसिमीटर
आयनीकरण चैम्बर के साथ पुराने मॉडलों के विपरीत, उपकरणों का यह वर्ग अत्यधिक संवेदनशील है। कई घरेलू निर्माताओं द्वारा विश्वसनीय मॉडल पेश किए जाते हैं: "टेरा", "एमकेएस -05", "डीकेआर", "राडक्स", "आरकेएस"। ये सभी मानक इकाइयों में स्क्रीन पर डेटा आउटपुट के साथ स्टैंड-अलोन डिवाइस हैं। विकिरण की संचित खुराक के संकेत के साथ-साथ तात्कालिक पृष्ठभूमि स्तर भी है।
एक होनहार दिशा एक स्मार्टफोन के लिए एक घरेलू डॉसिमीटर-उपसर्ग है। ऐसे उपकरण विदेशी निर्माताओं द्वारा उत्पादित किए जाते हैं। उनके पास समृद्ध तकनीकी क्षमताएं हैं, दिन, सप्ताह, महीनों के लिए भंडारण के संकेत, लागत, पुनर्गणना और विकिरण का योग है। अब तक, उत्पादन की मात्रा कम होने के कारण, इन उपकरणों की लागत काफी अधिक है।
घर का बना डोसिमिटर, उनकी आवश्यकता क्यों है?
गीजर काउंटर स्वतंत्र उत्पादन के लिए पूरी तरह से दुर्गम, दोसीमीटर का एक विशिष्ट तत्व है। इसके अलावा, यह केवल डॉसिमिटर में पाया जाता है या रेडियो स्टोर में अलग से बेचा जाता है। यदि यह सेंसर उपलब्ध है, तो डॉसिमिटर के अन्य सभी घटकों को विभिन्न उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के हिस्सों से स्वतंत्र रूप से इकट्ठा किया जा सकता है: टीवी, मदरबोर्ड, आदि। लगभग एक दर्जन डिजाइन अब शौकिया रेडियो साइटों और मंचों पर पेश किए जाते हैं। यह उन्हें इकट्ठा करने के लायक है, क्योंकि ये सबसे परिपक्व विकल्प हैं, जिनकी स्थापना और समायोजन के लिए विस्तृत ट्यूटोरियल हैं।
गीजर काउंटर को चालू करने के लिए सर्किट का अर्थ हमेशा एक उच्च वोल्टेज स्रोत होता है। विशिष्ट मीटर ऑपरेटिंग वोल्टेज 400 वोल्ट है। यह अवरुद्ध जनरेटर सर्किट के अनुसार प्राप्त किया जाता है, और यह डॉसिमिटर सर्किट का सबसे जटिल तत्व है। काउंटर के आउटपुट को कम-आवृत्ति वाले एम्पलीफायर से जोड़ा जा सकता है और स्पीकर में क्लिक की गणना कर सकते हैं। इस तरह के डोसमीटर को आपातकालीन स्थिति में इकट्ठा किया जाता है, जब उत्पादन के लिए व्यावहारिक रूप से कोई समय नहीं होता है। सैद्धांतिक रूप से, एक गीगर काउंटर का आउटपुट घरेलू उपकरणों के ऑडियो इनपुट से जुड़ा हो सकता है, जैसे कि कंप्यूटर।
सटीक माप के लिए उपयुक्त स्व-निर्मित डॉसीमीटर सभी माइक्रोकंट्रोलर पर इकट्ठे होते हैं। प्रोग्रामिंग स्किल्स की यहां जरूरत नहीं है, क्योंकि प्रोग्राम फ्री एक्सेस से तैयार है। यहां मुश्किलें घरेलू इलेक्ट्रॉनिक उत्पादन के लिए विशिष्ट हैं: एक मुद्रित सर्किट बोर्ड प्राप्त करना, रेडियो घटकों को टांका लगाना और मामला बनाना। यह सब एक छोटी कार्यशाला में हल किया जाता है। गीजर काउंटरों से स्व-निर्मित डॉसिमिटर उन मामलों में बनाए जाते हैं जहां:
- तैयार डोसमीटर खरीदने की कोई संभावना नहीं है;
- विशेष विशेषताओं के साथ एक उपकरण की आवश्यकता;
- डोसिमीटर के निर्माण और समायोजन की प्रक्रिया का अध्ययन करना आवश्यक है।
होममेड डोसिमीटर को एक अन्य डोजिमीटर की मदद से एक प्राकृतिक पृष्ठभूमि के खिलाफ कैलिब्रेट किया जाता है। यह वह जगह है जहां निर्माण प्रक्रिया समाप्त होती है।
