Наверняка вы много раз видели, особенно в кино, сериалах или документальных фильмах, знаменитого Счетчик Гигера для измерения ионизирующего излучения.. Что ж, вы должны знать, что вы можете создать его самостоятельно, используя Arduino. Очень интересный научный проект, с помощью которого вы узнаете об этих устройствах, а также сможете проводить измерения на своем участке.
Итак, поехали туда...
Что такое счетчик Гейгера?
Для тех, кто еще не знает, Счетчик Гейгера, также известный как трубка Гейгера-Мюллера, представляет собой прибор, предназначенный для обнаружения и измерения ионизирующей радиоактивности.. Это фундаментальный инструмент в таких областях, как ядерная физика, ядерная медицина и радиационная защита. Его основная функция — подсчет ионизирующих частиц, таких как альфа-, бета-частицы и гамма-лучи, которые испускаются радиоактивными материалами, отсюда и его название: «счетчик».
операция
Работа счетчика Гейгера основана на простом, но эффективном принципе: ионизация газа. Для этого его составляют из следующих основных частей:
- Трубка Гейгера-Мюллера: Сердцем счетчика является цилиндрическая металлическая трубка с центральным электродом из тонкой проволоки. Пространство между цилиндром и проволокой заполнено благородным газом, например аргоном, под низким давлением.
- Генератор высокого напряжения: между цилиндром и проволокой подается высокое напряжение, создающее сильное электрическое поле. Когда ионизирующая частица попадает в трубку, она сталкивается с молекулами газа, отбивая электроны и создавая положительные ионы. Высвободившиеся электроны ускоряются электрическим полем и сталкиваются с другими молекулами газа, создавая больше ионов в процессе, называемом лавиной. Этот прилив электронов производит короткий импульс электрического тока, который может быть обнаружен и усилен электронной схемой.
- Счетчик: Электронная схема подсчитывает эти импульсы и отображает результат на дисплее, указывая количество частиц, обнаруженных за заданный интервал времени. То есть каждый электрический импульс, генерируемый лавиной, представляет собой обнаружение ионизирующей частицы. Электронная схема подсчитывает эти импульсы и отображает их на дисплее, обеспечивая измерение радиоактивной активности.
Важно выделить некоторые дополнительные детали, имейте в виду, что радиоактивные частицы обладают достаточной энергией, чтобы отрывать электроны от атомов газа, то есть генерировать положительные ионы и, с другой стороны, свободные электроны. Когда высвободившиеся электроны ускоряются электрическим полем по направлению к аноду (центральному проводу), во время лавины генерируется продолжающаяся реакция, что свидетельствует о продолжительном измерении. Чтобы избежать этого и производить точные измерения в каждый момент, осуществляется процесс гашения, не позволяющий электрическому заряду стать непрерывным. Одним из наиболее распространенных методов такого гашения является добавление небольшого количества газообразного галогена для поглощения электронов и ионов, восстанавливая таким образом состояние трубки для следующего измерения.
Доступные варианты создания счетчика Гейгера с помощью Arduino
Как только вы узнаете, что такое счетчик Гейгера, и поймете, как он работает, следующим шагом будет узнать, как его можно использовать. создайте свое собственное устройство для измерения ионизирующего излучения вашей окружающей среды легко, дешево и точно.
En Amazon, у вас уже есть одна из этих трубок в модуле, совместимом с Arduino., что значительно упрощает задачу. Кроме того, купить эти датчики или трубки по отдельности непросто и они дорогие, в Интернете можно найти подержанные советские времена, но лучше всего купить вот этот:
также есть интересные наборы для сборки, со всем необходимым, что может вам очень помочь, и для чего вы можете создать свой собственный чехол с помощью 3D-печати и, таким образом, иметь более компактный формат и аналогичный коммерческим:
И, если вы мастер на все руки и хотите паять компоненты с нуля, вы можете получить еще один:
Позже мы также разберем, как его настроить и запрограммировать…