Olet varmasti nähnyt monta kertaa, varsinkin elokuvissa, sarjoissa tai dokumenteissa, kuuluisan Giger-laskuri ionisoivan säteilyn mittaamiseen. No, sinun pitäisi tietää, että voit luoda sellaisen itse käyttämällä Arduinoa. Erittäin mielenkiintoinen tiedeprojekti, jonka avulla opit näistä laitteista ja voit myös tehdä mittauksia alueellasi.
Joten mennään sinne...
Mikä on Geiger-laskuri?
Niille, jotka eivät vielä tiedä, a Geiger-laskuri, joka tunnetaan myös nimellä Geiger-Müller-putki, on laite, joka on suunniteltu havaitsemaan ja mittaamaan ionisoivaa radioaktiivisuutta. Se on keskeinen työkalu esimerkiksi ydinfysiikan, isotooppilääketieteen ja säteilysuojelun aloilla. Sen päätehtävä on laskea ionisoivia hiukkasia, kuten alfa-, beetahiukkasia ja gammasäteitä, joita radioaktiiviset materiaalit lähettävät, mistä johtuu sen nimi: "laskuri".
toiminta
Geiger-laskurin toiminta perustuu yksinkertaiseen mutta tehokkaaseen periaatteeseen: kaasun ionisaatiota. Tätä varten se koostuu seuraavista perusosista:
- Geiger-Müller putki: Tiskin sydän on lieriömäinen metalliputki, jonka keskellä on hienolankaelektrodi. Sylinterin ja langan välinen tila täytetään jalokaasulla, kuten argonilla, alhaisessa paineessa.
- Korkeajännitegeneraattori: Sylinterin ja langan väliin syötetään korkea jännite, joka luo vahvan sähkökentän. Kun ionisoiva hiukkanen tulee putkeen, se törmää kaasumolekyyleihin, syrjäyttäen elektroneja ja muodostaen positiivisia ioneja. Vapautuneita elektroneja kiihdyttää sähkökenttä ja ne törmäävät muihin kaasumolekyyleihin luoden lisää ioneja prosessissa, jota kutsutaan lumivyöryksi. Tämä elektronien ryntäys tuottaa lyhyen sähkövirtapulssin, joka voidaan havaita ja vahvistaa elektronisella piirillä.
- Laskuri: Elektroninen piiri laskee nämä pulssit ja näyttää tuloksen näytöllä, joka osoittaa tietyllä aikavälillä havaittujen hiukkasten määrän. Toisin sanoen jokainen lumivyöryn synnyttämä sähköpulssi edustaa ionisoivan hiukkasen havaitsemista. Elektroninen piiri laskee nämä pulssit ja näyttää ne näytöllä, mikä mittaa radioaktiivista aktiivisuutta.
On tärkeää korostaa joitakin lisäyksityiskohtia, muistaa, että radioaktiivisilla hiukkasilla on tarpeeksi energiaa repiäkseen elektroneja kaasuatomeista, eli tuottamaan positiivisia ioneja ja toisaalta vapaita elektroneja. Kun vapautuneita elektroneja kiihdytetään sähkökentän avulla kohti anodia (keskijohtoa), syntyy lumivyöryn aikana jatkuva reaktio, joka näyttäisi jatkuvan mittauksen. Tämän välttämiseksi ja tarkkojen mittausten tekemiseksi joka hetki suoritetaan sammutusprosessi, joka estää sähkövarauksen muuttumisen jatkuvaksi. Yksi yleisimmistä tämän sammutuksen käytännöistä on lisätä pieni määrä halogeenikaasua absorboimaan elektronit ja ionit, mikä palauttaa putken tilan seuraavaa mittausta varten.
Vaihtoehdot Geiger-laskurin luomiseen Arduinolla
Kun tiedät, mikä Geiger-laskuri on, ja ymmärrät sen toiminnan, seuraava asia on tietää, miten voit rakentaa oma laite ionisoivan säteilyn mittaamiseen ympäristöstäsi helposti, edullisesti ja tarkasti.
En Amazon sinulla on jo yksi näistä putkista Arduinon kanssa yhteensopivassa moduulissa, mikä tekee asioista paljon helpompaa. Lisäksi näiden antureiden tai putkien ostaminen erikseen ei ole helppoa ja ne ovat kalliita. Joitakin neuvostoajan käytettyjä löytyy netistä, mutta kannattaa ostaa tämä:
lisäksi siellä mielenkiintoisia sarjoja koota, jossa on kaikki tarvitsemasi, josta voi olla suuri apu ja johon voit luoda oman kotelon 3D-tulostuksella ja on siten kompaktimpi ja samanlainen kuin kaupalliset:
Ja jos olet DIY-yksimies ja haluat juottaa komponentit tyhjästä, voit saada tämän toisen:
Myöhemmin analysoimme myös, kuinka se asetetaan ja ohjelmoidaan…