XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Газоразрядный счётчик заряженных частиц в нескольких вариантах разработан Вальтером Мюллером на основе экспериментальных устройств и данных Ганса Гейгера. Счетчик позволяет, кроме факта прохождения частицы, определить время прохождения, её ионизационную способность, скорость, энергию и т.д.[1].

Все эти измерения проводятся в совокупи с другими устройствами. В зависимости от типа счётчика может быть стеклянным, например СИ2Г или металлическим – СТС- 6, СИ22, цилиндр может иметь сплошную проводящую поверхность или спиралевидную выполненную из металлической проволоки рис.1а.

Исполнение счетчика зависит от того с какими заряженными частицами будет работать. В зависимости от природы и ионизационной энергии различают – α,β,γ частицы.

Рис.1.Виды исполнения счетчиков. а.,б. Стеклянный баллон. в. Металлический.

В основе же своей работы они используют газовый разряд инициированный проходящей частицей между двумя ассиметричными электродами в виде цилиндра (2) и нити (3) помещёнными в баллон (1) заполненный инертным газом (4), где (5) контакт цилиндра-катода, а (6) контакт нити- анода рис.2.

Рис.2.Схема питания и снятия импульса разряда в счётчике.

При этом питание можно осуществит от автономных источников питания напряжением порядка 400 вольт или от низковольтного источника напряжением 9 В, но в этом случае необходимо его преобразовать на напряжение 400В, как это показана на рис.3.

Рис.3.Схема питания счетчика от источника с напряжением 9В.

Для питания счетчика Г-М типа СИ22Г необходим постоянный ток с напряжением порядка 400 вольт и высокоомная нагрузка R с которой снимается импульс сигнала на регистрирующие устройство свидетельствующий о факте прохождения заряженной частицы через счетчик.

Для реализации своей модели дозиметра мы выбрали счетчик СИ10БГ который имеет стеклянный баллон и спиральный катод. Рабочее напряжение постоянного тока, 390 В. Нагрузочное сопротивление порядка 3 Мом. В место высоковольтной батарее использовали сетевое напряжение 220В через двухполупериодный выпрямитель с удвоением напряжения [2] рис.4.

Рис.4. Схема включения счетчика Г- М в цепь, где 1.Баллон.2.Цилиндр.3.Нить.4.Газ.5.Контакт катода.6.Контакт анода.

Выбор счетчика СИ10БГ обусловлен тем, что развитие разряда при прохождении заряженной частице хорошо виден на катоде выполненном в виде спирали.

Таким образом, надобность использование индикаторной лампочки или другого регистрирующего устройства отпадает.

В демонстрационном эксперименте данный вариант дозиметра позволяет продемонстрировать космический фон и уровень радиации от стороннего источника в качественной форме.

В количественной форме можно реализовать опыт, если подключить к счётчику, через переходную ёмкость, декатронный счётчик импульсов рис.5.

Рис.5.Схема опыта.1.Модель дозиметра на монтажной плате. 2.Источник радиактивности.3.Декатронный счетчик.

Так приход космических частиц в дозиметр на 1 см² поверхностного сечения счетчика составляет примерно 0,045 частиц в секунду, что сопоставимо с источником [3].

Литература.

1.Физический энциклопедический словарь. Глав. ред. Б. А. Введенский. т. 5, изд. Сов. энциклопедия, М.1966, с.110-111.

2.Оглоблин Г.В. Изучение космического излучения с применением осциллографа в практикуме школьного курса. Дальневосточный сборник, т.3, Хабаровск, 1972, с. 123-127.

3.Сокуров В. Ф. Физика космических лучей: космическая радиация (рус.). — Ростов-на-Дону: Феникс, 2005. — 188 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-222-07838-9.