Eistreich Dmitry

Instrumen dan instalasi untuk merekam dan mempelajari partikel. Diagram perangkat, prinsip pengoperasiannya, foto jejak partikel.

Unduh:

Pratinjau:

Untuk menggunakan pratinjau presentasi, buat akun Google dan masuk ke akun tersebut: https://accounts.google.com

Keterangan slide:

Presentasi fisika dengan topik: “Metode eksperimen mempelajari partikel” oleh siswa kelas 9 Sekolah Menengah Lembaga Pendidikan Anggaran Negara No. 1465 Dmitry Eistreich Guru fisika: L.Yu

Metode penelitian partikel: Penghitung Geiger Penghitung kilau Ruang Wilson Ruang gelembung Emulsi film tebal

penghitung Geiger

Pencacah Geiger adalah alat sederhana untuk mencatat radiasi. Ia mampu mendeteksi berbagai jenis radiasi radioaktif (alfa, beta, gamma), tetapi paling sensitif terhadap radiasi γ ​​dan partikel β. Desainnya sederhana: tabung penghitung Geiger-Muller diisi dengan gas dan memiliki dua elektroda yang diberi tegangan tinggi. Ketika partikel pengion memasuki tabung, saluran konduktif muncul di antara elektroda selama beberapa waktu. Arus yang dihasilkan dideteksi oleh penguat elektronik. Diciptakan pada tahun 1908 oleh H. Geiger dan E. Rutherford, kemudian diperbaiki oleh Geiger dan W. Muller. Pencacah Geiger-Muller adalah pendeteksi (sensor) radiasi pengion yang paling umum.

Rangkaian pensaklaran penghitung Geiger Beda potensial diterapkan (V) antara dinding dan elektroda pusat melalui resistansi R, dilangsir oleh kapasitor C1. Penghitung beroperasi berdasarkan ionisasi tumbukan. γ - kuanta yang dipancarkan oleh isotop radioaktif, mengenai dinding penghitung, menjatuhkan elektron darinya. Elektron yang bergerak melalui gas dan bertabrakan dengan atom gas mengeluarkan elektron dari atom dan menghasilkan ion positif dan elektron bebas. Medan listrik antara katoda dan anoda mempercepat elektron ke energi di mana dampak ionisasi dimulai. Longsoran ion terjadi, dan arus yang melalui penghitung meningkat tajam. Dalam hal ini, pulsa tegangan terbentuk pada resistansi R, yang diumpankan ke alat perekam. Agar penghitung dapat mencatat partikel berikutnya yang menabraknya, muatan longsoran harus dipadamkan. Ini terjadi secara otomatis. Pada saat pulsa arus muncul, terjadi penurunan tegangan yang besar pada resistansi R, sehingga tegangan antara anoda dan katoda menurun tajam, sedemikian rupa sehingga pelepasan berhenti dan meteran siap dioperasikan kembali.

PENGHITUNG SCINTILASI

Diagram skematik Penghitung ditemukan oleh fisikawan Jerman Kalman Hartmut Paul pada tahun 1947. Pencacah sintilasi adalah alat untuk mencatat radiasi nuklir dan partikel elementer (proton, neutron, elektron, -kuanta, meson, dll), yang unsur utamanya adalah zat yang berpendar di bawah pengaruh partikel bermuatan (sintilator) dan tabung fotomultiplier (PMT) ).

Penerapan penghitung, kelebihan dan kekurangannya Keuntungan penghitung kilau: efisiensi tinggi dalam registrasi berbagai partikel; pertunjukan; kemampuan untuk memproduksi sintilator dengan berbagai ukuran dan konfigurasi; keandalan yang tinggi dan biaya yang relatif rendah. Karena kualitas ini, penghitung sintilasi banyak digunakan dalam fisika nuklir (misalnya, untuk mengukur masa tereksitasi inti atom, mengukur penampang fisi, mencatat fragmen fisi dengan penghitung sintilasi gas), fisika partikel elementer, dan sinar kosmik (untuk misalnya, deteksi eksperimental neutrino), dalam industri ( deteksi cacat, pemantauan radiasi), dosimetri (pengukuran fluks radiasi yang dipancarkan manusia dan organisme hidup lainnya), radiometri, geologi, kedokteran, dll. : sensitivitas rendah terhadap partikel berenergi rendah (1 keV), resolusi energi rendah.

ruang Wilson

Ruang awan (juga dikenal sebagai ruang kabut) adalah salah satu instrumen pertama dalam sejarah yang merekam jejak (jejak) partikel bermuatan. Diciptakan oleh fisikawan Skotlandia Charles Wilson antara tahun 1910 dan 1912. Prinsip pengoperasian kamera menggunakan fenomena kondensasi uap jenuh: ketika pusat kondensasi muncul di media uap jenuh (khususnya, ion yang menyertai jejak partikel bermuatan cepat), tetesan kecil cairan akan terbentuk di atasnya. Tetesan ini mencapai ukuran yang signifikan dan dapat difoto. Sumber partikel yang diteliti dapat ditemukan di dalam ruangan atau di luarnya (dalam hal ini, partikel terbang melalui jendela yang transparan).

Prinsip pengoperasian kamera menggunakan fenomena kondensasi uap jenuh: ketika pusat kondensasi muncul di media uap (khususnya, ion yang menyertai jejak partikel bermuatan cepat), tetesan kecil cairan akan terbentuk di atasnya. Tetesan ini mencapai ukuran yang signifikan dan dapat difoto. Sumber partikel yang diteliti dapat ditemukan di dalam ruangan atau di luarnya (dalam hal ini, partikel terbang melalui jendela yang transparan). Untuk mempelajari karakteristik kuantitatif partikel (misalnya massa dan kecepatan), kamera ditempatkan dalam medan magnet yang membengkokkan lintasan. ruang Wilson. Sebuah wadah dengan tutup kaca dan piston di bagian bawah diisi dengan uap jenuh air, alkohol atau eter. Ketika piston diturunkan, akibat pemuaian adiabatik, uap menjadi dingin dan menjadi jenuh. Partikel bermuatan yang melewati ruangan meninggalkan rantai ion di sepanjang jalurnya. Uap mengembun pada ion-ion, membuat jejak partikel terlihat.

Tampilan umum ruang awan

Ruang gelembung

Ruang gelembung merupakan pendeteksi jejak partikel bermuatan elementer, dimana jejak (jejak) suatu partikel dibentuk oleh rantai gelembung uap sepanjang lintasan pergerakannya, yaitu. Tindakan detektor didasarkan pada pendidihan cairan super panas di sepanjang lintasan partikel. Diciptakan oleh A. Glaser pada tahun 1952 (Hadiah Nobel 1960) Prinsip pengoperasian ruang gelembung mengingatkan pada prinsip ruang Wilson. Yang terakhir ini menggunakan sifat uap jenuh untuk mengembun menjadi tetesan kecil di sepanjang lintasan partikel bermuatan. Ruang gelembung menggunakan sifat cairan super panas murni untuk mendidih (membentuk gelembung uap) di sepanjang jalur partikel bermuatan. Cairan super panas adalah cairan yang telah dipanaskan hingga suhu di atas titik didihnya pada kondisi tertentu. Mendidihnya cairan tersebut terjadi ketika pusat penguapan, misalnya ion, muncul. Jadi, jika di ruang awan partikel bermuatan memulai transformasi uap menjadi cairan sepanjang jalurnya, maka di ruang gelembung, sebaliknya, partikel bermuatan menyebabkan transformasi cairan menjadi uap.

Diagram ruang gelembung hidrogen: badan ruang diisi dengan hidrogen cair (); pemuaian dilakukan dengan menggunakan piston P; Penerangan transmisi ruangan dilakukan oleh sumber cahaya berdenyut L melalui lubang intip kaca I dan kapasitor K; cahaya yang dihamburkan oleh gelembung direkam menggunakan lensa fotografi dan film fotografi dan.

Foto beberapa proses transformasi partikel elementer, diambil dengan menggunakan kamera gelembung.

Metode fotoemulsi lapisan tebal.

Untuk mendeteksi partikel, bersama dengan ruang awan dan ruang gelembung, emulsi fotografi lapisan tebal digunakan. Efek pengionan partikel bermuatan cepat pada emulsi pelat fotografi. Emulsi fotografi mengandung sejumlah besar kristal mikroskopis perak bromida. Metode fotoemulsi dikembangkan oleh fisikawan Soviet L.V. Mysovsky dan A.P. Zhdanov pada tahun 1958. Partikel bermuatan cepat, menembus kristal, menghilangkan elektron dari atom bromin individu. Rantai kristal tersebut membentuk gambar laten. Ketika perak metalik muncul di kristal ini, rantai butiran perak membentuk jalur partikel. Panjang dan ketebalan lintasan dapat digunakan untuk memperkirakan energi dan massa partikel. Karena kepadatan emulsi fotografi yang tinggi, jejaknya menjadi sangat pendek, namun saat memotretnya dapat diperbesar. Keuntungan dari emulsi fotografi adalah waktu pemaparan dapat sepanjang yang diinginkan. Hal ini memungkinkan untuk merekam peristiwa langka. Penting juga bahwa karena daya henti fotoemulsi yang tinggi, jumlah reaksi menarik yang diamati antara partikel dan inti meningkat.

Skema metode emulsi film tebal

Jejak partikel dalam emulsi film tebal.

ABSTRAK

" Penghitung Geiger–Muller"

Prinsip operasi

a) Rangkaian counter dan switching. Pencacah Geiger–Muller, bersama dengan pencacah sintilasi, dalam banyak kasus digunakan untuk menghitung partikel pengion dan, yang terpenting, partikel dan elektron sekunder yang dihasilkan di bawah pengaruh sinar. Penghitung ini biasanya terdiri dari katoda silinder, di dalamnya kawat tipis direntangkan sepanjang sumbu geometrisnya pada isolator, yang berfungsi sebagai anoda. Tekanan gas di dalam tabung biasanya berada pada urutan 1 Z10 ATM.

Diagram skematik untuk menyalakan penghitung ditunjukkan pada Gambar. Tegangan disuplai ke meteran kamu, yang untuk counter yang paling umum digunakan mencapai 1000 V; hambatan dihubungkan secara seri dengan penghitung R. Penurunan tegangan yang menyebabkan R ketika arus melewati meteran, dapat ditentukan dengan alat ukur yang sesuai. Penguat paling sering digunakan untuk tujuan ini; untuk eksperimen sederhana, elektrometer string juga dapat digunakan. Kapasitas ditunjukkan dengan garis putus-putus DENGAN mewakili kapasitansi total rangkaian yang dihubungkan secara paralel dengan resistansi R. Penting untuk memperhatikan fakta bahwa selalu ada tegangan negatif pada silinder, karena jika kutub tidak dihubungkan dengan benar, meteran dapat menjadi tidak dapat digunakan.

b) Mekanisme pelepasan. Tindakan rangkaian yang dijelaskan sangat bergantung pada nilai tegangan kamu. Pada tegangan yang sangat rendah, ion-ion yang terbentuk dalam gas antara katoda dan anoda di bawah pengaruh partikel bermuatan bergerak menuju elektroda dengan sangat lambat sehingga beberapa di antaranya dapat bergabung kembali sebelum mencapai elektroda. Namun pada tegangan yang lebih tinggi dari tegangan saturasi kamu 5, semua ion mencapai elektroda, dan jika konstanta waktu rangkaian jauh lebih besar daripada waktu pengumpulan ion, maka karena hambatan R, pulsa tegangan terjadi sama dengan AU= = tidak/S, yang menurun seiring waktu, seperti

/>. Di kawasan ini terbentang dari kamu$ untuk ketegangan kamupt, penghitung bertindak seperti ruang ionisasi biasa.

Di bawah ketegangan kamupi kekuatan medan di sekitar anoda menjadi sangat tinggi sehingga jumlah ion primer yang dihasilkan oleh partikel pengion meningkat karena dampak ionisasi. Alih-alih H elektron primer tiba di anoda hal elektron. Faktor Perolehan Gas A, meningkat dengan meningkatnya tegangan, di “wilayah proporsional” antara kamuhal Dan Ke atas1 tidak bergantung pada ionisasi primer; oleh karena itu, jumlah pulsa tegangan yang timbul, misalnya, pada resistansi A di bawah pengaruh partikel b yang terionisasi kuat dan satu partikel b cepat, akan berhubungan satu sama lain sebagai ionisasi primer kedua partikel. Di bawah ketegangan kamuSY memperoleh A= Saya, dan pada batas atas area ini bisa mencapai nilai 1000 atau lebih. Pada tegangan lebih tinggi kamuR, memperoleh A tidak lagi bergantung pada ionisasi primer, sehingga pulsa yang timbul dari partikel pengion lemah dan kuat semakin seimbang. Pada jelekaku– tegangan ambang batas, “counter dataran tinggi” atau “wilayah Geiger” - semua pulsa memiliki besaran yang hampir sama, terlepas dari ionisasi primer. Pada tegangan yang lebih tinggi dari tegangan yang tidak didefinisikan dengan jelas jelek2 , sejumlah besar pulsa palsu muncul, yang akhirnya berubah menjadi pelepasan terus menerus.

HALAMAN_BREAK--

Diagram skema pengaktifan penghitung

Karakteristik amplitudo meteran tergantung pada tegangan

Penghitung yang dijelaskan di bawah ini beroperasi di wilayah Geiger antara jelek1 Dan jelek2 .

Proses pembuangan yang sangat kompleks di wilayah dataran tinggi dapat digambarkan kurang lebih sebagai berikut. Elektron yang dihasilkan selama ionisasi primer menciptakan awan ion padat di sekitar anoda sebagai akibat dari aksi gabungan ionisasi tumbukan dan fotoionisasi oleh kuanta sinar ultraviolet. Karena kecepatan pergerakannya yang tinggi, elektron bebas yang muncul di awan ini mencapai anoda dalam waktu yang sangat singkat, sedangkan pada penguatan gas 1000, elektron positif yang lebih lambat masih menjauh dari tempat asalnya. Karena muatan ruang positif muncul langsung di sekitar kawat, kuat medan di sana sebesar 10 ~6 detik atau kurang berkurang sedemikian rupa sehingga dampak ionisasi menjadi tidak mungkin, dan longsoran elektron segera berakhir. Namun, selama IO-4 detik ion positif berpindah ke katoda dan biasanya membentuk elektron sekunder di sana ketika dinetralkan. Fotoelektron ini bergerak menuju anoda dan menyebabkan longsoran salju baru; Akibatnya, pelepasan muatan listrik yang tertunda atau pelepasan muatan korona yang berosilasi dapat terjadi. Munculnya ion bermuatan negatif atau keadaan atom metastabil juga dapat menyebabkan gangguan tersebut. Dipercayai bahwa penghitung partikel bermuatan memenuhi tujuannya hanya jika dimungkinkan untuk menekan pelepasan setelahnya. Untuk yang terakhir, perlu untuk mengurangi tegangan pada meteran untuk waktu yang cukup lama setelah pelepasan, atau untuk memilih gas yang sesuai untuk mengisi meteran.

c) Kepunahan debit. Tegangan pada meteran berkurang setiap kali dipicu oleh suatu jumlah

Jika resistensi kebocoran L cukup besar, maka jangkauannya sama dengan pae, terkuras sangat lambat sehingga tegangan kembali mencapai nilai ambang batas yang diperlukan untuk memicu pencacah hanya setelah semua ion positif hilang; Hanya setelah waktu mati ini penghitung dapat dianggap siap lagi untuk menghitung partikel berikutnya. Dari percobaan diketahui bahwa, misalnya,

Penghitung self-quenching yang menghasilkan pulsa pelepasan yang hanya berlangsung beberapa sepersepuluh ribu detik , diperoleh dengan mengisi meteran dengan gas poliatomik, seperti metana, atau dengan menambahkan gas tersebut ke gas mulia, jika gas mulia tersebut dimasukkan ke dalam meteran. Gas-gas ini rupanya memperoleh energi dari interferensi ion atau atom gas mulia yang bermetastabil pada saat disosiasi; oleh karena itu, secara praktis tidak ada elektron baru yang muncul dan tidak terjadi gangguan pelepasan setelahnya. Karena gas quenching secara bertahap terurai terutama karena disosiasi, tabung penghitungan tersebut menjadi tidak dapat digunakan setelah pelepasan IO7–IO9.

d) Karakteristik meteran. Untuk memeriksa kualitas penghitung, temukan kuantitasnya N pulsa tegangan yang timbul pada resistansi R dengan penyinaran meter yang konstan tergantung pada tegangan pada meteran kamu. Hasilnya, karakteristik meter diperoleh dalam bentuk kurva yang ditunjukkan pada Gambar. Tegangan kamu", di mana pulsa pertama mulai diamati tergantung pada tegangan ambang batas alat pengukur yang digunakan, yang dalam banyak kasus adalah beberapa persepuluh volt. Segera setelah tinggi pulsa melebihi nilai ambang batas, itu akan dihitung, dan dengan peningkatan tegangan lebih lanjut N harus tetap konstan seiring meningkatnya tegangan hingga akhir wilayah Geiger. Tentu saja hal ini tidak berjalan sempurna; sebaliknya, sebagai akibat dari munculnya pelepasan-pelepasan palsu tertentu, dataran tinggi tersebut memiliki kenaikan yang kurang lebih mulus. Dalam meter yang beroperasi di wilayah proporsional, dimungkinkan untuk memperoleh karakteristik dataran tinggi yang hampir horizontal.

Persyaratan berikut ini berlaku untuk penghitung yang baik: dataran tinggi harus sepanjang dan sedatar mungkin, yaitu jika luas antara jelek, Dan jelek2 harus sama dengan paling sedikit 100 V, maka peningkatan jumlah pulsa tidak boleh lebih dari beberapa persen untuk setiap 100 V ketegangan; karakteristiknya harus tidak berubah untuk waktu yang lama dan dalam kisaran yang cukup, tidak bergantung pada suhu; Sensitivitas partikel harus hampir 100%, mis. Setiap partikel tandingan yang melewati ruang sensitif harus didaftarkan. Diinginkan bahwa meteran memiliki tegangan ambang rendah dan menghasilkan pulsa tegangan besar. Di bawah ini kita akan membahas secara rinci sejauh mana kualitas pencacah ini bergantung pada pengisi, jenis dan bentuk elektroda, serta rangkaian peralihan pencacah.

Kelanjutan
--PAGE_BREAK--

B) Pembuatan meteran

a) Ketentuan umum. Diperlukan kehati-hatian dan kebersihan yang tinggi dalam pembuatan meteran; misalnya, bintik kecil debu, atau pecahan elektroda, atau sejumlah kecil gas asing, seperti uap air, sudah dapat menyebabkan meteran tidak dapat digunakan. Namun meskipun persyaratan ini terpenuhi, tidak semua penghitung berhasil, sehingga bergantung pada berbagai keadaan, penghitungan partikel dapat terjadi dengan kesalahan yang lebih besar atau lebih kecil. Peran penting dalam pembuatan meteran dimainkan oleh tidak adanya debu dan pembersihan elektroda secara menyeluruh. Dan tabung kaca untuk minyak Dan kontaminan lainnya dan teknologi vakum yang baik. Agar tabung memiliki masa pakai yang lama, gas pengisi harus selalu dijaga kebersihannya. Untuk tujuan ini, yang terbaik adalah menggunakan tabung kaca dengan elektroda menyatu, yang dapat dianil lebih baik dalam ruang hampa. Karena terkadang tidak mungkin menghindari sambungan lem, paling tidak perlu menggunakan perekat dengan tekanan uap rendah Dan kelarutan yang tidak signifikan dalam gas organik yang ditambahkan ke gas pengisi untuk memadamkan pelepasan.

Pencacah yang dijelaskan di bawah ini, pada tegangan yang sesuai, dapat beroperasi sebagai pencacah proporsional jika penguat linier dengan penguatan yang cukup tinggi dihubungkan antara tabung pencacah dan alat pencacah.

b) Pengisian gas. 1) Tekanan gas. Ionisasi spesifik rata-rata oleh elektron cepat untuk sebagian besar gas adalah sekitar 20 hingga 100 pasangan ion per cm jarak tempuh pada tekanan atmosfer; itu berbanding terbalik dengan tekanan. Agar elektron tersebut mempunyai panjang lintasan kira-kira 2 cm mungkin membentuk setidaknya satu pasang ion di counter Dan dengan demikian akan memicu sinyal di meteran, diperlukan tekanan minimum sekitar 50 mm rt. Seni. Batas tekanan atas paling sering ditetapkan pada level ini; pada tekanan yang lebih tinggi, tegangan operasi pada meteran harus disetel terlalu tinggi.

2) Meteran yang tidak dapat padam sendiri. Dalam meteran yang tidak dapat padam sendiri, dengan memilih gas yang sesuai untuk mengisinya dan parameter rangkaian yang sesuai, waktu mati dapat diturunkan ke nilai kurang dari 10-4 detik. Pengisi yang berhasil adalah gas mulia, yang tentu saja tidak harus murni murni; Lebih baik menambahkan sejumlah gas lain ke dalamnya untuk menghilangkan keadaan metastabil atom gas mulia yang muncul setelah pelepasan.

Ionisasi spesifik helium sangat kecil, sehingga harus digunakan pada tekanan minimal 200 mm rt. Seni.; helium dapat digunakan hingga tekanan atmosfer; oleh karena itu cocok untuk counter dengan jendela yang sangat tipis. Tegangan operasi bahkan pada tekanan atmosfer adalah sekitar 1100 V. Gas yang paling cocok adalah argon dan neon, yang mempunyai ionisasi spesifik tinggi dan tegangan operasi relatif rendah. Penambahan hidrogen hingga 10% telah terbukti sangat berhasil, dan sejumlah kecil uap merkuri dapat menghilangkan keadaan metastabil; namun penambahan oksigen sebaiknya dihindari karena bahaya terbentuknya ion negatif pada katoda. Jika karbon dioksida digunakan sebagai pengisi, pembentukan ion negatif dapat dihindari dengan menambahkan CS2 ke dalamnya. Ion negatif muncul dalam jumlah besar di udara, sehingga tidak cocok untuk mengisi meteran. Semua gas harus dikeringkan secara menyeluruh, karena ion negatif mudah terbentuk dalam uap air. Uap organik juga harus dihindari; hal ini dapat terjadi, misalnya saat menggunakan lem.

Argon dengan penambahan beberapa persen CO2 dan, khususnya, metana murni, yang pada tekanan atmosfer secara perlahan dan terus menerus mengalir dari silinder baja melalui katup pengurang tekanan ke dalam tabung meteran yang diisolasi dari udara, digunakan sebagai gas pengisi secara proporsional meter.

3) Meteran pemadam diri. Untuk penghitung self-quenching, waktu mati biasanya beberapa per sepuluh ribu detik. Untuk menghasilkan meteran pemadam otomatis berkualitas tinggi, pengisi dan gas pendinginan harus sangat bersih, karena kontaminasi kecil sekalipun dapat mengganggu proses pendinginan.

Paling sering, campuran argon dan 5–10% etil alkohol digunakan sebagai pengisi pada tekanan total sekitar 100 mm rt. Seni. Semakin tinggi kandungan alkoholnya, semakin tidak mulus dataran tinggi meterannya. Jejak uap air atau udara, serta sedikit polusi nitrogen, menyebabkan kerusakan pada dataran tinggi. Dengan adanya uap alkohol, karena disosiasinya di bawah pengaruh pelepasan, dataran tinggi meter memburuk seiring waktu, dan tegangan operasi meningkat. Penghitung yang bagus V dalam tabung kaca yang menyatu, setelah pelepasan IO8–10", tabung tersebut gagal dan harus diisi ulang. Meteran yang dibuat menggunakan lem organik bahkan kurang stabil. Karena meteran tersebut tidak dapat dikalsinasi, meninggalkannya pada pompa vakum, debit dilewatkan melalui tabung tersebut selama 1 -2 hari; mula-mula hanya diisi dengan uap alkohol sehingga permukaan lemnya jenuh dengan alkohol. Baru pada hari-hari berikutnya benar-benar diisi dengan gas.

Selain alkohol, sejumlah gas atau uap organik lainnya juga dapat digunakan sebagai pengotor pemadam, misalnya metilal 2), format-etil eter, metana, xilena, karbon tetraklorida, eter sulfat, etilen, dll. Masa pakai meteran, tergantung pada sifat uap yang termasuk dalam pengisi, berkisar dari pelepasan 10" hingga IO9. Metana juga dapat digunakan sebagai pengisi meteran independen.

Dengan diameter kawat anoda 0,1, tekanan gas adalah 50 hingga 120 mm rt. Seni. tegangan ambang batas berkisar antara 800 dan 12U0 V, jika meteran menggunakan uap zat organik sebagai pemadam.

Dari gas diatomik, hanya halogen yang dapat digunakan sebagai bahan tambahan pendingin untuk gas mulia; bahan tambahan ini seharusnya hanya seperseribu, karena jika tidak, ion negatif akan terbentuk, mengganggu proses pendinginan. Karena molekul halogen tidak terurai, masa pakai penghitung tidak terbatas dalam hal ini. Menurut Libzon dan Friedman, neon sangat cocok untuk mengisi counter, yang ditambahkan ke dalam campuran empat bagian argon dengan satu bagian klorin dalam jumlah 0,1–1%. Dengan tekanan total 200 hingga 500 mm rt. Seni. Tegangan operasi berkisar antara 250 hingga 600 V. Argon dengan penambahan seperseribu bromin atau neop dengan klorin juga memberikan tegangan ambang batas yang rendah; Namun, kondisi stabil dalam kasus ini kurang baik.

Kelanjutan
--PAGE_BREAK--

c) Katoda. Tembaga adalah bahan yang paling cocok untuk katoda; selain itu, grafit, perak, emas dan platinum dapat digunakan; Mereka digunakan, khususnya, pada penghitung kaca dalam bentuk lapisan tipis. Baja tahan karat dan kuningan juga bisa digunakan. Tabung logam dipoles dengan baik di bagian dalam dan dibersihkan secara menyeluruh dengan alkohol atau aseton sebelum pemasangan. Logam yang dihidupkan mesin bubut atau tanah menunjukkan emisi elektron spontan segera setelah pemrosesan, yang secara bertahap menghilang. Oleh karena itu, disarankan untuk memanaskan katoda yang diproses secara mekanis sebelum memasang meteran atau membiarkannya di udara selama 24 jam.

Untuk pembersihan katoda tembaga yang andal, khususnya pada meteran non-self-quenching, digunakan campuran 50% asam nitrat dan 90% asam sulfat, yang diencerkan dengan 5-10 bagian air. Setelah pengolahan dengan komposisi ini, katoda dicuci 5-10 kali dengan air, dan terakhir dengan air suling; kemudian panaskan tabung selama kurang lebih 2 jam dalam ruang hampa tinggi pada suhu 350–400 °C. Jika bahan pengisi mengandung campuran hidrogen, maka katoda tembaga direduksi menjadi hidrogen; jika oksigen merupakan komponen konstan pengisi, maka katoda yang dibersihkan, setelah pemanasan intensif di udara atau oksigen, ditutupi dengan lapisan tipis oksida. Disarankan juga untuk memanaskannya dalam suasana nitrogen oksida sampai terbentuk lapisan film berwarna ungu tua.

Beberapa logam, seperti aluminium dan timbal, terkadang sulit digunakan sebagai bahan katoda. Namun jika tetap harus digunakan, maka bagian dalam tabung ditutup dengan aquadag atau lapisan tipis tembaga, diendapkan dengan cara penguapan dalam ruang hampa. Jika perlu menyolder sumbat kuningan ke dalam tabung aluminium, maka ujung tabung dilapisi dengan tembaga.

Sensitivitas optimal penghitung untuk mempelajari jarum sinar-X dicapai dengan membuat ketebalan dinding katoda kira-kira sama dengan panjang jalur elektron sekunder dalam bahan tertentu. Sensitivitas penghitung radiasi, mis. proporsi kuanta yang dihitung oleh pencacah sehubungan dengan semua kuanta yang masuk ke pencacah bergantung pada bahan katoda dan energi radiasi. Sensitivitas katoda aluminium menurun dari 2% pada energi 10 kee menjadi sekitar 0,05% pada 100 energi kee dan kemudian meningkat lagi sebesar 1,5% pada 2,6 Aiae. Sensitivitas meter tembaga atau kuningan sebesar 10 kab dan 2,6 Mav kurang lebih sama; minimumnya terletak antara 200 dan 300 kee dan sekitar 0,1%. Katoda yang terbuat dari logam berat, seperti timah atau emas, memiliki sensitivitas yang menurun secara tidak merata dari 3–4% pada 10 kee menjadi sekitar 0,8% pada 600 kee, dan kemudian meningkat lagi menjadi 2% pada 2,6 Mav Anoda. Yang terbaik adalah menggunakan kawat tungsten dengan diameter yang sama sepanjang panjangnya sebagai anoda. Anda juga dapat berhasil menggunakan kabel yang terbuat dari logam lain, seperti kovar, baja tahan karat, dan baja biasa. Karena tegangan operasi meningkat seiring bertambahnya diameter kawat, maka perlu menggunakan kawat setipis mungkin: batas bawah diameter adalah sekitar 0,08 mm; dengan diameter lebih besar dari 0,3 mm, tidak ada lagi dataran tinggi yang baik.

Untuk menyatukan kawat ke dalam dinding kaca meteran atau ke dalam isolator kaca, bagian kawat yang sesuai dengan ketebalan 0,5–1 dilas ke kedua ujung kawat dengan pengelasan titik. mm untuk melebur menjadi kaca. Sebelum pemasangan di meteran, kawat harus dibersihkan secara menyeluruh; Dalam situasi apa pun Anda tidak boleh menyentuh kawat dengan jari Anda. Lebih baik mengkalsinasi semuanya dalam ruang hampa tinggi atau dalam atmosfer hidrogen. Jika desain meteran sedemikian rupa sehingga kedua ujung kawat menonjol keluar, maka kawat tersebut dikalsinasi segera sebelum meteran diisi dengan gas. Untuk memperoleh panjang efektif anoda tertentu, kedua ujung kawat ditutup dengan kapiler kaca tipis atau pin logam yang sedikit menonjol ke dalam katoda; kawat dapat dibatasi panjangnya menggunakan manik-manik kaca atau batang kaca yang menyatu.

Dalam pencacah proporsional, untuk mencegah pelepasan kecil ke arah anoda di sepanjang permukaan isolator, disarankan untuk mengelilingi masukan anoda dengan cincin pelindung, yang potensialnya konstan dan kira-kira sama dengan potensial anoda.

Penghitung kaca

e) Bentuk meter. Di bawah ini adalah petunjuk untuk membuat counter sendiri.

1) Dimensi. Penghitung bisa sangat berbeda dalam bentuk dan ukuran, hal ini disebabkan oleh beragamnya kegunaannya. Dalam kebanyakan kasus, meter dengan diameter katoda antara 5 dan 25 digunakan. mm dan kabel anoda dengan panjang 2 hingga 20 Cjh; Saat mempelajari, misalnya, sinar kosmik, penghitung yang lebih panjang digunakan. Secara umum, panjang penghitung harus berkali-kali lipat lebih besar dari diameternya. Karena waktu mati pencacah meningkat kira-kira sebanding dengan kuadrat diameter katoda, lebih baik menggunakan beberapa pencacah berdiameter kecil yang dihubungkan secara paralel daripada satu pencacah berdiameter besar; misalnya, bukan penghitung satu meter dengan diameter 3 cm Anda dapat menggunakan kompleks tujuh penghitung, masing-masing berdiameter 1 cm, yang menyatu menjadi satu tabung kaca dan memiliki pengisian gas yang sama. Pada meteran self-quenching yang sangat panjang, waktu mati yang lebih pendek dapat diperoleh jika kawat anoda dibagi menjadi beberapa bagian dengan menggabungkan manik-manik kaca kecil dengan diameter kira-kira 0,5 mm.

Masuk ke meteran logam dengan sumbat logam yang disolder, isolator kaca, dan dasar logam.

meteran cair

2) Penghitung kaca. Penghitung kaca paling sederhana ditunjukkan pada Gambar. Katoda adalah tabung logam atau karbon berdinding tipis yang menyatu ke dalam tabung kaca, dengan ujung membulat atau sedikit melengkung ke luar; Anda juga dapat menyimpan lapisan tipis logam pada dinding bagian dalam tabung kaca menggunakan penguapan vakum atau pengendapan kimia. Khususnya, lapisan grafit tipis, yang diperoleh dengan mengaplikasikan lapisan aquadag, juga cocok untuk tujuan ini. Sebelum mengaplikasikan lapisan logam atau grafit, tabung kaca harus dibersihkan secara menyeluruh menggunakan larutan kalium dikromat dalam asam sulfat atau pembersih serupa lainnya, karena lapisan tersebut harus menempel dengan baik pada kaca; jika tidak, jika film kecil terpisah dari lapisannya, penghitung akan segera menjadi tidak dapat digunakan. Sambungan ke katoda dibuat dalam bentuk kawat tipis yang dilebur menjadi tabung kaca. Untuk tabung gelas soda lunak dengan ketebalan dinding kurang dari 0,8 mm lapisan grafit dapat diaplikasikan pada bagian luar tabung kaca: konduktivitas lapisan tipis kaca cukup untuk memungkinkan arus melewati dinding.

Counter dengan bagian bawah mika tipis

Karena sebagian besar katoda, yang sudah berada di bawah pengaruh cahaya tampak, memancarkan sejumlah kecil fotoelektron yang menggerakkan penghitung, maka penghitung dengan layar perlu dilindungi dengan hati-hati dari aksi sinar cahaya selama pengukuran. Yang terbaik adalah melapisi penutup kaca dengan pernis atau ceresin yang kedap cahaya dan memiliki insulasi yang baik, yang ditambahkan pewarna buram yang larut dalam lemak. .

Kelanjutan
--PAGE_BREAK--

3) Penghitung logam. Cara paling sederhana adalah dengan membuat penghitung dari tabung logam, kedua ujungnya ditutup dengan isolator yang direkatkan dengan picein atau, jika akan beroperasi pada suhu tinggi, dengan araldite. Pin kuningan yang dibor sepanjang dengan ketebalan 3 sampai 4 dipasang pada isolator di tengahnya mm dengan tepi membulat, menonjol beberapa mm di dalam tabung. Kawat anoda ditarik melalui lubang di pin dan disolder di ujung luarnya. Selain itu, tabung kaca tipis dipasang di salah satu isolator untuk memompa dan mengisi meteran. Ebonit dengan mudah melepaskan gas, yang dengan cepat membuat meteran tidak dapat digunakan; oleh karena itu, isolator tersebut hanya boleh digunakan di itu kasus dimana masa pakai meteran tidak penting. Lebih baik menggunakan kaca plexiglass, Trollitul dan bahan serupa; namun, bahan yang lebih cocok untuk isolator adalah bahan kaca atau keramik seperti porselen, batu sabun, dll. Untuk isolator kaca, penggunaan lem dapat dihindari dengan menggunakan tabung kaca yang dilebur dengan tabung logam. Tabung kaca ini dapat disolder dengan ujung logamnya ke dalam sumbat kuningan yang mengakhiri meteran logam. Kawat anoda dilebur dengan cara yang sama seperti pada tabung kaca. Pada Gambar. Selain itu, dasar logam ditampilkan terpasang pada meteran, dengan pin steker untuk sambungan ke kabel berpelindung yang mengarah ke amplifier. Isolator keramik dapat dilapisi dengan tembaga di sekeliling tepinya dan disolder ke katoda logam.

4) Penghitung partikel berdinding tipis. Karena kemampuan penetrasi partikel yang tidak signifikan milik mereka penelitian memerlukan penghitung berdinding sangat tipis. b-partikel dengan energi 0,7 Mavtidak lagi ditendang menembus kaca atau ketebalan aluminium 1 mmatau melalui tembaga tebal 0,3 mm. Dengan diameter tabung dari 10 sebelum 15 mmlagi penghitung kaca dapat dipompa keluar Dan aluminium , jika ketebalan dinding sangat seragam. Tabung aluminium tipis paling baik dibuat dari duralumin, sedangkan flensa tebal dapat diperkuat di ujung tabung untuk meningkatkan stabilitas. Jika pengisi gas mengandung halogen, maka disarankan untuk memasukkan spiral kawat baja tahan karat hampir dekat dengan dindingnya sebagai katoda ke dalam tabung kaca berdinding tipis; spiral harus memiliki nada yang sama dengan beberapa mm, dan terdiri dari tiga kabel paralel.

Meteran untuk mempelajari zat cair ditunjukkan pada Gambar. Tabung kaca berdinding tipis menyatu dengan tabung kaca luar meteran sehingga cairan dapat dimasukkan ke dalam ruang sela sempit di antara tabung. Dalam hal ini, cairan harus mengisi ruang ini hingga ujung atas tabung meteran . Untuk meningkatkan efisiensi penghitungan elektron berenergi rendah, diperlukan jendela yang sangat tipis pada tabung penghitung, misalnya dari selembar mika, seperti ditunjukkan pada Gambar. Mika foil diletakkan pada flensa yang dipanaskan, dilumasi secara merata dengan lem, dipasang pada ujung tabung meteran, dan ditekan dengan cincin logam panas, juga dilumasi dengan lem. Jendela mika dengan diameter 20 hingga 25 mm stabil pada ketebalan sekitar 2 hingga 3 mg/cm2 , itu. dibulatkan 0,01 mm. Ketebalan kawat 0,2 mm dipasang dalam meteran hanya pada salah satu ujungnya; tepat di belakang jendela diakhiri dengan manik kaca dengan diameter 1–2 mm.

Jendela kaca bisa dibuat dengan ketebalan 10 sampai 15 mg\cmG. Untuk tujuan ini, tabung kaca dipanaskan dari ujung yang menyatu sepanjang 1–2 cm sampai hampir melunak sepenuhnya; kemudian ujung lelehnya dipanaskan dengan sangat kuat dan udara ditarik ke dalam tabung secepat mungkin sehingga berbentuk seperti yang ditunjukkan pada Gambar. Bagian dalam tabung menyatu dengan dinding luar; kemudian tabung tersebut putus kira-kira di tempat yang ditunjukkan pada gambar dengan garis putus-putus, dan ujung tabung meleleh.

Membuat jendela kaca tipis

B) Amplifier untuk meter

a) Sirkuit masukan. Untuk mencatat dan menghitung jumlah pulsa tegangan yang muncul pada resistansi R counter, sejumlah besar skema telah dikembangkan, yang hanya beberapa skema paling sederhana yang akan dijelaskan di sini.

Dalam pencacah self-quenching, pulsa disuplai ke rangkaian pengukuran baik secara langsung atau melalui pra-penguat, yang dalam kasus paling sederhana terdiri dari satu pentoda atau dua trioda dengan kopling resistif-kapasitif antar tahapan. Pulsa yang masuk ke rangkaian diubah menjadi pulsa dengan ukuran dan bentuk yang sama. Untuk tujuan ini, misalnya, thyratron dapat digunakan dalam rangkaian pemicu yang didalamnya terdapat kapasitor barat laut dibuang melalui thyratron segera setelah tegangan jaringan di bawah pengaruh pulsa positif melebihi tegangan pemblokiran. Tegangan pemblokiran negatif biasanya kira-kira 5% dari tegangan anoda; Untuk memastikan pendinginan yang andal, tegangan jaringan diatur 5–10 kali lebih rendah dari tegangan pemutusan thyratron. Tiratron yang diisi helium mempunyai waktu respons sekitar 10 ~ 5 detik, dan yang diisi argon membutuhkan waktu sedikit lebih lama.

Kelanjutan
--PAGE_BREAK--

Thyratron sangat mahal, jadi dalam banyak kasus, terutama ketika resolusi tinggi diperlukan, pemicu pada tabung vakum digunakan. Contohnya

perangkat ditunjukkan pada Gambar. Kedua trioda memiliki hambatan yang sama di rangkaian katoda; dalam keadaan stabil, arus mengalir melalui triode pertama , sedangkan triode kedua dikunci dengan tegangan jaringan negatif relatif terhadap katoda. Pulsa negatif dari penghitung, diperkuat oleh triode pertama, diterapkan dalam polaritas positif ke jaringan triode kedua dan membuka kunci lampu. Triode pertama, karena kopling katodik, terkunci dan tetap dalam keadaan ini sampai muatan positif pada kapasitansi di rangkaian jaringan kedua mengalir melalui resistansi kebocoran, sebagai akibatnya rangkaian kembali ke keadaan stabil. Hal ini terjadi untuk setiap pulsa terhitung yang nilainya melebihi nilai ambang batas sekitar 1 V; pada anoda trioda kedua terdapat pulsa persegi panjang negatif 50vi dengan durasi 100 µdetik berfungsi untuk mengontrol rangkaian konversi. Yang terbaik adalah menggunakan trioda ganda tipe 6SN71 sebagai tabung amplifikasi di sirkuit ini, namun, tentu saja, Anda dapat menggunakan trioda individual yang sesuai.

Sirkuit serupa, yang sekaligus berfungsi sebagai sirkuit redaman, ditunjukkan pada Gambar. Di sini, dalam kondisi tunak, arus mengalir melalui lampu kedua sementara lampu pertama ditutup.

Rangkaian multivibrator masukan

Pulsa dari counter melalui kapasitor dengan kapasitas 0,001 mkf dan 27 hal tiba di jaringan lampu kedua dan menyebabkan “rollover”, sehingga pulsa persegi panjang negatif kira-kira 270 V muncul di anoda lampu pertama, yang disuplai sebagai pulsa pemadaman ke filamen meter melalui kapasitor kopling , akibatnya tegangannya turun menjadi nol. Durasi pulsa persegi panjang dapat disesuaikan dalam kisaran 150–430 µdetik menggunakan resistansi variabel 5 Mama. Pulsa negatif untuk mengontrol rangkaian konversi selanjutnya dikeluarkan dari pembagi tegangan pada rangkaian anoda lampu pertama, sedangkan pulsa positif dari pembagi tegangan lampu kedua digunakan untuk mengontrol penghitung mekanis.

Rangkaian masukan sebagai rangkaian pemadaman

Menurut F. Droste, pada diagram yang ditunjukkan pada Gambar. anda juga dapat membuat rangkaian redaman jika katoda meteran tidak dibumikan, tetapi dihubungkan ke anoda lampu masukan; dengan cara ini diperoleh pulsa redaman minimal 200 V.

b) Sirkuit konversi dan pencacah mekanis. Penghitung elektromekanis konvensional digunakan untuk menghitung pulsa. Namun, untuk mencocokkan resistansi kumparan penghitung dengan resistansi keluaran tabung akhir penguat, jumlah lilitan kumparan perlu ditambah sehingga resistansinya menjadi beberapa ribu. ohm Cara termudah untuk menggunakan meteran telepon untuk tujuan ini, di mana kumparan dengan jumlah lilitan yang relatif kecil diganti dengan kumparan dengan jumlah lilitan dari 5.000 hingga 10.000 meter, bersama dengan kapasitor dengan kapasitas 0,01 hingga 0,1, termasuk dalam rangkaian anoda thyratron atau lampu keluaran, yang dayanya cukup untuk mengoperasikan meteran. Pulsa positif dari pembagi tegangan pada rangkaian sebelumnya diumpankan ke tiratron, sedangkan terminal trioda atau heptoda juga dapat dikontrol oleh pulsa negatif jika arus diam lampu ini dipilih sedemikian rupa sehingga jangkar meter tertarik. saat istirahat dan dilepaskan ketika denyut nadi muncul.

Karena inersia penghitung mekanis yang relatif besar, kesalahan perhitungan yang signifikan terjadi bahkan pada kecepatan penghitungan sekitar 100 pulsa per menit.

Meter mekanis dengan inersia rendah hanya dapat diproduksi dengan biaya besar. Jauh lebih mudah untuk mencapai hasil yang dapat diandalkan jika Anda menyertakan sirkuit konversi di depan pencacah, yang mentransmisikan, katakanlah, hanya setiap detik pulsa ke pencacah mekanis. Jika Anda menyalakannya secara seri H rangkaian seperti itu, maka hanya setiap 2n pulsa yang akan sampai pada pencacah mekanis. Pada Gambar. Dua skema konversi yang banyak digunakan diberikan. Suatu rangkaian yang menggunakan prinsip multivibrator simetris, berbeda dengan rangkaian asimetris yang ditunjukkan pada Gambar. dua keadaan stabil dimana, sesuai keadaan, satu lampu ditutup sementara lampu lainnya menghantarkan arus. Dioda ganda disertakan dalam rangkaian untuk memutus pulsa positif. Katodanya berada pada potensi anoda lampu pemicu, sehingga filamen katoda yang dipanaskan dioda ini harus diberi daya dari sumber terpisah. Pulsa negatif diterapkan ke anoda hanya pada triode yang terjaga keamanannya. Potensi anoda dari trioda lain secara signifikan lebih rendah daripada potensi katoda dioda dan melewati kapasitor isolasi ke jaringan triode yang tidak terkunci. . Triode ini dimatikan, dan rangkaian masuk ke keadaan stabil kedua, yang tetap sampai pulsa penghitungan berikutnya tiba. Beberapa pemicu tersebut dihubungkan secara seri seperti yang ditunjukkan pada gambar. Pengaturan nol pada rangkaian perhitungan ulang dilakukan dengan memutus sebentar kunci yang ditunjukkan dalam diagram dengan kata "nol". Jadi, sebelum penghitungan dimulai, lampu pemicu kedua dibuka. Pada lampu neon G.L., terhubung ke anoda lampu pemicu pertama, tidak ada tegangan. Pada pulsa pertama, arus melewati lampu pertama pemicu pertama, lampu neon “1” menyala, tetapi pulsa positif yang timbul pada anoda kedua tidak diteruskan ke pemicu kedua. Dengan pulsa kedua, pemicu pertama kembali ke keadaan semula, lampu neon "1" padam, pulsa negatif pada anoda kedua menyebabkan pemicu kedua terbalik, dan lampu neon "2" menyala.

Mari kita tetapkan angka 1, 2, 4, 8, 16, dst. pada lampu neon pemicu yang berurutan. Maka jumlah total pulsa yang diterima pada input rangkaian penghitungan sel, sel terakhir yang mengontrol pencacah mekanis melalui lampu terakhir, akan sama dengan pembacaan pencacah ini dikalikan 2" ditambah angka yang ditunjukkan oleh lampu neon yang menyala. Jadi misalnya lampu pertama, keempat, dan kelima menyala, maka Anda perlu menambahkan angka 25.

Skema konversi

Sirkuit penghitungan sepuluh hari sederhana juga dapat dirakit dari lampu penghitungan khusus yang tersedia secara komersial, seperti ElT1dekatron, trachotron atau EZh10.

c) Indikator nilai rata-rata. Anda dapat memperoleh pembacaan yang sebanding dengan rata-rata jumlah pulsa yang dihitung per satuan waktu jika, misalnya, Anda mengukur arus anoda rata-rata tiratron dalam rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar. Inersia perangkat, yang diperlukan untuk mengurangi fluktuasi arus yang terkait dengan distribusi pulsa statistik, dapat diperoleh jika galvanometer dengan resistansi seri beberapa com bypass dengan kapasitor besar dengan resistansi isolasi setinggi mungkin. Perangkat ini dikalibrasi imp\mnt dengan membandingkan pembacaannya dengan pembacaan rangkaian konversi. Selain itu, sejumlah kapasitor disediakan CS, C4 dan resistensi RS dengan berbagai ukuran, yang dapat dinyalakan sesuai keinginan dengan menggunakan saklar. Dengan cara ini Anda dapat mengubah area tersebut

Kelanjutan
--PAGE_BREAK--

pengukuran dalam rentang yang luas. Jika tabung keluaran konvensional digunakan sebagai pengganti tiratron, maka arus diam anoda yang mengalir melalui galvanometer harus dikompensasi. Skema lain untuk menghitung jumlah rata-rata denyut per menit dapat ditemukan dalam literatur.

d) Stabilisasi tegangan. Untuk pengukuran yang akurat, tegangan pada meteran harus dijaga agar tetap konstan. Hal ini dilakukan, misalnya, dengan menstabilkan serangkaian lampu lucutan pijar kecil yang dihubungkan secara seri, sehingga hanya mengonsumsi sedikit arus. Penguat meteran sering kali bekerja dengan memuaskan juga pada tegangan yang tidak stabil; Namun, lebih baik menstabilkan tegangan anodanya.

D) Kesalahan statistik dan koreksinya

a) Kesalahan statistik. Kalau untuk waktu tertentu dihitung N pulsa, maka kesalahan statistik rata-rata dari hasil ini adalah ±Х ~N. Karena adanya sinar kosmik dan radioaktivitas di lingkungan, setiap penghitung, meskipun tidak ada sumber radiasi, menghasilkan latar belakang kecil. . Latar belakang ini dapat dikurangi secara signifikan dengan melindungi meteran di semua sisi dengan lapisan timah atau besi setebal beberapa sentimeter. Untuk setiap pengukuran, latar belakangnya harus ditentukan terlebih dahulu. Jika untuk waktu yang sama dengan adanya sumber radiasi dihitung N impuls, dan tanpa itu N pulsa, maka efek radiasinya adalah N– N pulsa, dan kesalahan statistik rata-rata dari nilai ini adalah

b) Koreksi untuk resolusi terbatas. Jika elemen paling inersia dari alat penghitung mempunyai waktu resolusi H detik dan tingkat penghitungan rata-rata adalah N"imp/detik, maka tingkat penghitungan rata-rata sebenarnya

Oleh karena itu, misalnya dengan nilai rata-rata N" = = 100 imp/detik dan waktu resolusi = 10~s detik kesalahan perhitungannya adalah 10% dari jumlah pulsa.

Diselesaikan oleh: Andrey Andreyenko

Gomel 2015

Pencacah Geiger-Muller - ditemukan pada tahun 1908 oleh G. Geiger, kemudian diperbaiki oleh W. Muller, yang mengimplementasikan beberapa jenis perangkat. Alat ini berisi ruang berisi gas, itulah sebabnya alat ini disebut juga detektor berisi gas.

Prinsip pengoperasian meteran Meteran adalah pelepasan gas dengan volume yang sangat tidak homogen

Medan listrik. Paling sering, meter dengan elektroda silinder yang terletak secara koaksial digunakan:

silinder luar adalah katoda dan benang berdiameter 0,1 mm yang direntangkan pada porosnya adalah anoda. Elektroda internal atau pengumpul (anoda) dipasang pada isolator. Elektroda ini biasanya terbuat dari tungsten, sehingga menghasilkan kawat berdiameter kecil yang kuat dan seragam. Elektroda lainnya (katoda) biasanya merupakan bagian dari cangkang meteran. Jika dinding tabung terbuat dari kaca, permukaan bagian dalamnya ditutupi dengan lapisan konduktif (tembaga, tungsten, nikrom, dll.). Elektroda ditempatkan dalam tangki tertutup rapat yang diisi dengan sejumlah gas (helium, argon, dll.) hingga tekanan beberapa sentimeter hingga puluhan sentimeter air raksa. Agar perpindahan muatan negatif dalam pencacah dapat dilakukan oleh elektron bebas, gas yang digunakan untuk mengisi pencacah harus memiliki koefisien pelekatan elektron yang cukup rendah (biasanya, ini adalah gas mulia). Untuk mendaftarkan partikel dengan jangkauan pendek (partikel α, elektron), sebuah jendela dibuat di tangki penghitung tempat partikel memasuki volume kerja.

a - ujung, b - silinder, c - berbentuk jarum, d - penghitung berjaket, d - bidang sejajar

Penghitung Geiger dibagi menjadi non-self-quenching dan self-quenching

Sirkuit penekan pelepasan eksternal.

Dalam meteran berisi gas, ion positif bergerak menuju katoda dan dinetralkan di dekatnya, melepaskan elektron dari logam. Elektron ekstra ini dapat menyebabkan pelepasan muatan listrik lainnya jika tidak diambil tindakan untuk mencegah dan memadamkannya. Pelepasan dalam meteran dipadamkan dengan dimasukkannya meteran resistansi ke dalam rangkaian anoda. Dengan adanya hambatan seperti itu, pelepasan muatan dalam meteran berhenti ketika tegangan antara anoda dan katoda berkurang karena pengumpulan elektron di anoda ke nilai yang kurang dari yang diperlukan untuk mempertahankan pelepasan. Kerugian signifikan dari skema ini adalah resolusi waktu yang rendah, sekitar 10−3 detik atau lebih.

Meteran pemadam diri.

Saat ini, meteran yang tidak dapat memadamkan sendiri sudah jarang digunakan, karena telah dikembangkan meteran yang dapat memadamkan sendiri dengan baik. Jelasnya, untuk menghentikan pelepasan dalam pencacah, perlu untuk menghilangkan penyebab yang mempertahankan pelepasan setelah partikel pengion melewati volume pencacah. Ada dua alasan seperti itu. Salah satunya adalah radiasi ultraviolet yang dihasilkan selama proses pelepasan. Foton radiasi ini memainkan peran ganda dalam proses pelepasan. Peran positif mereka dalam meteran pemadaman diri

Perambatan pelepasan di sepanjang filamen penghitung; peran negatifnya adalah pengusiran fotoelektron dari katoda, yang mengarah pada pemeliharaan pelepasan. Alasan lain munculnya elektron sekunder dari katoda adalah netralisasi ion positif di katoda. Dalam penghitung yang beroperasi secara normal, pelepasan muatan harus dihentikan pada saat longsoran salju pertama. Metode paling umum untuk memadamkan debit dengan cepat adalah dengan menambahkan gas lain yang mampu memadamkan debit ke gas utama yang mengisi meteran. Meteran dengan pengisian seperti itu disebut pemadaman sendiri.

Penghitung Geiger pelepasan gas

R Ke penguat Tabung kaca Anoda Katoda Pencacah pelepasan gas mempunyai katoda berbentuk silinder dan anoda berupa kawat tipis sepanjang sumbu silinder. Ruang antara katoda dan anoda diisi dengan campuran gas khusus. Tegangan diterapkan antara katoda dan anoda.

Penghitung kilau

Pencacah Cherenkov Diagram pencacah Cherenkov: di sebelah kiri adalah kerucut radiasi Cherenkov, di sebelah kanan adalah perangkat pencacah. 1 - partikel, 2 - lintasan partikel, 3 - muka gelombang, 4 - radiator, 5 - fotomultiplier (perkembangan longsoran elektron sekunder yang disebabkan oleh fotoelektron ditunjukkan), 6 - fotokatoda.

Kamar Wilson Kamar Wilson. Sebuah wadah dengan tutup kaca dan piston di bagian bawah diisi dengan uap jenuh air, alkohol atau eter. Ketika piston diturunkan, akibat pemuaian adiabatik, uap menjadi dingin dan menjadi jenuh. Partikel bermuatan yang melewati ruangan meninggalkan rantai ion di sepanjang jalurnya. Uap mengembun pada ion-ion, membuat jejak partikel terlihat

Detektor partikel bermuatan pertama, ruang Wilson, dibuat pada 19 April 1911. Ruangan tersebut berupa silinder kaca dengan diameter 16,5 cm dan tinggi 3,5 cm. Bagian atas silinder ditutup dengan kaca cermin yang direkatkan, yang melaluinya jejak-jejak partikel dapat difoto. Di dalamnya ada silinder kedua, di dalamnya ada cincin kayu yang diturunkan ke dalam air. Menguap dari permukaan cincin, ia memenuhi ruangan dengan uap air. Sebuah pompa vakum menciptakan ruang hampa dalam wadah berbentuk bola yang dihubungkan ke ruangan melalui tabung dengan katup. Ketika katup dibuka, ruang hampa tercipta di dalam ruangan, uap air menjadi jenuh, dan pada jejak partikel bermuatan mereka mengembun dalam bentuk garis-garis kabut (itulah sebabnya dalam literatur asing perangkat ini disebut ruang awan. - "ruang berkabut")

Ruang gelembung. Wadah tersebut diisi dengan cairan yang telah dimurnikan dengan baik. Tidak ada pusat pembentukan uap di dalam cairan, sehingga dapat menjadi terlalu panas di atas titik didih. Namun partikel yang lewat meninggalkan jejak terionisasi di sepanjang cairan yang mendidih, menandai lintasannya dengan rantai gelembung. Ruang modern menggunakan gas cair - propana, helium, hidrogen, xenon, neon, dll. Foto: ruang gelembung yang dirancang di Institut Fisika Lebedev. 1955–1956. Ruang gelembung

Foto tumbukan ion belerang dan emas dalam ruang streamer (sejenis percikan api). Jejak partikel bermuatan yang dihasilkan selama tumbukan di dalamnya tampak seperti rantai pelepasan terpisah yang tidak menyatu - pita.

Ruang percikan

Jalur partikel dalam ruang percikan celah sempit Jalur partikel dalam ruang percikan pita

Metode emulsi fotografi lapisan tebal Partikel bermuatan menciptakan gambar tersembunyi dari jejak gerak. Panjang dan ketebalan lintasan dapat digunakan untuk memperkirakan energi dan massa partikel. Emulsi fotografi memiliki kepadatan yang tinggi, sehingga lintasannya pendek.

Kami telah membiasakan diri dengan deskripsi perangkat yang paling banyak digunakan dalam studi partikel elementer dan fisika nuklir.

Geser 1

Geser 2

Geser 3

Geser 4

Geser 5

Presentasi dengan topik "Geiger Counter" dapat diunduh secara gratis di situs web kami. Subyek proyek: Fisika. Slide dan ilustrasi penuh warna akan membantu Anda melibatkan teman sekelas atau audiens Anda. Untuk melihat konten, gunakan pemutar, atau jika Anda ingin mengunduh laporan, klik teks yang sesuai di bawah pemutar. Presentasi berisi 5 slide.

Slide presentasi

Geser 1

Geser 2

Pencacah Geiger, pencacah Geiger-Müller - alat pelepasan gas untuk menghitung secara otomatis jumlah partikel pengion yang masuk. Ini adalah kapasitor berisi gas, yang pecah ketika partikel pengion melewati sejumlah gas. Diciptakan pada tahun 1908 oleh Hans Geiger. Penghitung Geiger dibagi menjadi non-self-quenching dan self-quenching (tidak memerlukan sirkuit terminasi pelepasan eksternal)

Geser 3

Penghitung Geiger dalam kehidupan sehari-hari

Dalam dosimeter dan radiometer rumah tangga yang diproduksi di Uni Soviet dan Rusia, meter dengan tegangan operasi 390 V biasanya digunakan: “SBM-20” (ukurannya sedikit lebih tebal dari pensil), SBM-21 (seperti filter rokok, keduanya dengan badan baja, cocok untuk radiasi β- dan γ keras) “SI-8B” (dengan jendela mika di badannya, cocok untuk mengukur radiasi β lunak)

Geser 4

Penghitung Geiger-Muller

Pencacah Geiger-Muller berbentuk silinder terdiri dari tabung logam atau tabung kaca yang dilapisi logam dari dalam, dan benang logam tipis yang direntangkan sepanjang sumbu silinder. Benang berfungsi sebagai anoda, tabung sebagai katoda. Tabung diisi dengan gas yang dijernihkan; dalam banyak kasus, gas mulia digunakan - argon dan neon. Tegangan ratusan hingga ribuan volt tercipta antara katoda dan anoda, bergantung pada dimensi geometris bahan elektroda dan lingkungan gas di dalam meteran. Dalam kebanyakan kasus, penghitung Geiger domestik yang tersebar luas memerlukan tegangan 400 V.

Tips membuat presentasi atau laporan proyek yang baik

1. Cobalah untuk melibatkan penonton dalam cerita, atur interaksi dengan penonton menggunakan pertanyaan-pertanyaan yang mengarahkan, bagian permainan, jangan takut untuk bercanda dan tersenyum tulus (jika perlu).
2. Cobalah untuk menjelaskan slide dengan kata-kata Anda sendiri, tambahkan fakta menarik tambahan; Anda tidak hanya perlu membaca informasi dari slide, audiens dapat membacanya sendiri.
3. Tidak perlu membebani slide proyek Anda dengan blok teks; lebih banyak ilustrasi dan sedikit teks akan menyampaikan informasi dan menarik perhatian dengan lebih baik. Slide sebaiknya hanya berisi informasi penting; selebihnya sebaiknya disampaikan kepada audiens secara lisan.
4. Teks harus dapat dibaca dengan baik, jika tidak, penonton tidak akan dapat melihat informasi yang disajikan, akan sangat teralihkan dari cerita, setidaknya mencoba memahami sesuatu, atau akan kehilangan minat sama sekali. Untuk melakukan ini, Anda perlu memilih font yang tepat, dengan mempertimbangkan di mana dan bagaimana presentasi akan disiarkan, dan juga memilih kombinasi latar belakang dan teks yang tepat.
5. Penting untuk melatih laporan Anda, memikirkan bagaimana Anda akan menyapa audiens, apa yang akan Anda katakan pertama kali, dan bagaimana Anda akan mengakhiri presentasi. Semua datang dengan pengalaman.
6. Pilihlah pakaian yang tepat, karena... Pakaian pembicara juga berperan besar dalam persepsi pidatonya.
7. Cobalah untuk berbicara dengan percaya diri, lancar dan koheren.
8. Cobalah untuk menikmati pertunjukannya, maka Anda akan lebih nyaman dan tidak terlalu gugup.