Адиационная экология или радиоэкология
жүктеу/скачать 2,18 Mb.
|
| 3.3.4 Счетчики Гейгера-Мюллера
Счетчики Гейгера-Мюллера также должны содержать газы со специфическими свойствами, описанными в более продвинутых текстах. Поскольку при размножении газа после взаимодействия образуются миллиарды пар ионов, сигнал от детектора Гейгера-Мюллера не требует дополнительного усиления. По этой причине детекторы Гейгера-Мюллера M часто используются для недорогих измерительных приборов. Детекторы Гейгера-Мюллера обладают высокой эффективностью для обнаружения заряженных частиц, которые проникают через стенки детекторов; подсчитывается почти каждая такая частица, достигающая внутренней части детектора. Многие детекторы Гейгера-Мюллера оснащены тонкими окнами, позволяющими бета-частицам и конверсионным электронам проникать в газ и обнаруживаться. Очень слабые заряженные частицы, такие как бета-частицы, испускаемые тритием (3H, Еmах = 18 кэВ), который широко используется в биомедицинских исследованиях, не могут проникать через окна; поэтому загрязнение 3H не может быть обнаружено с помощью Гейгера-Мюллера. Плоские детекторы Гейгера-Мюллера с тонкими окнами, называемые детекторами типа “блин”, очень полезны для обнаружения радиоактивного загрязнения (Рисунок 11). В целом, измерители Гейгера-Мюллера survеy являются очень неэффективными детекторами рентгеновских лучей и γ-лучей, которые имеют тенденцию проходить через газ без взаимодействия. Большинство из тех, которые были обнаружены, взаимодействовали со стенками детекторов, в результате чего электроны рассеивались в газе внутри детекторов. Величина импульса напряжения от Гейгера-Мюллера -трубки не зависит от энергии, осаждаемой в детекторе взаимодействием, вызывающим импульс: взаимодействие, которое осаждает 1 кэВ, вызывает импульс напряжения того же размера, что и импульс, вызванный взаимодействием, которое осаждает 1 МэВ. Поэтому детекторы Гейгера-Мюллера не могут использоваться в качестве спектрометров или точных измерителей мощности дозы. Многие портативные измерители Гейгера-Мюллера показывают измерения в единицах миллирентген в час. Однако счетчик GM не может по-настоящему измерить степень воздействия, и поэтому его показания следует считать лишь приблизительными. Если измеритель Гейгера-Мюллера откалиброван для определения интенсивности воздействия γ-лучей с энергией 662 кэВ от 137Сs (обычно используемых для калибровки), он может давать завышенную реакцию в целых 5 раз для фотонов с более низкими энергиями, таких как 80 кэВ. Если требуется точное измерение интенсивности облучения, следует использовать измерительный прибор с ионизационной камерой, заполненный воздухом. Рисунок 11 - Портативный измеритель Гейгера-Мюллера с зондом “блин” с тонким окном. В левом верхнем углу (А) проводится обследование на предмет радиоактивного загрязнения. В левом нижнем углу (B) регулятор диапазона под дисплеем установлен в положение ×10, и поэтому красная стрелка на счетчике показывает скорость счета около 3500 отсчетов в минуту (сpm). Тонкое окно зонда Гейгера-Мюллера (С) предназначено для того, чтобы позволить бета-частицам и конверсионным электронам, энергия которых превышает около 45 кэВ, достигать чувствительного объема внутри трубки, а большая площадь поверхности детектора сокращает время, необходимое для обследования поверхности. Эта чрезмерная реакция Гейгера-Мюллера-трубки на низкоэнергетические рентгеновские лучи и γ-лучи может быть частично исправлена путем размещения тонкого слоя материала с умеренно высоким атомным номером (например, олова) вокруг детектора. Увеличивающийся коэффициент ослабления материала (из-за фотоэлектрического эффекта) с уменьшением энергии фотонов значительно выравнивает энергетический отклик детектора. Такие Гейгера-Мюллера-трубки называются детекторами с энергетической компенсацией. Недостатком детектора с энергетической компенсацией является то, что его чувствительность к фотонам с более низкой энергией существенно снижается, а его энергетический порог, ниже которого фотоны вообще не могут быть обнаружены, увеличивается. Детекторы Гейгера-Мюллера с энергетической компенсацией обычно имеют окна, которые можно открыть, чтобы обнажить тонкие стенки трубки, чтобы можно было обнаружить бета-частицы высокой энергии и фотоны низкой энергии. Детекторы Гейгера-Мюллера страдают от чрезвычайно длительного времени простоя, составляющего от десятков до сотен микросекунд. По этой причине счетчики Гейгера-Мюллера редко используются, когда требуются точные измерения скорости счета, превышающей несколько сотен отсчетов в секунду. Портативный измеритель Гейгера-Мюллера может выйти из строя в поле с очень высокой радиацией и выдать нулевые показания. Приборы ионизационной камеры всегда следует использовать для измерения высокоинтенсивных рентгеновских и гамма-полей. жүктеу/скачать 2,18 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|