Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Testo
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Lampa Geigera-Mullera

AlekZ 31 Gru 2007 02:07 17381 37
  • Lampa Geigera-Mullera

    Najważniejszą częścią różnych detektorów promieniowania jonizującego jest czujnik. Jest ich kilka typów: mogą to być detektory półprzewodnikowe, komory jonizacyjne, scyntylatory z fotopowielaczami, liczniki Geigera- Mullera. Są to te czujniki, które w reakcji na promieniowanie jonizujące dają sygnały elektryczne. Pomijam tu więc takie detektory jak odpowiednio wykonane elektroskopy, klisze, czy kryształy fluorytu, które emitują błysk światła po podgrzaniu proporcjonalny do pochłoniętej wcześniej dawki.

    Detektory półprzewodnikowe są raczej kosztowne i co za tym idzie raczej poza zasięgiem. Komory jonizacyjne z kolei są bardzo proste w budowie, ale elektronika do nich jest bardziej skomplikowana, bo pojawia się tu zagadnienie pomiaru bardzo małych prądów (rzędu pA i mniejszych). Fotopowielacze są dość łatwo dostępne, ale trudniej zdobyć odpowiedni scyntylator.
    Najczęściej więc budowane są detektory z lampą (licznikiem) Geigera.
    Takie liczniki daje się niekiedy kupić, zaś elektronika jest stosunkowo prosta: zasilacz wysokiego napięcia, wzmacniacz i odpowiednio wyskalowany częstościomierz (co pozwala określać moc dawki).
    Uznałem, że warto spróbować taką lampę wykonać we własnym zakresie.
    Szczelność najłatwiej jest zapewnić wykonując lampę ze szkła. Pierwsze próby wykonywałem napylając jedną z elektrod na szkle jako przezroczystą, przewodzącą warstwę ,ale wynik był niezadowalający z racji złego mocowania nici wolframowej . Myślę, że do tej konstrukcji niebawem jednak wrócę i usunę usterki. Druga, udana już konstrukcja jest wykonana przy użyciu cylindra z folii miedzianej, natomiast nić jest wykonana z wolframu, jak w poprzedniej konstrukcji.

    Licznik najpierw odpompowuje się przy użyciu zestawu pomp próżniowych, usuwając powietrze a następnie napełnia się mieszaniną gazów. W tym wykonaniu był to argon z alkoholem. Zamierzam jednak wypróbować inne mieszaniny.
    Na razie aparatura jest bardzo uboga i dobór ciśnienia zajmuje wiele czasu.

    Poniżej daję linki do filmów prezentujących działanie skonstruowanej lampy czujnikowej (format mov, ok. 12MB):

    http://www.tubedevices.com/alek/pwl/geiger/geiger_pwl.mov
    http://www.tubedevices.com/alek/pwl/geiger/geiger_pwl_.mov

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Offline 
    Specjalizuje się w: technika próżniowa
    AlekZ napisał 1427 postów o ocenie 1092, pomógł 62 razy. Mieszka w mieście Marki. Jest z nami od 2003 roku.
  • Testo
  • #2
    riodoro1
    Poziom 22  
    ciekawy wynalazek, czy bańka lampy zrobiona jest z probówki ?
  • Testo
  • #3
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
  • #4
    michal2666
    Poziom 20  
    Witam, Projekty Alka nigdy nie przestaną mnie zadziwiać. Przypomniał mi się jeden z moich pierwszych projektów wykonanych dawno, dawno temu. Był to właśnie licznik geigera wykonany na podstawie opisu z "Młodego Technika". Tylko, że mi wtedy udało się zdobyć lampę kubełkową, może taką warto było by zrobić bo można wtedy określić powierzchnię na jakiej określa się promieniowanie.
    Lampa Geigera-Mullera
    Ta moja lampa to był taki szklany kubełek, na którego wewnętrzną pow. napylona była jedna elektroda, a druga wykonana była w postaci drucika wtopionego szkło w samym środku. Okienko w kształcie wypukłego szkiełka zegarkowego było wklejone w kubełek a całość włożona w obudowę z ołowiu. W rezultacie miernik zliczał cząstki tylko w powierzchni okienka.

    Dodano po 7 [minuty]:

    Taką zabawką już można pokusić się o badanie natężenia promieniowania emitowanego przez różne substancje. Np. sprzedawane w sklepach sole odchudzające. Mają one naprawdę sporą aktywność ze względu na zawartość potasu a co za tym idzie jego radioaktywnegoaktywnego izotopu Potasu 40. Nieźle promieniuje też domowy odkurzacz :D
  • #5
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Hmm, z rysunku wygląda to na komorę jonizacyjną, tym bardziej, że nie ma tu jak dozować mieszaniny gazów. Myślę, że na razie postaram się zmienić materiał cylindra na aluminium oraz wydmuchać z przodu licznika niewielką, ale cienką bańkę. To powinno zwiększyć czułość na promieniowanie β.
  • #6
    michal2666
    Poziom 20  
    Dozować gazy można bez problemu, ten ołów to było takie dodatkowe opakowanie dla powstrzymania cząstek wpadających z boku. W ten kubełek (szeroką probówkę) można wtopić rurki i nimi ustalać atmosferę wewnątrz a później je zatopić. Zastanawia mnie tylko czym było przyklejone to okienko bo przecierz wszystkie kleje napewno po jakimś czasie zagazowały by atmosferę.
  • #7
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Mogło być klejone na frytę szklaną. Ale jeśli szyba z przodu była grubym szkłem to musiała dość silnie tłumić promienie β. W takich licznikach okienkowych raczej używano cienkiej miki. Nie wiem jednak, jak uszczelniano.
  • #8
    michal2666
    Poziom 20  
    W sumie to po co wklejać tam okienko, można po prostu wydmuchać wypukłe szkło, od razu będzie cieńsze. I chyba nie ma sensu bawić się z napylaniem elektrody na szkło tylko tak jak w tej włożyć zwykłą blaszkę miedzianą, bo jej tłumienie promieniowania w tym przypadku nie ma znaczenia.

    A tak na marginesie, to z tymi naszymi odkurzaczami nie ma żartów :D. Już nie pamiętam gdzie ale jest taki region w Polsce, gdzie są one naprawde niebezpieczne. A wszystko za sprawą radioaktywnego radonu, który wydostaje się z ziemi w procesach rozpadów promieniotwórczych innych pierwiastków, przedostaje się do naszych domów i "przykleja" elektrostatycznie do drobinek kurzu, podczas odkurzania gromadzimy ten kurz w jednym miejscu i otrzymujemy czasem bardzo silne źródło promieniowania alfa. Nie wszyscy o tym wiedzą ale np. małe dzieci nigdy nie powinny się bawić w pobliżu odkurzacza bo ich tkanki są szczególnie wrażliwe na to promieniowanie.
    Także wdychanie kurzu w dużych ilościach jest niebezpieczne. Radon spontanicznie emitując cząstkę alfa przekształca się w izotop polonu, który następnie rozpada się na serię krótkotrwałych izotopów bizmutu, ołowiu i polonu. Kiedy radon znajdujący się w powietrzu ulega rozpadowi, produkty jego rozpadu mogą być wdychane i osadzać się w płucach co może być przyczyną nowotworów.
  • #9
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Mika daje się łupać na bardzo cienkie blaszki. Z tego też względu wklejanie takich okienek ma sens, bo zapewnia dobrą czułość na cząstki β.
    Nie wiem jednak czy okienko takie jest gazoszczelne i jak się je wkleja.
    Gdyby mieć trójfluorek boru to można by było zrobić detektor neutronów:D
  • #10
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #11
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Działanie licznika łatwo sprawdzić zbliżając próbkę radioaktywną. Z użyciem takiej lampy można zbudować kompletny licznik Geigera, wyskalowany w jednostkach mocy dawki.
  • #12
    jag61
    Specjalista d/s ochrony radiologicznej
    po pierwsze : Wszystkiego dobrego w Nowym Roku :-)

    Po drugie - jestem "posiadaczem dwóch sztuk liczników G-M typu okienkowego ( BOH ) i mogę powiedzieć, że owo "okienko" było robione z cienkiej (i to nawet bardzo) folii z tworzywa sztucznego. Chodziło o czułość na promieniowanie alfa i beta - są one dość mało przenikliwe i aby prawidłowo wykonać samemu szklany licznik GM trzeba mieć albo wyskalowane źródło promieniowania, albo wyliczenia dot. przenikliwości danego materiału dla promieniowania o różnych energiach :-) - a jest to niełatwe.
    Cytat:
    Ze względu na brak informacji o energii rejestrowanych cząstek, a także swoją prostotę i taniość, liczniki GM stosuje się tylko w prostych układach detekcyjnych, z zastosowaniem do rejestracji promieniowania alfa i beta (tzw. liczniki okienkowe) lub beta i gamma (liczniki cienkościenne) lub tylko gamma (liczniki GM grubościenne).

    Trzeba uwzględnić jeszcze zjawisko samojonizacji (ostatecznie przykłada się wysokie napięcie) - ale dla chcącego :-) - życzę próbującym udanych doświadczeń - choć ostrzegam przed promieniowaniem jonizującym
    (przed niejonizującym - znaczy elektromagnetycznym też zresztą :-) )
  • #13
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Posiadam licznik BOH-45, okienkowy. Jednak trudno stwierdzić jak grube jest to okienko i z czego ono jest tak naprawdę wykonane. Wiem, że występowała jeszcze wersja AOH-45 czuła na promieniowanie α.
  • #14
    jag61
    Specjalista d/s ochrony radiologicznej
    Uwierz - jest NAPRAWDĘ cienkie - natomiast, jeśli chodzi o parametry pracy (znaczy napięcie Plateau) - poszukam instrukcji od niego (znaczy licznika) -gdzieś się wala w pracy -- oczywiście jeśli chcesz ;-).
    co do:
    Cytat:
    beta i gamma (liczniki cienkościenne)
    - była np. odmiana rurkowa wykonana z cienki blachy, tego typu liczniki były używane np w przyrządach pomiarowych serii RKP (promieniowanie beta i gamma - alfa-TYLKO z dodatkową sondą zewnętrzną) .
    Inny z kolei przyrząd pomiarowy (nowszy niż liczniki BOH) - RUST posiadał zestawy sond pomiarowych, gdzie "czynnikiem" pracującym były zarówno odmiany liczników G-M jak i kryształy NaJ (scyntylacyjne ).
    Zresztą - na temat przyrządów pomiarowych, mógłbym się dłuuugo rozwodzić ;-).
    Ale jest jedna rzecz - budując coś takiego samodzielnie, musimy pamiętać, że taki miernik, jeśli nie jest odpowiednio ekranowany - jest miernikiem bezkierunkowym ( łapie się również promieniowanie z kosmosu :-) )
  • #15
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Odpowiednią osłonę (chyba niektórzy nazywają to domkiem) można zrobić z ołowiu:D. Cóż, okienkowego licznika o wyglądzie BOH45 to ja raczej nie zrobię:|, ale mogę próbować zrobić coś ze szkła. W moim egzemplarzu BOH 45 napięcie plateau wynosi 600V.
  • #16
    cyruss
    Poziom 30  
    W nieśmiertelnych "Nowoczesnych Zabawkach", na fali "atomowej paniki" z czasów zimnej wojny było parę opisów jak zrobić prymitywne liczniki G-M a raczej komory jonizacyjne.
    Postraszyliście mnie, ide szukać starego ruskiego radiometru i sprawdzę odkurzacz... choć u mnie są w nim głównie kocie kudły:D
  • #17
    jag61
    Specjalista d/s ochrony radiologicznej
    Alek - znalazłem -plateau rzeczywiście jest 600V (piszę z pracy) :-)
    Okienkowy też byś zrobił - wystarczyło by otoczyć Twój "wyrób" z 3 stron właśnie osłoną ołowianą (wystarczyłby kawałek starej osłony z zakładów radiologicznych - znaczy fartuch lub osłona od starej katedry, stare fartuchy miały równoważnik ołowiu = 1 mm). Gorzej byłoby z wyskalowaniem - bez źródła o znanej aktywności (a raczej źródeł) - nie da się...(inaczej sporo firm-instytucji nie miałoby zarobku ;-) )
    Cyruss - zależy też gdzie mieszkasz - jak na śląsku - to na 100% masz podwyższony poziom promieniotwórczy tła, jeśli mieszkasz w budynku, gdzie użyto duże ilości żużlu i szlaki - również (choć w tym przypadku częściowo pomaga wietrzenie - usuwa się radon - produkt rozpadu radu). Poza tym, w Polsce raczej nie trzeba się zbytnio przejmować promieniowaniem jonizującym - jest naprawdę niewiele miejsc, gdzie jest ono ZDECYDOWANIE wyższe :-) (ostatecznie u nas też wydobywano kiedyś uran ;-) )
  • #18
    kierko
    Poziom 17  
    Cześć!
    jag61 napisał:
    Alek - znalazłem -plateau rzeczywiście jest 600V (piszę z pracy) :-)
    Okienkowy też byś zrobił - wystarczyło by otoczyć Twój "wyrób" z 3 stron właśnie osłoną ołowianą (wystarczyłby kawałek starej osłony z zakładów radiologicznych - znaczy fartuch lub osłona od starej katedry, stare fartuchy miały równoważnik ołowiu = 1 mm). Gorzej byłoby z wyskalowaniem - bez źródła o znanej aktywności (a raczej źródeł) - nie da się...(inaczej sporo firm-instytucji nie miałoby zarobku ;-) )

    A dlaczego nie może być równoważnik np. 0,7?
    Ta osłona ma posłyżyć do osłaniania, czy do kalibracji?
    Jeżeli Alek będziesz chciał tchnąć życie w swoje dzieło to pomyślimy.
    Poza tym mam różne źródła, o różnych aktywnościach, jednak z oczywistych względów, są pod ścisłym nadzorem.
    Pozdrawiam
  • #19
    scal12
    Poziom 19  
    Wykonanie we własnym zakresie czujnika promieniwania jest bardziej edukacyjne niż praktyczne,po wykonaniu czujnika i wykonaniu elektroniki czym skalibrujesz urzadzenie...:),aby pokazywało odpowiednia moc dawki.Ale pomysł fajny.
  • #20
    jag61
    Specjalista d/s ochrony radiologicznej
    kierko napisał:
    Cytat:
    1 A dlaczego nie może być równoważnik np. 0,7?
    Ta osłona ma posłyżyć do osłaniania, czy do kalibracji?
    .............
    2 Poza tym mam różne źródła, o różnych aktywnościach, jednak z oczywistych względów, są pod ścisłym nadzorem.

    kwestia 1 - osłabienie wpływu wysokoenegetycznego promieniowania kosmicznego na wskazania licznika ( nie da się go wyzerować - oczywiście zachowując rozsądną wagę :-) )
    Cytat:
    Ochrona przez osłony. .........................
    Najłatwiej osłonić się przed promieniowaniem α[ /b]dla którego kartka papieru lub kilkunastocentymetrowa warstwa powietrza całkowicie pochłaniają to promieniowanie. W celu osłabienia promieniowania [b]β stosuje się osłony z materiałów o małej liczbie atomowej Z np. ze szkła organicznego i aluminium. Promieniowanie γ jak również rentgenowskie jest najbardziej przenikliwe. Ponieważ współczynnik osłabienia promieniowania jest tym większy im większa jest liczba porządkowa (atomu oczywiście - :-) i grubość osłony), osłony przed tym promieniowaniem wykonuje się głównie z ołowiu.

    kwestia 2 - ja również - ale tu chodzi o Alka jak i innych którzy zechcą się zabawić w budowę :-)
    scal12 napisał:
    Cytat:
    Wykonanie we własnym zakresie czujnika promieniowania jest bardziej edukacyjne niż praktyczne,po wykonaniu czujnika i wykonaniu elektroniki czym skalibrujesz urzadzenie...Smile,aby pokazywało odpowiednia moc dawki.Ale pomysł fajny.

    o tym samym pisałem w poprzednim poście (P.s. - czy ktoś z Was kojarzy, że np. tzw "koszulki Auerowskie" do lamp gazowych - nasadek na butle gazowe zawierały lekko radioaktywny tlenek toru :-) - można było go wykorzystać do produkcji farb świecących w ciemności - kłania się Pan Sękowski :-) )
  • #21
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Przepisy Sękowskiego miały to do siebie, że udawały się tylko nieliczne.

    Wracając do kalibracji. Uważam, że można ją przeprowadzić na drugi dozymetr. Osłona- domek ołowiany- ok, może być nawet i 1 czy 5 cm Pb. Ale to tylko do wyznaczenia biegu własnego licznika.
  • #22
    jag61
    Specjalista d/s ochrony radiologicznej
    Alek - nie tylko do wyznaczenia biegu własnego - ale poza tym kalibrację miernika można hm... spróbować wykonać metodą porównawczą, chociaż w tym momencie, muszę powiedzieć, że w pracy posiadamy miernik ze żródłem "kalibracyjnym" o dwóch różnych aktywnościach - ale traktowane jest ono tylko jako wskaźnikowe - prawdziwa kalibracja robiona jest w IMP :-) - zwłaszcza, gdy chodzi o wielkość błędu pomiarowego (miernik Babyline 81).
    W kalibracji czy pomiarach (zwłaszcza promieniowania niskoprzenikliwego - α i β) ważnych jest dużo różnych czynników zewnętrznych (sam sprawdziłem w działaniu :-) )
    zresztą - dla wszystkich zainteresowanych tematem - jest ktoś, kto się bawi podobnymi rzeczami - choć nie do końca pochwalam jego działanie) :
    http://c4r0.skrzynka.org/_hv/index.php?page=_xrays
    to link do jego strony ze zdjęciami - ale ostrzegam - z promieniowaniem jonizującym nie ma żartów.
    P.s.
    Człowiek "bawi się" też innymi rzeczami :-)
  • #23
    kierko
    Poziom 17  
    Cześć!
    Autor wątku pisał o różnych detektorach promieniowania jonizującego. Więc jako ciekawostkę dodam, że dotychczasowe najdłuższe detektory pomiaru poziomu, były w postaci walca kryształu NaJ o długości 2m (scyntylator). Interesujące rozwiązanie wprowadził Ohmart (USA). Mianowicie scyntylator stanowi pęczek (kilkadziesiąt) światłowodów gammaczułych o długości do 6m. Początek takiego pęczka jest wklejony w tulejkę i ładnie wypolerowany poprzecznie tworząc gładką powierzchnię, która następnie jest dociśnięta przez gumkę z przezroczystego silikonu do fotopowielacza. Główną zaletą takiego scyntylatora jest to, że jest on w postaci giętkiego węża, którego dowolnie można układać.
    Pozdrawiam
  • #24
    c4r0
    Poziom 36  
    Alek, jesteś genialny! Na prawdę nie mogę wyjść z podziwu że robisz takie rzeczy ze szkłem. Masz w planach kineskop? :D

    jag61 napisał:
    dla wszystkich zainteresowanych tematem - jest ktoś, kto się bawi podobnymi rzeczami - choć nie do końca pochwalam jego działanie) :
    http://c4r0.skrzynka.org/_hv/index.php?page=_xrays
    to link do jego strony ze zdjęciami - ale ostrzegam - z promieniowaniem jonizującym nie ma żartów.
    Dzięki za podanie linka, ale ostrzegam też, że informacje tam zawarte są stare i powypisywałem tam sporo bzdur. Aktualnie mam dużo lepiej zrobiony sprzęt (lampa z osłoną ołowianą zalana olejem itp), lepsze mierniki promieniowania i zacząłem robić radiogramy na papierze fotograficznym. Teraz jestem w trakcie pisania praktycznie od nowa całego działu "x-rays" na stronę w celu poprawienia błędów i dopisania ważnych rzeczy (dużo nowego się dowiedziałem od tamtej pory) ale to pewnie trochę jeszcze potrwa, więc zapraszam za jakiś czas. Dam tutaj znać jak będzie gotowe.
  • #25
    bartek3579
    Poziom 17  
    Czy aby generowanie promieniowania rentgenowskiego nie jest karalne?
  • #26
    scal12
    Poziom 19  
    Panowie,o kalibracji w tym przypadku nie ma mowy jak juz to tylko o sprawdzeniu,jesli chodzi o pojęcia,i takie sprawdzenie powinno sie odbyć na ławie pomiarowej,moc dawki w funkcji odległości,co do detektorów ciekawe są półprzewodnikowe takie jak zastosowali francuzi i firma MGP
  • #27
    jag61
    Specjalista d/s ochrony radiologicznej
    scal12 napisał:
    Panowie,o kalibracji w tym przypadku nie ma mowy jak juz to tylko o sprawdzeniu,jesli chodzi o pojęcia,i takie sprawdzenie powinno sie odbyć na ławie pomiarowej,moc dawki w funkcji odległości,co do detektorów ciekawe są półprzewodnikowe takie jak zastosowali francuzi i firma MGP

    właśnie o tym pisałem w poprzednim poście :-) - ale nie wziąłem słowa "kalibracji" w cydzysłów :-)
    a detektory półprzewodnikowe - i owszem - ciekawe (i skuteczne) - zwłaszcza przy pomiarach mocy dawki ;-))) (w rtg przelicza się, w/g przepisów, na 1m ;-) )

    Dodano po 8 [minuty]:

    bartek3579 napisał:
    Czy aby generowanie promieniowania rentgenowskiego nie jest karalne?

    - w tym momencie - kłania się Prawo Atomowe ;-) : http://www.abc.com.pl/serwis/du/2007/0276.htm
    wart też przeczytać to:
    http://www.ciop.pl/13642.html
    dlatego też napisałem, że nie wszystko pochwalam .....
    P.s.
    promieniowanie elektromagnetyczne w.cz też jest obwarowane przepisami :-))
  • #28
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #29
    jag61
    Specjalista d/s ochrony radiologicznej
    JERZYKOWSKI napisał:
    To wszystko to jest temat dla ludzi co się zajmują na co dzień promieniotwórczością.Dla większości ludzi są to tematy niezrozumiałe i kojarzą się z terroryzmem.Interesuje się trochę tymi sprawami ale to są tematy dla wtajemniczonych.

    Faktem jest, że w sieci można znaleźć wszystko - łącznie z budową bombki "A" - ale bez przesady - od razu z terroryzmem ?
    Nie uważam też, że to temat dla "wtajemniczonych" - w obecnych czasach, moim zdaniem, każdy powinien orientować się choć trochę w tego typu tematach (choćby po fizyce w szkole....) - być może uniknęło by się wielu nieporozumień związanych z radioaktywnością, budową elektrowni jądrowych, polami elektromagnetycznymi czy też radioaktywnością w budynkach mieszkalnych (patrz tematy prasowe w stylu "Wieże śmierci" - o telefonii komórkowej :-) czy też "Śmierć czai się w wielkiej płycie" o izotopach radioaktywnych)
    Inna sprawa - to, że tak powiem, bezprawne wytwarzanie promieniowania jonizującego (patrz Art 4 Prawo Atomowe - o ile dobrze pamiętam ).....
    ale to bardziej odnosi się do linku strony kolegi cyfry ( ;- ) niż do tego, co chce zrobić autor tego tematu......(któremu życzę owocnej i udanej pracy nad jego projektem).

    P.s.
    Kolego AlekZ - tytuł tego tematu winien chyba brzmieć "Licznik Geigera-Mullera" - ;-)
    pozdrawiam :-)
  • #30
    c4r0
    Poziom 36  
    jag61 napisał:
    Inna sprawa - to, że tak powiem, bezprawne wytwarzanie promieniowania jonizującego (patrz Art 4 Prawo Atomowe - o ile dobrze pamiętam ).....
    A jak wygląda sprawa z nie medycznymi aparatami rtg (defektoskopia, krystalografia)? Pytałem sprzedawcę defektoskopów rentgenowskich czy są do tego potrzebne jakieś uprawnienia. Powiedział że nie, że można sobie kupić defektoskop i używać do woli.