Похожие презентации:
Ионизационные методы дозиметрии
1. Ионизационные методы дозиметрии
Выполнила: Зарубина А.С.МБФ,5 курс
Группа 4607
2. Дозиметрия
• Совокупность методов определениядозы радиоактивного излучения, а
также область прикладной физики, в
которой изучаются физические
величины, характеризующие действие
ионизирующих излучений.
3. Ионизационный метод дозиметрии
• Ионизационный метод основан на способностиизлучения вызывать ионизацию молекул и атомов
вещества.
• Наибольшее развитие и практическое применение
получил метод, основанный на использовании
изменения электрической проводимости газов.
• К основным ионизационным детекторам относятся
ионизационные камеры и газоразрядные счетчики.
Принцип Брэгга-Грея: количество
ионизаций в газовой полости есть
мера энергии, поглощенной в
окружающем материале.
4. Дозиметры
Дозиметрические приборы состоят из 4х основных частей:• воспринимающего устройства (датчика),
• электрической схемы с усилительным устройством,
• регистрирующего устройства,
• системы питания.
В качестве воспринимающего устройства (детектора) применяются
ионизационная камера или газоразрядный счетчик (Гейгера-Мюллера).
5.
• Измерительный модуль на цифровых дозиметрахвсегда цифровой. Это счетчик импульсов, который
выводит соответствующее значение в виде цифр на
шкалу прибора. Для измерения дозы радиации
необходимо подсчитать импульсы за минуту, 10, 15
секунд или другие значения. Микроконтроллер
пересчитывает число импульсов в конкретное
значение на шкале дозиметра в стандартных
единицах измерения радиации.
6. Ионизационная камера
• В 1912 году физик Виктор Гесс проводил эксперимент сионизационной камерой, установленной на воздушном шаре. Гесс
ожидал обнаружить уменьшение ионизации в атмосфере с ростом
высоты, однако результат был прямо противоположным.
• Чарльз Томас Риз Вильсон и Дональд Глейзер продолжили дело Гесса.
7. Принцип работы ионизационной камеры
• Ионизацио́ нная камера —газонаполненный датчик,
предназначенный для
измерения уровня
ионизирующего излучения.
• Под действием излучений
происходит ионизация
воздуха внутри камеры,
благодаря наличию
электрического поля ионы
начинают двигаться к
электродам и в цепи
образуется ионизационный
ток, который поступает в
усилительное устройство
прибора и измеряется
микроамперметром. Сила
этого тока пропорциональна
дозе излучений.
8. Классификация ИК
Интегрирующие• В интегрирующих камерах
при больших потоках частиц
импульсы сливаются и
общий ток
Импульсные
• В импульсных камерах
регистрируются отдельные
импульсы от каждой
ионизирующей частицы
Схема включения плоской ионизационной
камеры в токовом (а) и импульсном (б) режимах
1 – поток частиц; 2 – ионизационная камера; 3 –
микроамперметр; 4 – усилитель; 5 – регистратор
9.
• Для целей дозиметрииважным является
знание зависимости
чувствительности
ионизационной
камеры.
• Под
чувствительностью
детектора понимают
его отклик на единицу
измеряемой величины
10. Вольт-амперная характеристика
• Кривая зависимости ионизационного токакамеры от величины приложенного
напряжения носит название вольтамперной характеристики.
11.
При некотором напряжении Uсила электрического поля
возрастает настолько, что все
заряженные частицы,
образованные внешним
ионизатором в рабочем
объеме камеры, будут
попадать на электроды. В этом
случае сила тока во внешней
цепи определяется только
ионизационной способностью
данного радиоактивного
излучения. Если
ионизационная способность
радиоактивного излучения не
меняется, то и ток в цепи
камеры течет неизменный
(участок кривой А Б). Такой ток
называют током насыщения
камеры.
От 0 до Б в газоразрядном промежутке
происходит так называемый тихий разряд.
Ионизационные камеры работают, как
правило, в области тока насыщения. Так как
величина этого тока пропорциональна числу
образующихся ионов, она может служить
мерой ионизационной способности
радиоактивного излучения.
12. Газоразрядные счётчики
• Ионизационные детекторы, в которыхиспользуется газовое усиление первичной
ионизации, представляют
собой газоразрядные счетчики.
Использование механизма газового
усиления позволяет резко увеличить
чувствительность счетчиков по сравнению с
ионизационными камерами.
13. Виды газоразрядных счётчиков
• Пропорциональный счётчик —газовый детектор
ионизирующего излучения, в
основе принципа работы
которого лежит процесс
лавинного усиления заряда в
цилиндрическом электрическом
поле. В них напряжённость поля
недостаточна для
возникновения вторичных
лавин, и разряд прекращается
после пролёта первичной
лавины.
• Счётчик Ге́йгера —
Мю́ллера —
газоразрядный
прибор для
автоматического
подсчёта числа
попавших в
него ионизирующих
частиц.
14. Историческая справка Счётчик Гейгера-Мюллера
• Принцип предложен в1908 году Хансом
Гейгером; в
1928 Вальтер Мюллер,
работая под
руководством Гейгера,
реализовал на практике
несколько версий
прибора, конструктивно
отличавшихся в
зависимости от типа
излучения, которое
регистрировал счётчик.
15.
Счетчики Гейгера способны реагировать насамые разные виды ионизирующего излучения –
• α,β,γ,
• ультрафиолетовое,
• рентгеновское,
• нейтронное.
Входное окно счетчика, чувствительного к α- и
мягкому β-излучению, должно быть очень
тонким; для этого обычно используют слюду.
Окно рентгеновского счетчика изготавливают из
бериллия, а ультрафиолетового - из кварцевого
стекла.
16.
Счётчик Гейгера — Мюллера состоит из металлической трубки или
металлизированной изнутри стеклянной трубки и тонкой металлической нити,
натянутой по оси цилиндра. Нить служит анодом, трубка — катодом. Трубка
заполняется разреженным газом, в большинстве случаев используют благородные
газы — аргон и неон. Между катодом и анодом создаётся напряжение от сотен до
тысяч вольт в зависимости от геометрических размеров, материала электродов и
газовой среды внутри счётчика. В большинстве случаев широко распространённые
отечественные счётчики Гейгера, требуют напряжения 400 В.
Работа счётчика основана на ударной ионизации. Гамма-кванты, испускаемые
радиоактивным изотопом, попадая на стенки счётчика, выбивают из него
электроны. Электроны, двигаясь в газе и сталкиваясь с атомами газа, выбивают из
атомов электроны и создают положительные ионы и свободные электроны.
Электрическое поле между катодом и анодом ускоряет электроны до энергий, при
которых начинается ударная ионизация. Возникает лавина ионов, приводящая к
размножению первичных носителей. При достаточно большой напряжённости
поля энергии этих ионов становится достаточной, чтобы порождать вторичные
лавины, способные поддерживать самостоятельный разряд, в результате чего ток
через счётчик резко возрастает.
17.
!!!!!!!Отличие ионизационной камеры и счетчикаГейгера-Мюллера!!!!!!!
В газовом счетчике (счетчик Гейгера) используется
вторичная ионизация, создающая большое газовое
усиление тока, которое возникает вследствие того,
что скорость движущихся ионов, созданных
ионизирующим веществом, настолько велика, что
образуются новые ионы. Они, в свою очередь,
также могут ионизировать газ, тем самым, развивая
процесс. Таким образом, каждая частица образует
ионов в 106 раз больше, чем это возможно в
ионизационной камере, позволяя, таким образом,
измерять ионизирующее излучение даже малой
интенсивности.
18.
Устройство• Счётчики Гейгера разделяются на
несамогасящиеся и самогасящиеся (не
требующие внешней схемы прекращения
разряда).
19. Основные показатели Работы счётчика Гейгера-Мюллера
• счётная характеристика• эффективность счётчика
• разрешающее время
• «мёртвое» время
Отрезок времени τс
между моментом t0,
когда в счётчике возник
самостоятельный разряд,
и моментом
восстановления рабочего
напряжения t3
называется временем
восстановления.
Если в счётчике Гейгера-Мюллера в
момент времен t0 начался разряд,
вызванный ядерной частицей, то
напряжение на счётчике резко
падает. Счётчик в течение мёртвого
времени τм, не способен
регулировать другие частицы.
20. Вольт –амперная характеристика
Здесь U0 - напряжениеначала счета; U1 иU2 нижняя и верхняя
граница рабочего
участка, так
называемого плато, на
котором скорость счета
почти не зависит от
напряжения питания
счетчика. Рабочее
напряжение Uраб
обычно выбирают в
середине этого участка.