Geyger-Myuller sanagichi
Geyger Myuller sanagichi ionlashtiruvchi nurlanishni aniqlash va oʻlchash uchun ishlatiladigan elektron asbobdir. Radiatsiya dozimetriyasi, radiologik himoya, eksperimental fizika va yadro sanoati kabi ilovalarda keng qoʻllanadi.
U asbobga oʻz nomini beradigan Geyger-Myuller trubkasida ishlab chiqarilgan ionlanish effekti yordamida alfa zarralari, beta zarralari va gamma nurlari kabi ionlashtiruvchi nurlanishni aniqlaydi.[1] Qoʻlda radiatsiyani oʻlchash asbobi sifatida keng va mashhur foydalanishda u, ehtimol, dunyodagi eng mashhur radiatsiyani aniqlash asboblaridan biridir.
Aniqlashning dastlabki printsipi 1908-yilda Manchester universitetida amalga oshirilgan[2], ammo 1928-yilda Geyger-Myuller trubkasi ishlab chiqilgunga qadar Geyger hisoblagichi amaliy asbob sifatida ishlab chiqarilishi mumkin edi. Yuqori radiatsiya stavkalari va tushayotgan nurlanish energiyasini oʻlchashda cheklovlar mavjud.[3]
Ishlash printsipi
tahrir
Geyger-Myuller sanagichi gaz razryadli sanagich hisoblanadi. Uning ichiga past bosimdagi inert gaz toʻldirilgan boʻlib, bittagina yadroviy zarra tushishi natijasida gazning ionlashishi roʻy beradi. Hosil boʻlgan musbat ionlar sanagich devori — katodga, elektronlar esa sanagich ichidagi tola — anodga qarab harakatlanadi. Anodning yuzasi juda kichik boʻlgani uchun kuch chiziqlarining zichligi unda juda yuqori boʻladi. Natijada elektr maydon kuchlanganligining qiymati yetarli darajada katta boʻladi. Elektrodlar orasidagi potensiallar farqining kattaligi hamda gaz bosimining pastligi tufayli anodga qarab harakatlanayotgan elektronlar katta tezlanish oladi va ikkilamchi ionlashishni yuzaga keltiradi. Yangi hosil boʻlga ionlar ham, oʻz navbatida ionizatsiyani yuzaga keltira oladigan darajada yuqori tezlikka ega boʻladi. Kuchaytirish koeffitsiyentining qiymati 108 − 1010 gacha yetishi mumkin.
Sanagich bitta zarrani qayd qilgandan keyin ikkinchi zarrani qayd qilishga tayyor boʻlishiga ketgan vaqt sanagichning „oʻlik vaqti“deyiladi. Gaz razryadli sanagichlar uchun „oʻlik vaqt“10−4 s ni tashkil etadi. Ikkita zarrani ketma-ket qayd qilishi uchun ketgan vaqt sanagichning ajrata olish qobiliyatini xarakterlaydi. Ionizatsiya jarayoni avtomatik ravishda pasayuvchi sanagichlarning ajratish qobiliyati 104 implus/s ga teng boʻladi. Yaʼni ular bir sekund ichida 10 000 tagacha zaryadlangan zarrani qayd qilishi mumkin. Geyger-Myuller sanagichlari har qanday koʻrinishdagi nurlanishlarni qayd qilishi mumkin, lekin, asosan elektronlarni qayd qilishda qoʻllanadi. γ-kvantlarning ionlashtirish qobiliyati unchalik katta boʻlmaganligi tufayli ular unchalik yaxshi qayd qilinmaydi (100 tadan 1 tasi qayd qilinishi mumkin). β-zarralarni qayd etish uchun CTC-5, AC-1 va boshqa sanagichlardan foydalaniladi. α-zarralarni qayd qilish uchun esa MTC-17, CBT-7 kabi sanagichlar qoʻllanadi
Kamchiliklari
tahrirGeyger sanagichining ikkita asosiy kamchiliklari mavjud:
- Geyger-Myuller trubkasidan chiqadigan puls har doim bir xil kattalikda boʻlgani sababli (tushgan nurlanish energiyasidan qatʼiy nazar), naycha nurlanish turlarini farqlay olmaydi.[3]
- Naycha yuqori nurlanish tezligida kamroq aniq boʻladi, chunki har bir ionlanish hodisasidan keyin „oʻlik vaqt“, sezgir boʻlmagan davr boʻladi, bunda keyingi nurlanish nurlanishi hisobga olinmaydi. Odatda, oʻlik vaqt ishlatiladigan naychaning xususiyatiga qarab, koʻrsatilgan hisoblash tezligini soniyasiga taxminan 10 4 dan 10 5 gacha kamaytiradi.[3] Baʼzi hisoblagichlarda buning oʻrnini bosadigan sxema mavjud boʻlsa-da, aniq oʻlchovlar uchun yuqori nurlanish tezligi uchun ion kamerasi asboblari afzallik beriladi.
Turlari va ilovalari
tahrir
Zarrachalarni aniqlash
tahrirGeyger printsipining birinchi tarixiy qoʻllanishi a- va b-zarralarni aniqlash edi va asbob hozir ham shu maqsadda qoʻllanadi. a-zarralar va kam energiyali b-zarralar uchun Geyger-Myuller trubasining „oxirgi oyna“ turidan foydalanish kerak, chunki bu zarralar cheklangan diapazonga ega va qattiq material tomonidan osongina toʻxtatiladi. Shu sababli, quvur gazni toʻldirishga imkon qadar koʻproq zarrachalar oʻtishi uchun yetarlicha yupqa oynani talab qiladi. Deraza odatda taxminan 1,5-2,0 zichlikdagi slyudadan tayyorlanadi mg/sm 2 .[1]
a-zarralar eng qisqa diapazonga ega va ularni aniqlash uchun oyna ideal holda 10 oraligʻida boʻlishi kerak a-zarrachalarning susayishi tufayli nurlanish manbasining mm.[1] Shu bilan birga, Geyger-Myuller trubkasi barcha aniqlangan nurlanish uchun bir xil kattalikdagi impuls chiqishini hosil qiladi, shuning uchun oxirgi oyna trubkasi boʻlgan Geyger sanagichi a- va b-zarrachalarni ajrata olmaydi.[3] a- va yuqori energiyali b-zarralarni farqlash uchun nurlanish manbasidan turli masofadan foydalanishi mumkin.
Gamma va rentgen nurlarini aniqlash
tahrir
Gamma-nurlanish va rentgen nurlarini aniqlash uchun Geyger sanagichlari keng tarqalgan boʻlib fotonlar deb nomlanadi va buning uchun oynasiz naycha ishlatiladi. Biroq, aniqlash samaradorligi alfa va beta zarralari bilan solishtirganda past. Yuqori energiyali fotonlar uchun kolba nurlanishning quvur devori bilan oʻzaro taʼsiriga tayanadi, odatda yuqori Z materiali. masalan, 1-2 xromli poʻlat mm qalinligi quvur devori ichida elektron ishlab chiqarish uchun. Ular toʻldiruvchi gazga kiradi va ionlashtiradi.[3]
Bu zarur, chunki trubadagi past bosimli gaz yuqori energiyali fotonlar bilan kam oʻzaro taʼsir qiladi. Biroq, foton energiyasi past darajaga tushganda, gazning oʻzaro taʼsiri kuchayadi va toʻgʻridan-toʻgʻri gaz oʻzaro taʼsiri kuchayadi. Juda past energiyalarda (25 keV dan kam) gazning toʻgʻridan-toʻgʻri ionlanishi ustunlik qiladi va poʻlat quvur tushgan fotonlarni susaytiradi. Binobarin, bu energiyalarda zarrachaning gaz bilan toʻgʻridan-toʻgʻri oʻzaro taʼsirini oshirish imkoniyatini berish uchun kattaroq gaz hajmiga ega boʻlgan yupqa devorga ega boʻlgan uzun trubaning odatiy dizayni.[1]
Tarixi
tahrir
.jpg)
1908-yilda Hans Geyger Manchester Viktoriya universitetida (hozirgi Manchester universiteti) Ernest Ruterford rahbarligida alfa zarrachalarini aniqlashning eksperimental usulini ishlab chiqdi, keyinchalik 1928-yilda Geyger-Myuller trubasini ishlab chiqishda foydalaniladi[4].[5] Bu dastlabki hisoblagich faqat alfa zarralarini aniqlashga qodir edi va kattaroq eksperimental apparatning bir qismi edi. Amaldagi asosiy ionlanish mexanizmi 1897-1901 yillarda Jon Sili Taunsend tomonidan kashf etilgan[6] va Taunsend zaryadi deb nomlanadi, bu molekulalarning ion taʼsirida ionlanishidir.
Faqat 1928-yilda Geyger va Valter Myuller (Geygerning doktoranti) ilgari eksperimental ravishda qoʻllangan asosiy ionlash tamoyillaridan foydalangan holda muhrlangan Geyger-Myuller trubasini ishlab chiqdilar. Kichik va mustahkam, u nafaqat oldingi modellar kabi alfa va beta nurlanishni, balki gamma nurlanishni ham aniqlay oladi.[7] Endi amaliy radiatsiya asbobini nisbatan arzon ishlab chiqarish mumkin edi va shuning uchun Geyger sanagichi paydo boʻldi. Quvurning chiqishi kam elektron ishlov berishni talab qilganligi sababli, termion klapanlar davrida minimal valflar soni va kam quvvat isteʼmoli tufayli aniq afzallik, asbob portativ radiatsiya detektori sifatida katta mashhurlikka erishdi.
Geyger sanagichining zamonaviy versiyalari 1947-yilda Sidney H. Liebson tomonidan ixtiro qilingan halogen trubadan foydalanadi.[8] U ancha uzoq umr va pastroq ish kuchlanishi (odatda 400-900 volt) tufayli oldingi Geyger-Myuller trubkasini almashtirdi.[9]
Ushbu maqola Mirzo Ulugʻbek nomidagi Oʻzbekiston Milliy universiteti Fizika fakulteti talabasi Abduvaliyeva Madina tomonidan Wikitaʼlim loyihasi doirasida ingliz tilidan tarjima qilindi.
Foydalanilgan adabiyotlar
tahrir- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 ’’Geiger Muller Tubes; issue 1’’ published by Centronics Ltd, UK.
- ↑ E. Rutherford and H. Geiger (1908) "An electrical method of counting the number of α particles from radioactive substances, " Proceedings of the Royal Society (London), Series A, vol. 81, no. 546, pages 141-161.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Glenn F Knoll. Radiation Detection and Measurement, third edition 2000. John Wiley and Sons, ISBN 0-471-07338-5 Manba xatosi: Invalid
<ref>tag; name "knoll" defined multiple times with different content - ↑ E. Rutherford and H. Geiger (1908) "An electrical method of counting the number of α particles from radioactive substances, " Proceedings of the Royal Society (London), Series A, vol. 81, no. 546, pages 141-161.
- ↑ E. Rutherford and H. Geiger (1908) "An electrical method of counting the number of α particles from radioactive substances, " Proceedings of the Royal Society (London), Series A, vol. 81, no. 546, pages 141-161.
- ↑ John S. Townsend (1901) "The conductivity produced in gases by the motion of negatively charged ions, " Philosophical Magazine, series 6, 1 (2) : 198-227.
- ↑ See:
- ↑ Liebson, S. H. (1947). „The Discharge Mechanism of Self-Quenching Geiger–Mueller Counters“ (PDF). Physical Review. 72-jild, № 7. 602–608-bet. Bibcode:1947PhRv...72..602L. doi:10.1103/PhysRev.72.602. 2017-09-21da asl nusxadan (PDF) arxivlandi.
- ↑ „History of Portable Radiation Detection Instrumentation from the period 1920–60“. 13-yanvar 2009-yilda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 15-iyul 2008-yil.