Відмінності між версіями «Іонізаційні камери»
3524693 (обговорення • внесок) (→Іонізаційна камера) |
3524693 (обговорення • внесок) |
||
| (не показано одну проміжну версію цього учасника) | |||
| Рядок 1: | Рядок 1: | ||
| + | |||
[[Категорія:Потребують опису. МІТ]] | [[Категорія:Потребують опису. МІТ]] | ||
| + | [[Категорія:Музей історії техніки]] | ||
| + | [[Файл:Emblema-MIT.png|80px|справа]] | ||
''Єлькін Валентин, 36 група''' | ''Єлькін Валентин, 36 група''' | ||
| − | == | + | ==Загальний опис (принцип дії)== |
| − | '''Іонізаційна камера''' по своїй суті є повітряним або газовим електричним конденсатором, до електродів якого прикладена різниця потенціалів. При попаданні іонізуючих часток в простір між електродами там утворюються електрони та іони газу, які, переміщаючись в електричному полі, створюють електричний струм, пропорційний до швидкості виникнення зарядів і, відповідно, й потужності дози опромінення, що фіксується апаратурою реєстрації[2]. Характерною особливістю іонізаційної камери, на відміну від інших газонаповнених давачів, є порівняно мала напруженість електричного поля в газовому проміжку, таким чином струм не залежить від напруги на електродах і дорівнює добутку заряду електрона на число пар іонів. | + | '''Іонізаційна камера''' по своїй суті є повітряним або газовим електричним конденсатором, до електродів якого прикладена різниця потенціалів. <br> |
| + | При попаданні іонізуючих часток в простір між електродами там утворюються електрони та іони газу, які, переміщаючись в електричному полі, <br> | ||
| + | створюють електричний струм, пропорційний до швидкості виникнення зарядів і, відповідно, й потужності дози опромінення, що фіксується апаратурою реєстрації[2]. <br> | ||
| + | Характерною особливістю іонізаційної камери, на відміну від інших газонаповнених давачів, є порівняно мала напруженість електричного поля в газовому проміжку, <br> | ||
| + | таким чином струм не залежить від напруги на електродах і дорівнює добутку заряду електрона на число пар іонів.<br> | ||
| − | == == | + | ==Історична довідка== |
| − | + | У 1912 році фізик Віктор Гесс проводив експеримент з іонізаційній камерою, встановленою на повітряній кулі.<br> | |
| − | + | Що це за камера, запитаєте ви мене? Це такий герметичний ящик, наповнений газом з двома електродами, між якими <br> | |
| − | + | створюється велика напруга. Альфа, бета і гамма-випромінювання, що іонізують газ, а електрони та іони, що створюють електричний струм. <br> | |
| − | + | За сходимо принципам раюотают лічильники Гейгера і пожежні датчики диму. Так ось Гесс очікував виявити зменшення іонізації в <br> | |
| − | + | атмосфері із зростанням висоти, проте результат був прямо протилежним. Він вирішив, що це випромінювання, проникаюча на нашу планету з космосу, <br> | |
| − | + | а атмосфера просто розсіює його все більше з наближенням до Землі. Це зараз ми уявляємо собі природу цих частинок, а ось на початку XX пошук <br> | |
| − | + | засобів виявлення цих частинок став справжнім викликом для вчених-фізиків. Двоє чоловіків особливо просунулися у цій справі. Це були Чарльз Томас Різ Вільсон і Дональд Глейзер.<br> | |
| − | + | ||
| − | + | ||
==Технічні характеристики іонізаційної камери AEC Sensor == | ==Технічні характеристики іонізаційної камери AEC Sensor == | ||
| − | |||
| − | |||
<div style=" style="margin: auto; text-align: center;"> | <div style=" style="margin: auto; text-align: center;"> | ||
{| class="wikitable" border="1" width="50%" | {| class="wikitable" border="1" width="50%" | ||
| Рядок 59: | Рядок 62: | ||
==Сфера застосування == | ==Сфера застосування == | ||
| − | Іонізаційні камери дозволяють вимірювати не тільки альфа-, бета- або гамма-випромінювання, але й нейтронне випромінювання, що досить важко, так як нейтрони не несуть заряду і їх проходження через газовий об'єм камери не приводить до іонізації газу, яку можна було б виміряти. | + | Іонізаційні камери дозволяють вимірювати не тільки альфа-, бета- або гамма-випромінювання, але й нейтронне випромінювання, що досить важко, так як <br> |
| + | нейтрони не несуть заряду і їх проходження через газовий об'єм камери не приводить до іонізації газу, яку можна було б виміряти<br>. | ||
| − | Для вимірювання потоку нейтронів камеру розділяють на дві однакових частини. У першій половині вимірюють фонову іонізацію газу від альфа-, бета- чи гамма-випромінювання, у другій частині камери на стінки наносять бор-10 (для іонізаційних камер, що вимірюють великі потоки нейтронів в ядерних реакторах) або уран-235 (для камер, що вимірюють малі потоки нейтронів). При захопленні нейтрона ядром урану-235 відбувається вимушений поділ ядра і додаткова іонізація газу в об'ємі камери осколками поділу. Бор-10 при захопленні нейтрона розпадається на ядро літію-7 і альфа-частку. Різниця в іонізації обох об'ємів камери є пропорційною до потоку нейтронів. Варіант іонізаційної камери з ураном-235 (чи іншим ізотопом, що зазнає поділу ядра) на електродах називається камерою поділу. Іноді камеру заповнюють газоподібною сполукою 10BF3 — трифторидом бору-10, що дозволяє покращити ефективність реєстрації осколків. | + | Для вимірювання потоку нейтронів камеру розділяють на дві однакових частини. У першій половині вимірюють фонову іонізацію газу від альфа-, бета- чи гамма-випромінювання, <br> |
| + | у другій частині камери на стінки наносять бор-10 (для іонізаційних камер, що вимірюють великі потоки нейтронів в ядерних реакторах) або уран-235 (для камер, що вимірюють малі <br> | ||
| + | потоки нейтронів). При захопленні нейтрона ядром урану-235 відбувається вимушений поділ ядра і додаткова іонізація газу в об'ємі камери осколками поділу. Бор-10 при захопленні <br> | ||
| + | нейтрона розпадається на ядро літію-7 і альфа-частку. Різниця в іонізації обох об'ємів камери є пропорційною до потоку нейтронів. Варіант іонізаційної камери <br> | ||
| + | з ураном-235 (чи іншим ізотопом, що зазнає поділу ядра) на електродах називається камерою поділу. Іноді камеру заповнюють газоподібною сполукою 10BF3 — трифторидом бору-10,<br> | ||
| + | що дозволяє покращити ефективність реєстрації осколків.<br> | ||
| − | При вимірюванні потоків нейтронів іонізаційні камери можуть працювати в трьох режимах: | + | При вимірюванні потоків нейтронів іонізаційні камери можуть працювати в трьох режимах:<br> |
| − | імпульсному — при вимірюванні малих потоків нейтронів; | + | імпульсному — при вимірюванні малих потоків нейтронів;<br> |
| − | струмовому — при вимірюванні великих потоків нейтронів; | + | струмовому — при вимірюванні великих потоків нейтронів;<br> |
| − | флуктуаційному — середнє між імпульсним і струмовим режимами. | + | флуктуаційному — середнє між імпульсним і струмовим режимами.<br> |
| − | Використовується на АЕС в апаратурі контролю нейтронного потоку (АКНП) для вимірювання нейтронної потужності реактора. | + | Використовується на АЕС в апаратурі контролю нейтронного потоку (АКНП) для вимірювання нейтронної потужності реактора.<br> |
| + | |||
| + | |||
| + | Варіюючи форму електродів іонізаційної камери, склад і тиск газу, що наповнює її, забезпечують найкращі умови для реєстрації певного виду випромінювання.<br> | ||
| + | В іонізаційних камерах для дослідження часток з коротким пробігом джерело поміщають усередині камери або в корпусі роблять тонкі вхідні віконця із слюди або синтетичних матеріалів. <br> | ||
| + | У іонізаційних камер для дослідження гамма-випромінювань іонізація обумовлена вторинними електронами, вибитими з атомів газу або стінок іонізаційної камери. Чим більшим є об'єм іонізаційної камери, тим більше іонів утворюють вторинні електрони. Тому для вимірювання γ-випромінювання малої інтенсивності застосовують іонізаційні камери великого об'єму (декілька літрів і більше). | ||
==Фото, відео-матеріали== | ==Фото, відео-матеріали== | ||
| − | [ | + | [[Файл:RTG_radiation_measurement.jpg|330px]] |
| + | [[Файл:Ionisation chambe.jpg|200px]] | ||
| + | [[Файл:10244.jpg |200px]] | ||
==Список використаних джерел== | ==Список використаних джерел== | ||
| − | Абрамов А. И., Казанский Ю. А., Матусевич Е. С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Атомиздат, 1977. — 528 с. | + | *1 Абрамов А. И., Казанский Ю. А., Матусевич Е. С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Атомиздат, 1977. — 528 с.<br> |
| − | Иванов В. И. Курс дозиметрии: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 400 с. — ISBN — 5-283-02968-9 | + | *2 Иванов В. И. Курс дозиметрии: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 400 с. — ISBN — 5-283-02968-9 <br> |
| − | Сидоренко В. В., Кузнецов Ю. А., Оводенко А. А. Детекторы ионизирующих излучений на судах: Справочник. — Л.: Судостроение, 1984. — 240 с. | + | *3 Сидоренко В. В., Кузнецов Ю. А., Оводенко А. А. Детекторы ионизирующих излучений на судах: Справочник. — Л.: Судостроение, 1984. — 240 с.<br> |
| − | І.М.Кучерук, І.Т.Горбачук, П.П.Луцик (2006). Загальний курс фізики: Навчальний посібник у 3-х т. Київ: Техніка. | + | *4 І.М.Кучерук, І.Т.Горбачук, П.П.Луцик (2006). Загальний курс фізики: Навчальний посібник у 3-х т. Київ: Техніка.<br> |
| − | + | *5 [https://books.google.com.ua/books?id=ZlzXCQAAQBAJ&pg=PA108&dq=%D0%86%D0%BE%D0%BD%D1%96%D0%B7%D0%B0%D1%86%D1%96%D0%B9%D0%BD%D1%96&hl=ru&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=%D0%86%D0%BE%D0%BD%D1%96%D0%B7%D0%B0%D1%86%D1%96%D0%B9%D0%BD%D1%96&f=false Іонізаційна камера] | |
| − | < | + | *6 [http://www.orau.org/ptp/collection/ionchamber/ionizationchambers.htm Ionization Chambers] |
| + | * 7 [http://leksika.com.ua/11871122/ure/ionizatsiyna_kamera «Іонізаційна камера»] | ||
Поточна версія на 19:18, 21 травня 2017
Єлькін Валентин, 36 група'
Зміст
Загальний опис (принцип дії)
Іонізаційна камера по своїй суті є повітряним або газовим електричним конденсатором, до електродів якого прикладена різниця потенціалів.
При попаданні іонізуючих часток в простір між електродами там утворюються електрони та іони газу, які, переміщаючись в електричному полі,
створюють електричний струм, пропорційний до швидкості виникнення зарядів і, відповідно, й потужності дози опромінення, що фіксується апаратурою реєстрації[2].
Характерною особливістю іонізаційної камери, на відміну від інших газонаповнених давачів, є порівняно мала напруженість електричного поля в газовому проміжку,
таким чином струм не залежить від напруги на електродах і дорівнює добутку заряду електрона на число пар іонів.
Історична довідка
У 1912 році фізик Віктор Гесс проводив експеримент з іонізаційній камерою, встановленою на повітряній кулі.
Що це за камера, запитаєте ви мене? Це такий герметичний ящик, наповнений газом з двома електродами, між якими
створюється велика напруга. Альфа, бета і гамма-випромінювання, що іонізують газ, а електрони та іони, що створюють електричний струм.
За сходимо принципам раюотают лічильники Гейгера і пожежні датчики диму. Так ось Гесс очікував виявити зменшення іонізації в
атмосфері із зростанням висоти, проте результат був прямо протилежним. Він вирішив, що це випромінювання, проникаюча на нашу планету з космосу,
а атмосфера просто розсіює його все більше з наближенням до Землі. Це зараз ми уявляємо собі природу цих частинок, а ось на початку XX пошук
засобів виявлення цих частинок став справжнім викликом для вчених-фізиків. Двоє чоловіків особливо просунулися у цій справі. Це були Чарльз Томас Різ Вільсон і Дональд Глейзер.
Технічні характеристики іонізаційної камери AEC Sensor
| Камери AEC Sensor | |||||||
| Азон енергії/напруга на трубці | (40 ... 150) кВ | ||||||
| Діапазон інтенсивності дози | (0,5 ... 1000) мкГр/с | ||||||
| Діапазон дози опромінення1) | (1 ... 100) мкГр | ||||||
| Роздільна здатність (можна вибирати) | 0,025 мкГр | ||||||
| Діапазон часу опромінення1) | 1 мс ... 10 с | ||||||
| Відмінність у чутливості між полями детектора | < 5% | ||||||
| Коефіцієнт ослаблення1) | < 1,04 | ||||||
| Алюмінієвий еквівалент | < 0,75 mm Al | ||||||
| Напруга живлення (позитивна і негативна) | ±(11,5 ... 16)V DC | ||||||
| Цифровий вихід (RS 422), тривалість імпульсу | 2 мкс | ||||||
| Модуль для лінійної зміни напруги | 0 ... 10 В | ||||||
Сфера застосування
Іонізаційні камери дозволяють вимірювати не тільки альфа-, бета- або гамма-випромінювання, але й нейтронне випромінювання, що досить важко, так як
нейтрони не несуть заряду і їх проходження через газовий об'єм камери не приводить до іонізації газу, яку можна було б виміряти
.
Для вимірювання потоку нейтронів камеру розділяють на дві однакових частини. У першій половині вимірюють фонову іонізацію газу від альфа-, бета- чи гамма-випромінювання,
у другій частині камери на стінки наносять бор-10 (для іонізаційних камер, що вимірюють великі потоки нейтронів в ядерних реакторах) або уран-235 (для камер, що вимірюють малі
потоки нейтронів). При захопленні нейтрона ядром урану-235 відбувається вимушений поділ ядра і додаткова іонізація газу в об'ємі камери осколками поділу. Бор-10 при захопленні
нейтрона розпадається на ядро літію-7 і альфа-частку. Різниця в іонізації обох об'ємів камери є пропорційною до потоку нейтронів. Варіант іонізаційної камери
з ураном-235 (чи іншим ізотопом, що зазнає поділу ядра) на електродах називається камерою поділу. Іноді камеру заповнюють газоподібною сполукою 10BF3 — трифторидом бору-10,
що дозволяє покращити ефективність реєстрації осколків.
При вимірюванні потоків нейтронів іонізаційні камери можуть працювати в трьох режимах:
імпульсному — при вимірюванні малих потоків нейтронів;
струмовому — при вимірюванні великих потоків нейтронів;
флуктуаційному — середнє між імпульсним і струмовим режимами.
Використовується на АЕС в апаратурі контролю нейтронного потоку (АКНП) для вимірювання нейтронної потужності реактора.
Варіюючи форму електродів іонізаційної камери, склад і тиск газу, що наповнює її, забезпечують найкращі умови для реєстрації певного виду випромінювання.
В іонізаційних камерах для дослідження часток з коротким пробігом джерело поміщають усередині камери або в корпусі роблять тонкі вхідні віконця із слюди або синтетичних матеріалів.
У іонізаційних камер для дослідження гамма-випромінювань іонізація обумовлена вторинними електронами, вибитими з атомів газу або стінок іонізаційної камери. Чим більшим є об'єм іонізаційної камери, тим більше іонів утворюють вторинні електрони. Тому для вимірювання γ-випромінювання малої інтенсивності застосовують іонізаційні камери великого об'єму (декілька літрів і більше).
Фото, відео-матеріали
Список використаних джерел
- 1 Абрамов А. И., Казанский Ю. А., Матусевич Е. С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Атомиздат, 1977. — 528 с.
- 2 Иванов В. И. Курс дозиметрии: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 400 с. — ISBN — 5-283-02968-9
- 3 Сидоренко В. В., Кузнецов Ю. А., Оводенко А. А. Детекторы ионизирующих излучений на судах: Справочник. — Л.: Судостроение, 1984. — 240 с.
- 4 І.М.Кучерук, І.Т.Горбачук, П.П.Луцик (2006). Загальний курс фізики: Навчальний посібник у 3-х т. Київ: Техніка.
- 5 Іонізаційна камера
- 6 Ionization Chambers
- 7 «Іонізаційна камера»
