Zagotovo ste že velikokrat, predvsem v filmih, serijah ali dokumentarcih, videli slavne Gigerjev števec za merjenje ionizirajočega sevanja. No, vedeti morate, da ga lahko ustvarite sami z uporabo Arduina. Zelo zanimiv znanstveni projekt, s katerim boste spoznali te naprave in boste lahko opravljali tudi meritve v vaši okolici.
Torej, pojdimo tja ...
Kaj je Geigerjev števec?
Za tiste, ki še ne veste, a Geigerjev števec, znan tudi kot Geiger-Müllerjeva cev, je instrument, namenjen odkrivanju in merjenju ionizirajoče radioaktivnosti.. Je temeljno orodje na področjih, kot so jedrska fizika, jedrska medicina in zaščita pred sevanjem. Njegova glavna naloga je štetje ionizirajočih delcev, kot so alfa, beta delci in žarki gama, ki jih oddajajo radioaktivni materiali, od tod tudi njegovo ime: "števec".
operacija
Delovanje Geigerjevega števca temelji na preprostem, a učinkovitem principu: ionizacija plina. Da bi to naredili, je sestavljen iz naslednjih temeljnih delov:
- Geiger-Müllerjeva cev: Srce števca je valjasta kovinska cev s sredinsko fino žično elektrodo. Prostor med jeklenko in žico je pri nizkem tlaku napolnjen z žlahtnim plinom, kot je argon.
- Visokonapetostni generator: Visoka napetost se uporablja med valjem in žico, kar ustvarja močno električno polje. Ko ionizirajoči delec vstopi v cev, trči z molekulami plina, odbije elektrone in ustvari pozitivne ione. Sproščene elektrone pospeši električno polje in trčijo z drugimi molekulami plina, pri čemer nastane več ionov v procesu, imenovanem plaz. Ta naval elektronov povzroči kratek impulz električnega toka, ki ga lahko zazna in ojača elektronsko vezje.
- Števec: Elektronsko vezje prešteje te impulze in prikaže rezultat na zaslonu, ki prikazuje število zaznanih delcev v danem časovnem intervalu. To pomeni, da vsak električni impulz, ki ga ustvari plaz, predstavlja detekcijo ionizirajočega delca. Elektronsko vezje prešteje te impulze in jih prikaže na zaslonu ter tako izmeri radioaktivno aktivnost.
Pomembno je poudariti nekaj dodatnih podrobnosti, ne pozabite, da imajo radioaktivni delci dovolj energije, da odtrgajo elektrone iz atomov plina, torej ustvarjajo pozitivne ione in na drugi strani proste elektrone. Ko sproščene elektrone pospeši električno polje proti anodi (centralni žici), med plazom nastane reakcija, ki se nadaljuje, kar bi pokazalo vzdržno merjenje. Da bi se temu izognili in da bi v vsakem trenutku izvajali natančne meritve, se izvede postopek ekstinkcije, ki preprečuje, da bi električni naboj postal neprekinjen. Ena najpogostejših praks za to dušenje je dodajanje majhne količine halogenskega plina za absorbcijo elektronov in ionov, s čimer se obnovi stanje cevi za naslednjo meritev.
Na voljo so možnosti za ustvarjanje Geigerjevega števca z Arduinom
Ko enkrat veste, kaj je Geigerjev števec in razumete, kako deluje, je naslednja stvar, da veste, kako lahko izdelajte svojo napravo za merjenje ionizirajočega sevanja vašega okolja enostavno, poceni in natančno.
En Amazon imate eno od teh cevi že ustvarjeno, v modulu, združljivem z Arduinom, kar zelo olajša stvari. Poleg tega nakup teh senzorjev ali cevi ločeno ni enostaven in so dragi. Nekaj rabljenih senzorjev iz sovjetske dobe lahko najdete na spletu, vendar je najbolje kupiti tega:
También existen zanimivi kompleti za sestavljanje, z vsem, kar potrebujete, kar vam je lahko v veliko pomoč in za katerega lahko s 3D tiskom ustvarite svoj ovitek in tako bolj kompakten format ter podoben komercialnim:
In, če ste DIY mojster in želite spajkajte komponente iz nič, lahko dobite to drugo:
Kasneje bomo analizirali tudi, kako ga nastaviti in programirati ...