Du har sikkert set mange gange, især i film, serier eller dokumentarfilm, de berømte Gigertæller, til at måle ioniserende stråling. Nå, du skal vide, at du kan oprette en selv ved hjælp af Arduino. Et meget interessant videnskabeligt projekt, som du vil lære om disse enheder, og du vil også være i stand til at foretage målinger i dit område.
Så lad os gå derhen...
Hvad er en geigertæller?
For dem, der ikke ved det endnu, a Geigertæller, også kendt som Geiger-Müller-rør, er et instrument designet til at detektere og måle ioniserende radioaktivitet. Det er et grundlæggende værktøj inden for områder som kernefysik, nuklearmedicin og strålingsbeskyttelse. Dens hovedfunktion er at tælle ioniserende partikler, såsom alfa-, beta-partikler og gammastråler, som udsendes af radioaktive materialer, deraf navnet: "tæller".
drift
Betjeningen af Geigertælleren er baseret på et simpelt, men effektivt princip: ionisering af en gas. For at gøre dette består den af følgende grundlæggende dele:
- Geiger-Müller rør: Hjertet i tælleren er et cylindrisk metalrør med en central fintrådselektrode. Rummet mellem cylinderen og tråden er fyldt med en ædelgas, såsom argon, ved lavt tryk.
- Højspændingsgenerator: En højspænding påføres mellem cylinderen og ledningen, hvilket skaber et stærkt elektrisk felt. Når en ioniserende partikel kommer ind i røret, kolliderer den med gasmolekyler, slår elektroner af og skaber positive ioner. De frigivne elektroner accelereres af det elektriske felt og kolliderer med andre gasmolekyler, hvilket skaber flere ioner i en proces kaldet lavine. Denne strøm af elektroner producerer en kort puls af elektrisk strøm, der kan detekteres og forstærkes af et elektronisk kredsløb.
- Tæller: Det elektroniske kredsløb tæller disse impulser og viser resultatet på et display, der angiver antallet af detekterede partikler i et givet tidsinterval. Det vil sige, at hver elektrisk impuls genereret af en lavine repræsenterer påvisningen af en ioniserende partikel. Det elektroniske kredsløb tæller disse impulser og viser dem på et display, hvilket giver et mål for den radioaktive aktivitet.
Det er vigtigt at fremhæve nogle yderligere detaljer, husk på, at radioaktive partikler har nok energi til at rive elektroner fra gasatomer, det vil sige generere positive ioner og på den anden side frie elektroner. Når de frigivne elektroner accelereres af det elektriske felt mod anoden (den centrale ledning), under lavinen, genereres en reaktion, der fortsætter, hvilket ville vise en vedvarende måling. For at undgå dette og for at foretage præcise målinger i hvert øjeblik, udføres en ekstinktionsproces, der forhindrer den elektriske ladning i at blive kontinuerlig. En af de mest almindelige fremgangsmåder for denne quenching er at tilføje en lille mængde halogengas for at absorbere elektronerne og ionerne og således genvinde rørets tilstand til næste måling.
Muligheder tilgængelige for at oprette Geiger-tælleren med Arduino
Når du først ved, hvad en geigertæller er og forstår, hvordan den virker, er den næste ting at vide, hvordan du kan byg din egen enhed til at måle ioniserende stråling af dit miljø nemt, billigt og præcist.
En Amazon du har allerede oprettet et af disse rør i et modul, der er kompatibelt med Arduino, hvilket gør tingene meget nemmere. Derudover er det ikke let at købe disse sensorer eller rør separat, og de er dyre, du kan finde nogle fra sovjettiden brugt online, men det er bedst at købe denne:
Ingen produkter fundet.
Der er også interessante sæt at samle, med alt hvad du skal bruge, som kan være til stor hjælp, og som du kan lave din egen sag til ved hjælp af 3D-print og dermed få et mere kompakt format og magen til de kommercielle:
Ingen produkter fundet.
Og hvis du er en DIY handyman og ønsker lodde komponenterne fra bunden, du kan få denne anden:
Ingen produkter fundet.
Senere vil vi også analysere, hvordan man sætter det op og programmerer det...