Du har sikkert sett mange ganger, spesielt i filmer, serier eller dokumentarer, den berømte Gigerteller, for å måle ioniserende stråling. Vel, du bør vite at du kan lage en selv ved å bruke Arduino. Et veldig interessant vitenskapelig prosjekt som du vil lære om disse enhetene, og du vil også kunne gjøre målinger i ditt område.
Så la oss gå dit...
Hva er en geigerteller?
For de som ikke vet ennå, a Geigerteller, også kjent som Geiger-Müller-røret, er et instrument designet for å oppdage og måle ioniserende radioaktivitet. Det er et grunnleggende verktøy innen felt som kjernefysikk, nukleærmedisin og strålevern. Dens hovedfunksjon er å telle ioniserende partikler, som alfa-, beta-partikler og gammastråler, som sendes ut av radioaktive materialer, derav navnet: "teller".
Drift
Betjeningen av Geigertelleren er basert på et enkelt, men effektivt prinsipp: ionisering av en gass. For å gjøre dette består den av følgende grunnleggende deler:
- Geiger-Müller rør: Hjertet i disken er et sylindrisk metallrør med en sentral fintrådselektrode. Rommet mellom sylinderen og ledningen er fylt med en edelgass, slik som argon, ved lavt trykk.
- Høyspent generator: En høy spenning påføres mellom sylinderen og ledningen, og skaper et sterkt elektrisk felt. Når en ioniserende partikkel kommer inn i røret, kolliderer den med gassmolekyler, slår av elektroner og skaper positive ioner. De frigjorte elektronene akselereres av det elektriske feltet og kolliderer med andre gassmolekyler, og skaper flere ioner i en prosess som kalles skred. Dette rushet av elektroner produserer en kort puls av elektrisk strøm som kan oppdages og forsterkes av en elektronisk krets.
- Motvirke: Den elektroniske kretsen teller disse pulsene og viser resultatet på en skjerm, som indikerer antall partikler oppdaget i et gitt tidsintervall. Det vil si at hver elektrisk puls generert av et snøskred representerer deteksjonen av en ioniserende partikkel. Den elektroniske kretsen teller disse pulsene og viser dem på en skjerm, og gir et mål på den radioaktive aktiviteten.
Det er viktig å fremheve noen tilleggsdetaljer, husk at radioaktive partikler har nok energi til å rive elektroner fra gassatomer, det vil si å generere positive ioner og på den annen side frie elektroner. Når de frigjorte elektronene akselereres av det elektriske feltet mot anoden (sentraltråden), under skredet, genereres en reaksjon som fortsetter, som ville vise en vedvarende måling. For å unngå dette og for å foreta nøyaktige målinger i hvert øyeblikk, gjennomføres en ekstinksjonsprosess som forhindrer at den elektriske ladningen blir kontinuerlig. En av de vanligste praksisene for denne bråkjølingen er å tilsette en liten mengde halogengass for å absorbere elektronene og ionene, og dermed gjenopprette tilstanden til røret for neste måling.
Alternativer tilgjengelig for å lage Geiger-telleren med Arduino
Når du vet hva en geigerteller er og forstår hvordan den fungerer, er neste ting å vite hvordan du kan bygg din egen enhet for å måle ioniserende stråling av miljøet ditt enkelt, billig og nøyaktig.
En Amazon du har et av disse rørene allerede laget, i en modul som er kompatibel med Arduino, noe som gjør ting mye enklere. Videre er det ikke lett å kjøpe disse sensorene eller rørene separat, og de er dyre. Du kan finne noen fra sovjettiden brukt på nettet, men det er best å kjøpe denne:
También eksisterer interessante sett å sette sammen, med alt du trenger, som kan være til stor hjelp, og som du kan lage din egen sak til ved hjelp av 3D-printing og dermed ha et mer kompakt format og lik de kommersielle:
Og hvis du er en DIY altmuligmann og ønsker lodd komponentene fra bunnen av, kan du få denne andre:
Senere vil vi også analysere hvordan du setter den opp og programmerer den...