Trong thời đại của những thảm họa do con người gây ra, cần phải tự bảo vệ mình khỏi những hậu quả của chúng dưới dạng ô nhiễm phóng xạ. Và đối với điều này, bức xạ ion hóa phải được phát hiện. Do đó, trong trường hợp không có các thiết bị công nghiệp, bất kỳ người nghiệp dư về radio nào cũng có thể thử tự làm một bộ đếm Geiger bằng tay của mình.
Bộ đếm Geiger là gì?
Để đo nền phóng xạ, các nhà khoa học và kỹ sư đã phát triển thiết bị - máy đếm Geiger. Là một cảm biến cho bức xạ alpha, beta và gamma, một ống phóng khí kín chứa đầy hỗn hợp khí trơ được sử dụng, được đặt theo tên của những người phát minh ra máy đếm Geiger-Muller. Nhưng những thiết bị chuyên nghiệp không dễ tiếp cận với người dân hiện đại và khá đắt tiền.
Một số loại cấu trúc như vậy đã được phát triển. Bộ đếm Geiger tự làm từ đèn neon có thể trở thành kẻ rình rập không chuẩn bị nhất để tồn tại trong thế giới hậu tận thế.
Nhiều kiểu thiết kế ngẫu hứngQuầy Geiger
Bộ đếm Geiger đã được phát triển và sản xuất bởi nhiều nhà thiết kế nghiệp dư bằng chính tay của họ. Có nhiều tùy chọn thiết kế. Các kế hoạch phát triển tự làm tại nhà phổ biến nhất được biết đến:
- Máy đo bức xạ, sử dụng bộ khởi động huỳnh quang hoặc neon làm cảm biến beta và gamma.
- Một chỉ báo bức xạ tự chế đơn giản dựa trên cảm biến STS-5.
- Máy đo liều đơn giản nhất có cảm biến SBM-20.
- Chỉ thị bức xạ kích thước nhỏ dựa trên cảm biến SBT-9.
- Chỉ báo bức xạ ion hóa dựa trên cảm biến từ thiết bị bán dẫn - điốt.
- Chỉ thị bức xạ đơn giản nhất với thiết bị phóng điện tự chế làm từ chai và lon PET.
Ưu nhược điểm của kiểu dáng
Thiết kế của máy đo liều lượng và chỉ thị bức xạ tự chế sử dụng cảm biến SBM-20, STS-5, SBT-9 khá đơn giản và có độ nhạy cao. Nhưng chúng có một nhược điểm rất quan trọng - chúng là cảm biến công nghiệp về bức xạ ion hóa, rất khó tiếp cận và mua đắt.
Chỉ thị bức xạ với cảm biến thiết bị bán dẫn rẻ, nhưng do đặc tính bán dẫn không tuyến tính nên rất khó cài đặt, nhạy cảm với sự thay đổi của nhiệt độ và điện áp cung cấp.
Thiết bị có cảm biến tự chế từ chai PET cực kỳ đơn giản, nhưng cần một mạch điện có bóng bán dẫn hiệu ứng trường, thứ mà không phải thợ tự làm nào cũng có được. Ngoài ra, các bóng bán dẫn hiệu ứng trường dễ bị đánh thủng dưới tác động mạnhbức xạ.
Giá cả phải chăng nhất là những thiết kế có cảm biến khởi động từ đèn huỳnh quang hoặc đèn neon bị lỗi. Những nhược điểm của cảm biến từ bộ khởi động, giống như đèn neon, bao gồm nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và điện áp cung cấp, cần phải che chắn cảm biến khỏi ánh sáng và bức xạ điện từ. Những lợi thế bao gồm dễ dàng tạo và thiết lập bộ đếm Geiger bằng chính tay của bạn.
Sơ đồ chỉ thị bức xạ với đèn neon làm cảm biến
Tự tay làm bộ đếm Geiger nên bắt đầu bằng cách nghiên cứu sơ đồ mạch của thiết bị. Mạch này sử dụng bóng đèn neon làm cảm biến gamma và beta.
Hãy xem xét sơ đồ mạch.
Diode D1 dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều. Để cung cấp một điện áp không đổi 100 V, một mạch ổn định dựa trên một diode zener D2 đã được sử dụng. Các thông số của điện trở R1 phụ thuộc vào điện áp nguồn Vac và được tính theo công thức
R1=(Vac-100V) / (5 mA).
Biến trở R2 đặt điện áp trên bóng đèn neon thấp hơn điện áp đánh lửa một chút. Đèn neon ở chế độ chờ không được sáng. Khi các hạt phóng xạ bay qua bóng đèn thủy tinh, khí trơ sẽ ion hóa và đèn nhấp nháy.
Tại thời điểm đèn nhấp nháy, sẽ xảy ra sụt áp trên điện trở R3 và đèn neon sẽđiện áp, nhỏ hơn điện áp giữ. Sẽ không có dòng điện chạy trên đèn cho đến khi nó được đốt cháy bởi một hạt ion hóa. Tại thời điểm có dòng điện ngắn chạy qua đèn, loa sẽ phát ra tiếng tách lớn. Sau khi tự tay bạn lắp ráp bộ đếm Geiger từ đèn neon, bạn có thể bắt đầu thiết lập nó.
Thiết lập và hiệu chỉnh bộ đếm Geiger
Mô hình đã phát triển của bộ đếm Geiger hậu khải huyền rất dễ dàng để thiết lập bằng tay của chính bạn. Với điện trở biến đổi R2, thiết bị được đặt ở chế độ chờ, sắp kích hoạt cảm biến từ đèn neon. Hơn nữa, đối với thí nghiệm, một miếng giẻ có bụi tiếp cận chỉ thị về độ phóng xạ và độ nhạy của thiết bị được điều chỉnh bằng điện trở điều chỉnh R2. Vì bụi chứa đầy đồng vị phóng xạ, đèn neon báo độ phóng xạ sẽ nhấp nháy định kỳ khi được điều chỉnh thích hợp, đầu loa sẽ tạo ra âm thanh và tiếng lách cách.
Để hiệu chuẩn thiết bị chính xác hơn, bạn phải sử dụng nguồn bức xạ có sẵn. Nó có thể là một công tắc bật tắt từ thiết bị vô tuyến quân sự với một phốt pho phóng xạ phát sáng được áp dụng cho nó. Việc hiệu chuẩn được thực hiện bằng liều kế tiêu chuẩn mẫu. Tần suất hoạt động của máy đếm Geiger tự chế được điều chỉnh thành tần số đếm mức bức xạ của máy đo liều công nghiệp. Để hiệu chuẩn, cũng có thể sử dụng nguồn bức xạ tiêu chuẩn, thường được trang bị với liều kế quân sự.
Vật liệu và dụng cụ để lắp ráp bộ đếm Geiger
Khi lắp ráp bộ đếm Geiger bằng chính tay bạn, vật liệubất kỳ có sẵn cho một nghiệp dư đài phát thanh có thể được sử dụng. Điều chính là xếp hạng của các thành phần vô tuyến tương ứng với sơ đồ trên. Cần chọn đúng đèn neon làm cảm biến sao cho điện áp đánh lửa xấp xỉ 100 V. Trong trường hợp này, các linh kiện vô tuyến điện có thể được nhập khẩu và sản xuất trong nước. Các thông số của các bộ phận phải được chọn bằng cách sử dụng tài liệu tham khảo.
Điều quan trọng cần lưu ý là trong sơ đồ mạch đã cho, điện áp cung cấp xoay chiều từ nguồn điện lưới 220 V được sử dụng theo mạch không có biến áp và điều này gây nguy hiểm điện giật cho cơ thể. Để tránh chấn thương do điện, vỏ thiết bị phải được làm bằng vật liệu cách điện. Vì mục đích này, plexiglass, getinax, sợi thủy tinh, polystyrene và các loại laminates khác là phù hợp.
Khi tự tay bạn lắp ráp bộ đếm Geiger, công cụ đa dạng nhất sẽ được sử dụng:
- Cần có mỏ hàn điện 60W để hàn các bộ phận vô tuyến điện.
- Cưa sắt được sử dụng rộng rãi để cắt lá sợi thủy tinh, trong sản xuất bảng mạch in. Nó được sử dụng để cắt và cắt các bộ phận cơ thể bằng nhựa.
- Máy khoan điện dùng để khoan lỗ trên bảng mạch in, lắp ráp vỏ máy ở các góc.
- Nhíp rất cần thiết để làm việc với các bộ phận nhỏ khi hàn và lắp mạch điện.
- Máy cắt bên được khuyên dùng để cắt các dây dẫn nhô ra của các bộ phận vô tuyến.
- Để vận hành thiết bị, người thử nghiệm sơ cấp là hoàn toàn cần thiết, bạn sẽ cầnđo điện áp tại các điểm kiểm tra, cũng như các thông số điện khác.
- Đối với nguồn điện tự động của bộ đếm Geiger hậu khải huyền, bạn nên kết nối pin 4,5-9 V, loại pin này sử dụng bất kỳ mạch chuyển đổi điện áp đơn giản nào lên đến 220 V AC.
Phải tuân thủ an toàn khi làm việc với điện và chất phóng xạ.
