Яагаад хий ялгаруулах гейгер тоолуур хэрэгтэй вэ? Geiger тоолуур: төхөөрөмж ба гэр ахуйн хувилбарууд

Хийн ялгаралт Гейгер-Мюллер (G-M) тоолуур. Зураг 1 нь инертийн хийгээр дүүргэсэн шилэн цилиндр (бөмбөлөг) юм

галоген хольц) атмосферийн бага зэрэг доогуур даралтын дор. Бөмбөлөг доторх нимгэн металл цилиндр нь катодын K үүрэг гүйцэтгэдэг; Анод А нь цилиндрийн төвөөр дамждаг нимгэн дамжуулагч юм. Анод ба катодын хооронд хүчдэл үүсдэг У IN =200-1000 В. Анод ба катод нь радиометрийн төхөөрөмжийн электрон хэлхээнд холбогдсон.

Зураг 1 Цилиндр хэлбэртэй Гейгер-Мюллерийн тоолуур.

1 – анодын утас 2 – хоолой хэлбэрийн катод

У В - өндөр хүчдэлийн эх үүсвэр

Р n - ачааллын эсэргүүцэл

ХАМТ В – салгах ба хадгалах сав

R – заалттай хувиргагч

ξ - цацрагийн эх үүсвэр.

G-M тоолуурыг ашигласнаар та бүх цацрагийн тоосонцорыг бүртгэх боломжтой (амархан шингэдэг α-бөөмсөөс бусад); Эсрэг биед β-бөөмүүдийг шингээхээс сэргийлэхийн тулд нимгэн хальсаар бүрхэгдсэн нүхтэй байдаг.

G-M тоолуурын онцлогуудыг тайлбарлая.

β-бөөмүүд тоолуурын хийн молекулуудтай шууд харилцан үйлчилдэг бол нейтрон ба γ-фотонууд (цэнэггүй бөөмс) нь хийн молекулуудтай сул харилцан үйлчилдэг. Энэ тохиолдолд ион үүсэх механизм өөр байна.

бид дозиметрийн хэмжилт хийх болно орчин K ба А цэгүүдийн ойролцоо бид олж авсан өгөгдлийг хүснэгтэд оруулна. 1.

Хэмжилт хийхийн тулд танд хэрэгтэй:

1. Дозиметрийг тэжээлийн эх үүсвэрт (9V) холбоно.

2. Дозиметрийн арын хэсэгт детекторын цонхыг хаалт (дэлгэц)-ээр хаа.

3. Шилжүүлэгчийг тохируулна ууMODE(горим) γ (“P”) байрлал руу шилжүүлнэ.

4. Шилжүүлэгчийг тохируулна ууRANGE(хүрээ) байрлал рууx1 (П n =0.1-50 мкЗв/цаг).

5. Дозиметрийн тэжээлийн унтраалгыг байрлалд тохируулнаАСААЛТТАЙ(Асаалттай).

6. Хэрэв x1 байрлалд дуут дохио сонсогдож, дэлгэцийн тооны эгнээ бүрэн дүүрсэн бол та x10 (P) муж руу шилжих хэрэгтэй. n =50-500 мкЗв/цаг).

7. Импульсийн нийлбэр дууссаны дараа дозиметрийн дэлгэц дээр чадалтай тэнцэх тунг харуулна.П Hγ мкЗв/цаг; 4-5 секундын дотор. уншилтыг дахин тохируулах болно.

8. Дозиметр дахин цацрагийн хэмжилт хийхэд бэлэн байна. Хэмжилтийн шинэ мөчлөг автоматаар эхэлнэ.

Хүснэгт 1.

Ажлын талбар дахь үр дүнгийн утгыг (AB) томъёогоор тодорхойлно

=
, μSv/цаг (6)

- дозиметрийн заалт нь нэг цэгт цацрагийн суурь утгыг өгдөг;

Хэмжилтийн цэг бүрийн цацрагийн хэмжээ нь хэлбэлзлийн хуульд захирагддаг. Тиймээс хэмжсэн утгын хамгийн их магадлалтай утгыг олж авахын тулд хэд хэдэн хэмжилт хийх шаардлагатай;

- β-цацрагийн дозиметрийн үед хэмжилтийг судалж буй биеийн гадаргуугийн ойролцоо хийх ёстой.

4. Хэмжилт хийх. P.1. Байгалийн туяаны цацрагийн эквивалент тунгийн хэмжээг тодорхойлох.

Хүрээлэн буй орчны γ-арын дэвсгэрийг тодорхойлохын тулд бид бие биендээ хүрэлгүйгээр бие биенээсээ ~1 метрийн зайд байрлах A, K хоёр цэгийг (ямар нэгэн объект (бие)) сонгоно.

Нейтрон нь катодын атомуудтай харилцан үйлчилж, цэнэгтэй бичил хэсгүүд (цөмийн хэсгүүд) үүсгэдэг. Гамма цацраг

голчлон катодын бодис (атомууд) -тай харилцан үйлчилж, фотоны цацраг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хийн молекулуудыг ионжуулдаг.

Тоологчийн эзэлхүүнд ионууд гарч ирмэгц анод-катодын цахилгаан талбайн нөлөөн дор цэнэгийн хөдөлгөөн эхэлнэ.

Анодын ойролцоо цахилгаан талбайн хүч чадлын шугамууд огцом нягтардаг (анодын судлын жижиг диаметрийн үр дагавар), талбайн хүч огцом нэмэгддэг. Утас руу ойртож буй электронууд асар их хурдатгал авах ба a төвийг сахисан хийн молекулын иончлолын нөлөөлөл , бие даасан титмийн ялгадас нь судлын дагуу тархдаг.

Энэхүү цэнэгийн энергийн улмаас бөөмийн анхны импульсийн энерги огцом нэмэгддэг (10 хүртэл) 8 нэг удаа). Титмийн ялгадас тархах үед зарим цэнэгүүд их хэмжээний эсэргүүцлээр аажмаар урсах болно Р n ~10 6 Ом (Зураг 1). Эсэргүүцэл дээр байгаа илрүүлэгчийн хэлхээндР nОдоогийн импульс нь бөөмийн анхны урсгалтай пропорциональ харагдах болно. Үүссэн гүйдлийн импульс нь хадгалах багтаамж С руу шилждэг В (С~10 3 picofarad), хувиргах хэлхээний R-ээр улам олшруулж, бүртгэгддэг.

Маш их эсэргүүцэлтэй байдагР nилрүүлэгчийн хэлхээнд сөрөг цэнэгүүд анод дээр хуримтлагдахад хүргэдэг. Анодын цахилгаан талбайн хүч буурч, зарим үед цохилтын иончлол тасалдаж, цэнэггүй болно.

Үүссэн хийн ялгаралтыг унтраахад тоолуурын хийд агуулагдах галоген чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Галогенүүдийн иончлох чадвар нь инертийн хийнүүдээс бага байдаг тул галоген атомууд нь өөрөө ялгардаг фотонуудыг илүү идэвхтэй шингээж, энэ энергийг сарних энерги болгон хувиргаж, улмаар өөрөө ялгаралтыг унтраадаг.

Нөлөөллийн иончлол (болон титмийн ялгадас) тасалдсаны дараа хийг анхны (ажлын) байдалд нь оруулах үйл явц эхэлдэг. Энэ хугацаанд тоолуур ажиллахгүй, i.e. дамжин өнгөрөх бөөмсийг бүртгэдэггүй. Энэ интервал

цагийг "үхсэн цаг" (сэргээх хугацаа) гэж нэрлэдэг. G-M тоолуурын хувьдүхсэн цаг = Δт~10 -4 секунд.

G-M тоолуур нь цэнэгтэй тоосонцор тус бүрийн цохилтод хариу үйлдэл үзүүлж, эрчим хүчээр ялгахгүйгээр хариу үйлдэл үзүүлдэг боловч хэрэв хүч нь буурвал

нийт цацрагийн хэмжээ өөрчлөгдөөгүй бол импульсийн тоолох хурд нь цацрагийн хүчин чадалтай пропорциональ болж, тоолуурыг цацрагийн тунгийн нэгжээр тохируулж болно.

Хийн ялгаралтыг өөрөө унтраадаг детекторын чанарыг импульсийн дундаж давтамжаас хамааруулан тодорхойлно.Нхүчдэлийн нэгж цаг тутамдУтүүний электродууд дээр тогтмол цацрагийн эрчимтэй . Энэхүү функциональ хамаарлыг детекторын тоолох шинж чанар гэж нэрлэдэг (Зураг 2).

Зураг 2-оос харахад хэзээУ < У 1 Хэрэглэсэн хүчдэл нь цэнэглэгдсэн тоосонцор эсвэл гамма квант детекторыг цохиход хийн ялгаралт үүсэхэд хангалтгүй юм. Хүчдэлээс эхэлнэ У IN > У 2 Цохилтын ионжуулалт нь тоолуурт тохиолддог, титмийн ялгадас катодын дагуу тархдаг бөгөөд тоолуур нь бараг бүх бөөмсийн дамжуулалтыг бүртгэдэг. Өсөлттэй хамт У IN өмнөУ 3 (2-р зургийг үз) бүртгэгдсэн импульсийн тоо бага зэрэг нэмэгдэж байгаа нь эсрэг хийн иончлолын зэрэг бага зэрэг нэмэгдсэнтэй холбоотой юм. Сайн G-M тоолуур нь графикийн хэсэгтэй У 2 өмнөУ Р бараг бие даасанУ IN , өөрөөр хэлбэл тэнхлэгтэй зэрэгцээ гүйдэгУ IN , дундаж импульсийн давтамж нь бараг бие даасан байдагУ IN .

Цагаан будаа. 2. Хийн ялгаруулалтыг өөрөө унтраадаг детекторын тоолох шинж чанар.

3. П-ийг хэмжихэд багажийн харьцангуй алдаа n : δР n = ±30%.

Эсрэг импульс хэрхэн цацрагийн тунгийн заалт болж хувирдагийг тайлбарлая.

Тогтмол цацрагийн хүчин чадалтай үед импульсийн тоолох хурд нь цацрагийн хүчин чадалтай (хэмжсэн тун) пропорциональ байдаг нь батлагдсан. Цацрагийн тунгийн хэмжээг хэмжих нь энэ зарчим дээр суурилдаг.

Тоолуур дээр импульс гарч ирмэгц энэ дохиог дахин тооцоолох нэгжид дамжуулж, түүнийг үргэлжлэх хугацаа, далайц, нийлбэрээр шүүж, үр дүнг эрчим хүчний тунгийн нэгжээр тоолуурын дэлгэц рүү дамжуулдаг.

Тоолох хурд ба хэмжсэн чадлын хоорондох захидал харилцаа, i.e. Дозиметрийг (үйлдвэрт) цацрагийн мэдэгдэж буй эх үүсвэрийн дагуу тохируулна с 137 .

1908 онд Германы физикч Ханс Гейгер Эрнст Рутерфордын эзэмшдэг химийн лабораторид ажиллаж байжээ. Тэнд тэд мөн ионжуулсан камер болох цэнэглэгдсэн бөөмийн тоолуурыг туршихыг хүссэн. Тасалгаа нь цахилгаан конденсатор байсан бөгөөд доор нь хий дүүргэсэн байв өндөр даралт. Пьер Кюри мөн энэ төхөөрөмжийг практикт ашиглаж, хий дэх цахилгааныг судалжээ. Гейгерийн санаа - ионы цацрагийг илрүүлэх нь дэгдэмхий хийн иончлолын түвшинд тэдний нөлөөлөлтэй холбоотой байв.

1928 онд Германы эрдэмтэн Вальтер Мюллер Гейгертэй хамтран ажиллаж байхдаа ионжуулагч хэсгүүдийг бүртгэдэг хэд хэдэн тоолуур бүтээжээ. Цацрагийн цаашдын судалгаанд эдгээр төхөөрөмжүүд хэрэгтэй байсан. Физик нь туршилтын шинжлэх ухаан учраас бүтцийг хэмжихгүйгээр оршин тогтнох боломжгүй юм. γ, β, α гэсэн хэдхэн цацрагийг илрүүлсэн. Гейгерийн даалгавар бол бүх төрлийн цацрагийг мэдрэмтгий багажаар хэмжих явдал байв.

Geiger-Muller тоолуур нь энгийн бөгөөд хямд цацраг идэвхт мэдрэгч юм. Биш нарийн багаж, энэ нь бие даасан хэсгүүдийг барьж авдаг. Энэхүү техник нь ионжуулагч цацрагийн нийт ханалтыг хэмждэг. Физикчид туршилт хийхдээ үнэн зөв тооцоолол гаргахын тулд үүнийг бусад мэдрэгчтэй хамт ашигладаг.

Ионжуулагч цацрагийн талаар бага зэрэг

Бид детекторын тайлбар руу шууд очиж болох боловч хэрэв та ионжуулагч цацрагийн талаар бага мэддэг бол түүний ажиллагаа нь ойлгомжгүй мэт санагдах болно. Цацраг үүсэх үед бодист эндотермик нөлөөлөл үүсдэг. Үүнд эрчим хүч хувь нэмэр оруулдаг. Жишээлбэл, хэт ягаан туяа эсвэл радио долгион нь ийм цацрагт хамаарахгүй, харин хатуу хэт ягаан туяанд хамаардаг. Энд нөлөөллийн хязгаарыг тодорхойлно. Энэ төрлийг фотоник гэж нэрлэдэг бөгөөд фотонууд нь өөрөө γ-квант юм.

Эрнст Рутерфорд нь суурилуулалтыг ашиглан эрчим хүч ялгаруулах процессыг 3 төрөлд хуваасан соронзон орон:

• γ - фотон;
• α нь гелийн атомын цөм;
• β нь өндөр энергитэй электрон юм.

Та цаасаар өөрийгөө α тоосонцороос хамгаалж чадна. β илүү гүнзгий нэвтэрнэ. Нэвтрэх чадвар γ нь хамгийн өндөр. Эрдэмтэд хожим олж мэдсэн нейтрон бол аюултай бөөмс юм. Тэд хэдэн арван метрийн зайд ажилладаг. Цахилгаан саармагтай тул тэд янз бүрийн бодисын молекулуудтай урвалд ордоггүй.

Гэсэн хэдий ч нейтронууд атомын төвд амархан хүрч, түүнийг устгахад хүргэдэг бөгөөд үүний үр дүнд цацраг идэвхт изотопууд үүсдэг. Изотопууд задрахад ионжуулагч цацраг үүсгэдэг. Цацраг туяа хүлээн авсан хүн, амьтан, ургамал, органик бус объектоос хэд хоногийн турш цацраг ялгардаг.

Гейгер тоолуурын дизайн ба ажиллах зарчим

Энэхүү төхөөрөмж нь метал эсвэл шилэн хоолойноос бүрддэг бөгөөд дотор нь язгуур хий (аргон-неон хольц эсвэл бодисууд) ордог цэвэр хэлбэр). Хоолойд агаар байхгүй. Хийг даралтын дор нэмсэн бөгөөд архи, галогенийн хольцыг агуулдаг. Хоолойг бүхэлд нь сунгасан утас байна. Төмрийн цилиндр нь түүнтэй зэрэгцээ байрладаг.

Утсыг анод, хоолойг катод гэж нэрлэдэг. Тэд хамтдаа электродууд юм. Электродуудад өндөр хүчдэл өгдөг бөгөөд энэ нь өөрөө цэнэггүйдэл үүсгэдэггүй. Хийн орчинд иончлолын төв гарч ирэх хүртэл индикатор нь энэ төлөвт байх болно. Хасах нь тэжээлийн эх үүсвэрээс хоолойд холбогдсон ба нэмэх нь өндөр түвшний эсэргүүцэлээр чиглүүлсэн утсанд холбогдсон байна. Бид хэдэн арван зуун вольтын байнгын хангамжийн тухай ярьж байна.

Хоолойд бөөмс ороход эрхэм хийн атомууд түүнтэй мөргөлддөг. Холбоо барих үед хийн атомуудаас электронуудыг зайлуулдаг энерги ялгардаг. Дараа нь хоёрдогч электронууд үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь мөн мөргөлдөж, шинэ ион ба электронуудын массыг үүсгэдэг. Анод руу чиглэсэн электронуудын хурд нь цахилгаан орон зайд нөлөөлдөг. Энэ процессын явцад цахилгаан гүйдэл үүсдэг.

Мөргөлдөөний үед бөөмсийн энерги алдагдаж, ионжуулсан хийн атомуудын нийлүүлэлт дуусдаг. Цэнэглэсэн тоосонцор нь хий ялгаруулах Гейгерийн тоолуур руу ороход хоолойн эсэргүүцэл буурч, хуваагдлын дундах цэгийн хүчдэл нэн даруй буурдаг. Дараа нь эсэргүүцэл дахин нэмэгддэг - энэ нь хүчдэлийг сэргээхэд хүргэдэг. Импульс нь сөрөг болж хувирдаг. Төхөөрөмж нь импульсийг харуулдаг бөгөөд бид тэдгээрийг тоолж, бөөмсийн тоог тооцоолох боломжтой.

Гейгер тоолуурын төрлүүд

Дизайнаар Geiger тоолуур нь хавтгай ба сонгодог гэсэн хоёр төрөлтэй.

Сонгодог

Нимгэн Атираат металлаар хийсэн. Атираат хоолойноос болж хоолой нь хатуулаг, гадны нөлөөнд тэсвэртэй байдлыг олж авдаг бөгөөд энэ нь түүний хэв гажилтаас сэргийлдэг. Хоолойн төгсгөлүүд нь шилэн эсвэл хуванцар тусгаарлагчаар тоноглогдсон бөгөөд тэдгээр нь төхөөрөмжид гарах тагтай байдаг.

Лак нь хоолойн гадаргуу дээр (хар тугалганаас бусад) хэрэглэнэ. Сонгодог тоолуур нь хүн бүрт зориулсан бүх нийтийн хэмжих детектор гэж тооцогддог мэдэгдэж байгаа төрөл зүйлцацраг. Ялангуяа γ ба β-ийн хувьд.

Хавтгай

Зөөлөн бета цацрагийг бүртгэх мэдрэмтгий тоолуур нь өөр дизайнтай байдаг. Цөөн тооны бета тоосонцортой тул бие нь хавтгай хэлбэртэй байдаг. β-г сул хаадаг гялтганууртай цонх байдаг. BETA-2 мэдрэгч нь эдгээр төхөөрөмжүүдийн нэгний нэр юм. Бусад хавтгай тоолуурын шинж чанар нь материалаас хамаарна.

Geiger тоолуурын параметрүүд ба ажиллах горимууд

Тоолуурын мэдрэмжийг тооцоолохын тулд дээжээс авсан микрорентгений тоог энэ цацрагийн дохионы тоонд харьцуулна. Төхөөрөмж нь бөөмийн энергийг хэмждэггүй тул туйлын үнэн зөв тооцоолол өгдөггүй. Төхөөрөмжүүдийг изотопын эх үүсвэрээс авсан дээж ашиглан тохируулдаг.

Мөн та дараах параметрүүдийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Ажлын талбай, орох цонхны талбай

Бичил хэсгүүдийн дамжин өнгөрөх заагч хэсгийн шинж чанар нь түүний хэмжээнээс хамаарна. Талбай нь илүү өргөн байх тусам илүү их тоотоосонцор баригдах болно.

Ажиллах хүчдэл

Хүчдэл нь дундаж үзүүлэлттэй тохирч байх ёстой. Ашиглалтын шинж чанар нь тогтмол импульсийн тооноос хүчдэлээс хамаарах хавтгай хэсэг юм. Түүний хоёр дахь нэр нь өндөрлөг юм. Энэ үед төхөөрөмж дээд зэргийн идэвхжилд хүрч, хэмжилтийн дээд хязгаар гэж нэрлэгддэг. Утга - 400 вольт.

Ажлын өргөн

Ажлын өргөн нь онгоцны гаралтын хүчдэл ба оч ялгаруулах хүчдэлийн зөрүү юм. Утга нь 100 вольт.

Налуу

Энэ утгыг 1 вольт дахь импульсийн тооны хувиар хэмждэг. Энэ нь импульсийн тооллогын хэмжилтийн алдааг (статистик) харуулдаг. Утга нь 0.15% байна.

Температур

Тоолуурыг ихэвчлэн ашигладаг тул температур нь чухал юм хүнд нөхцөл. Жишээлбэл, реакторуудад. Тоолуурууд ерөнхий хэрэглээ: -50-аас +70 хэм хүртэл.

Ажлын нөөц

Нөөц нь төхөөрөмжийн уншилт буруу болох хүртэл бүртгэгдсэн бүх импульсийн нийт тоогоор тодорхойлогддог. Хэрэв төхөөрөмж өөрөө өөрийгөө унтраах органик бодис агуулсан бол импульсийн тоо нэг тэрбум болно. Зөвхөн ажиллах хүчдэлийн төлөв байдалд нөөцийг тооцоолох нь зүйтэй. Төхөөрөмжийг хадгалах үед урсгалын хурд зогсдог.

Сэргээх хугацаа

Энэ нь ионжуулагч тоосонцортой урвалд орсны дараа төхөөрөмж цахилгаан дамжуулахад шаардагдах хугацаа юм. Хэмжилтийн хүрээг хязгаарладаг импульсийн давтамжийн дээд хязгаар байдаг. Утга нь 10 микросекунд.

Сэргээх хугацаанаас болж (мөн үхсэн цаг гэж нэрлэдэг) төхөөрөмж шийдвэрлэх мөчид бүтэлгүйтэх боломжтой. Хэт давахаас сэргийлэхийн тулд үйлдвэрлэгчид хар тугалга дэлгэц суурилуулдаг.

Тоолуур нь дэвсгэртэй юу?

Арын дэвсгэрийг зузаан ханатай хар тугалгатай камерт хэмждэг. Ердийн утга нь минутанд 2-оос ихгүй импульс юм.

Цацрагийн дозиметрийг хэн, хаана ашигладаг вэ?

Гейгер-Мюллер тоолуурын олон өөрчлөлтийг үйлдвэрлэлийн хэмжээнд үйлдвэрлэдэг. Тэдний үйлдвэрлэл ЗХУ-ын үед эхэлсэн бөгөөд одоо үргэлжилж байгаа боловч ОХУ-д байна.

Төхөөрөмжийг ашигладаг:

• цөмийн үйлдвэрлэлийн байгууламжид;
• шинжлэх ухааны хүрээлэнгүүдэд;
• анагаах ухаанд;
• гэртээ.

Чернобылийн АЦС-ын ослын дараа жирийн иргэд ч дозиметр худалдаж авсан. Бүх төхөөрөмжүүд Geiger тоолууртай. Ийм дозиметр нь нэг буюу хоёр хоолойгоор тоноглогдсон байдаг.

Geiger тоолуурыг өөрийн гараар хийх боломжтой юу?

Өөрөө тоолуур хийх нь хэцүү байдаг. Танд цацрагийн мэдрэгч хэрэгтэй, гэхдээ хүн бүр үүнийг худалдаж авч чадахгүй. Тоолуурын хэлхээ нь өөрөө эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан - жишээлбэл, физикийн сурах бичигт үүнийг бас хэвлэдэг. Гэсэн хэдий ч зөвхөн жинхэнэ "солгой гар" хүн гэртээ төхөөрөмжийг хуулбарлах боломжтой болно.

Авьяаслаг бие даан сургасан гар урчууд флюресцент ламп, улайсдаг чийдэн ашиглан гамма болон бета цацрагийг хэмжих чадвартай тоолуурыг орлуулж сурсан. Тэд мөн эвдэрсэн тоног төхөөрөмжийн трансформатор, Гейгер хоолой, таймер, конденсатор, янз бүрийн самбар, резисторыг ашигладаг.

Дүгнэлт

Цацраг туяаг оношлохдоо тоолуурын өөрийн дэвсгэрийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Зохих зузаантай хар тугалганы хамгаалалттай байсан ч бүртгэлийн хурдыг дахин тохируулдаггүй. Энэ үзэгдэл нь тайлбартай байдаг: үйл ажиллагааны шалтгаан нь хар тугалганы давхаргаар нэвтрэн орж буй сансрын цацраг юм. Мюонууд дэлхийн гадаргуу дээгүүр минут тутамд нисдэг бөгөөд үүнийг тоолуур 100% магадлалтайгаар бүртгэдэг.

Өөр нэг суурь эх үүсвэр байдаг - төхөөрөмж өөрөө хуримтлагдсан цацраг. Тиймээс Geiger тоолууртай холбоотойгоор элэгдлийн талаар ярих нь зүйтэй юм. Төхөөрөмжид илүү их цацраг хуримтлагдах тусам түүний өгөгдлийн найдвартай байдал буурдаг.

Улмаас байгаль орчны үр дагавархолбоотой хүний ​​үйл ажиллагаа цөмийн эрчим хүчЦацраг идэвхт бодисыг бүтээгдэхүүнийхээ бүрэлдэхүүн хэсэг буюу үндэс болгон ашигладаг аж үйлдвэр (цэргийг оролцуулан) гэхэд цацрагийн аюулгүй байдал, цацрагийн дозиметрийн үндсийг судлах нь өнөөдөр нэлээд хамааралтай сэдэв болж байна. Ионжуулагч цацрагийн байгалийн эх үүсвэрээс гадна хүний ​​үйл ажиллагааны үр дүнд цацраг туяагаар бохирдсон газрууд жил бүр нэмэгдсээр байна. Тиймээс өөрийн болон ойр дотны хүмүүсийнхээ эрүүл мэндийг хамгаалахын тулд тухайн газар нутаг, эд зүйл, хоол хүнсний бохирдлын зэргийг мэдэх хэрэгтэй. Дозиметр нь үүнд тусална - тодорхой хугацааны туршид ионжуулагч цацрагийн үр дүнтэй тун эсвэл хүчийг хэмжих төхөөрөмж.

Та хийж эхлэхээсээ өмнө (эсвэл худалдаж авах) энэ төхөөрөмжийнхэмжиж буй параметрийн мөн чанарын талаархи ойлголттой байх шаардлагатай. Ионжуулагч цацраг (цацраг) нь фотонуудын урсгал юм энгийн бөөмсэсвэл бодисыг ионжуулах чадвартай атомын хуваагдлын хэсгүүд. Хэд хэдэн төрөлд хуваагдана. Альфа цацрагальфа бөөмсийн урсгал юм - гелий-4 цөм, альфа бөөмс цацраг идэвхт задрал, цаасаар амархан зогсоож болох тул аюул нь голчлон биед нэвтэрсэн тохиолдолд тохиолддог. Бета цацраг- энэ бол бета задралын үед үүсдэг электронуудын урсгал бөгөөд 1 МэВ хүртэлх энергитэй бета хэсгүүдээс хамгаалахад хэдэн мм зузаантай хөнгөн цагаан хавтан хангалттай. Гамма цацрагЭнэ нь цэнэггүй өндөр энергитэй фотонуудаас бүрддэг тул илүү их нэвтрэх чадвартай байдаг; хэд хэдэн см-ийн давхаргад хүнд элементүүд (хар тугалга гэх мэт) хамгаалахад үр дүнтэй байдаг. Бүх төрлийн ионжуулагч цацрагийг нэвтрүүлэх чадвар нь эрчим хүчээс хамаардаг.

Гейгер-Мюллерийн тоолуурыг ихэвчлэн ионжуулагч цацрагийг илрүүлэхэд ашигладаг. Энэ нь энгийн бөгөөд үр ашигтай төхөөрөмжИхэнхдээ энэ нь дотроос нь металлжуулсан металл эсвэл шилэн цилиндр бөгөөд энэ цилиндрийн тэнхлэгийн дагуу сунасан нимгэн металл утас бөгөөд цилиндр өөрөө ховордсон хийгээр дүүрдэг. Үйл ажиллагааны зарчим нь нөлөөллийн ионжуулалт дээр суурилдаг. Ионжуулагч цацраг тоолуурын хананд тусах үед электронууд нь хийн дотор хөдөлж, хийн атомуудтай мөргөлдсөн электронууд атомуудаас электронуудыг устгаж, эерэг ион, чөлөөт электронуудыг үүсгэдэг. Цахилгаан оронкатод ба анодын хооронд электронууд нь иончлолын нөлөөлөл эхэлдэг энерги хүртэл хурдасдаг. Ионы нуранги үүсч, анхдагч тээвэрлэгчийг үржүүлэхэд хүргэдэг. Хангалттай өндөр талбайн хүч чадалтай үед эдгээр ионуудын энерги нь хоёрдогч нуранги үүсгэхэд хангалттай болж, улмаар тоолуураар дамжин өнгөрөх гүйдэл огцом нэмэгдэхэд хүргэдэг.

Бүх Geiger тоолуур бүх төрлийн ионжуулагч цацрагийг илрүүлж чаддаггүй. Тэд альфа, бета, гамма цацрагт нэг төрлийн цацрагт мэдрэмтгий байдаг ч ихэнхдээ бусад цацрагийг тодорхой хэмжээгээр илрүүлж чаддаг. Жишээлбэл, SI-8B Geiger тоолуур нь зөөлөн бета цацрагийг бүртгэх зориулалттай (тиймээ, бөөмсийн энергиээс хамааран цацрагийг зөөлөн ба хатуу гэж хувааж болно), гэхдээ энэ мэдрэгч нь альфа цацраг болон гамма цацрагт бага зэрэг мэдрэмтгий байдаг. цацраг туяа.

Гэсэн хэдий ч нийтлэлийн загварт ойртох тусам бидний даалгавар бол аль болох энгийн, байгалийн зөөврийн, Гейгер тоолуур, эс тэгвээс дозиметр хийх явдал юм. Энэ төхөөрөмжийг хийхийн тулд би зөвхөн SBM-20-г барьж чадсан. Энэхүү Geiger тоолуур нь хатуу бета болон гамма цацрагийг илрүүлэх зориулалттай. Бусад ихэнх тоолуурын нэгэн адил SBM-20 нь 400 вольтын хүчдэлд ажилладаг.

Geiger-Muller SBM-20 тоолуурын үндсэн шинж чанарууд (лавлах номноос авсан хүснэгт):

Энэ тоолуур нь ионжуулагч цацрагийг хэмжих нарийвчлал харьцангуй бага боловч цацрагийн тун нь хүний ​​зөвшөөрөгдөх тунгаас хэтэрсэн эсэхийг тодорхойлоход хангалттай юм. Одоогийн байдлаар SBM-20-ийг олон гэр ахуйн дозиметрт ашиглаж байна. Гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд хэд хэдэн хоолойг нэг дор ихэвчлэн ашигладаг. Гамма цацрагийн хэмжилтийн нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхийн тулд дозиметрүүд нь бета цацрагийн шүүлтүүрээр тоноглогдсон байдаг бөгөөд энэ тохиолдолд дозиметр нь зөвхөн гамма цацрагийг бүртгэдэг боловч маш нарийвчлалтай байдаг.

Цацрагийн тунг хэмжихдээ чухал байж болох хэд хэдэн хүчин зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Тэр ч байтугай хамт бүрэн байхгүйионжуулагч цацрагийн эх үүсвэр болох Гейгер тоолуур тодорхой тооны импульс үүсгэдэг. Энэ бол эсрэг дэвсгэр гэж нэрлэгддэг дэвсгэр юм. Үүнд хэд хэдэн хүчин зүйл орно: тоолуурын материалын цацраг идэвхт бохирдол, тоолуурын катодоос аяндаа электрон ялгарах, сансрын цацраг. Энэ бүхэн нь цаг хугацааны нэгжид тодорхой тооны "нэмэлт" импульс өгдөг.

Тиймээс SBM-20 Geiger тоолуур дээр суурилсан энгийн дозиметрийн диаграмм:

Би хэлхээг талхны самбар дээр угсардаг:

Хэлхээ нь ховор хэсгүүдийг агуулдаггүй (мэдээжийн хэрэг, тоолуураас бусад) бөгөөд програмчлагдсан элементүүд (микроконтроллерууд) агуулаагүй бөгөөд энэ нь хэлхээг богино хугацаанд угсрах боломжийг олгоно. тусгай хөдөлмөр. Гэсэн хэдий ч ийм дозиметр нь масштабыг агуулдаггүй бөгөөд цацрагийн тунг товшилтын тоогоор чихээр тодорхойлох ёстой. Энэ бол сонгодог сонголт юм. Хэлхээ нь 9 вольт - 400 вольт хүчдэлийн хувиргагчаас бүрдэнэ.

NE555 чип нь ажиллах давтамж нь ойролцоогоор 14 кГц байдаг мультивибратор агуулдаг. Ашиглалтын давтамжийг нэмэгдүүлэхийн тулд та R1 резисторын утгыг ойролцоогоор 2.7 кОм хүртэл бууруулж болно. Энэ нь таны сонгосон (эсвэл магадгүй таны хийсэн) багалзуурыг чичрэх чимээ гаргавал ашигтай байх болно - үйл ажиллагааны давтамж нэмэгдэхийн хэрээр чичигнэх чимээ алга болно. L1 ороомог нь 1000 - 4000 μH-ийн үнэлгээтэй байх шаардлагатай. Тохиромжтой индукторыг олох хамгийн хурдан арга бол шатсан эрчим хүчний хэмнэлттэй чийдэн юм. Ийм багалзуурыг хэлхээнд ашигладаг бөгөөд дээрх зураг дээр ихэвчлэн импульсийн трансформаторыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг цөм дээр ороосон байдаг. Т1 транзисторыг дор хаяж 400 вольтын ус зайлуулах эх үүсвэрийн хүчдэлтэй өөр ямар ч n-сувагтай талбайн нөлөөллийн транзистортой ашиглаж болно, илүү тохиромжтой. Ийм хөрвүүлэгч нь 400 вольтын хүчдэлд хэдхэн миллиампер гүйдэл үүсгэх боловч энэ нь Гейгерийн тоолуурыг хэд хэдэн удаа ажиллуулахад хангалттай байх болно. Хэлхээний хүчийг унтраасны дараа цэнэглэгдсэн конденсатор C3 нь бага багтаамжтай тул дахин 20-30 секундын турш ажиллана. VD2 дарагч нь хүчдэлийг 400 вольт хүртэл хязгаарладаг. С3 конденсаторыг дор хаяж 400 - 450 вольтын хүчдэлд ашиглах ёстой.

Ямар ч пьезо чанга яригч эсвэл чанга яригчийг Ls1 болгон ашиглаж болно. Ионжуулагч цацраг байхгүй тохиолдолд гүйдэл нь R2 - R4 резистороор дамждаггүй (зураг дээрх талхны самбар дээр таван резистор байгаа боловч тэдгээрийн нийт эсэргүүцэл нь хэлхээнд тохирч байна). Харгалзах тоосонцор Гейгерийн тоолуур руу ороход мэдрэгч дотор хий ионжиж, эсэргүүцэл нь огцом буурч, одоогийн импульс үүсдэг. Конденсатор C4 нь тогтмол хэсгийг таслаж, зөвхөн одоогийн импульсийг чанга яригч руу дамжуулдаг. Бид товшилтыг сонсдог.

Миний хувьд хоёрыг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг цэнэглэдэг батерейхуучин утаснаас (хоёр, учир нь ашигласан элементийн суурийн улмаас хэлхээг эхлүүлэхийн тулд шаардлагатай хүч нь 5.5 вольтоос их байх ёстой).

Тиймээс хэлхээ нь ажилладаг, хааяа товшиж байдаг. Одоо яаж ашиглах вэ. Хамгийн энгийн сонголт бол энэ нь бага зэрэг дарах явдал юм - бүх зүйл сайн, байнга эсвэл бүр тасралтгүй дардаг - муу. Өөр нэг сонголт бол минутанд импульсийн тоог ойролцоогоор тоолж, товшилтын тоог microR/h болгон хөрвүүлэх явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд та лавлах номноос Geiger тоолуурын мэдрэмжийн утгыг авах хэрэгтэй. Гэсэн хэдий ч өөр өөр эх сурвалжууд үргэлж өөр өөр тоо баримт өгдөг. Сонгосон Гейгерийн тоолуурын хувьд лавлагаа цацрагийн эх үүсвэртэй лабораторийн хэмжилт хийх нь хамгийн тохиромжтой. Тиймээс SBM-20-ийн хувьд мэдрэмжийн утга нь 60-78 импульс/мкР хооронд хэлбэлздэг. өөр өөр эх сурвалжболон лавлах номууд. Тиймээс бид нэг минутын дотор импульсийн тоог тооцоолсон, дараа нь бид энэ тоог 60-аар үржүүлж, нэг цагийн доторх импульсийн тоог ойролцоогоор гаргаж, энэ бүгдийг мэдрэгчийн мэдрэмжээр, өөрөөр хэлбэл 60 эсвэл 78-аар эсвэл илүү ойр байгаагаар хуваадаг. бодит байдалд, эцэст нь бид microR/h утгыг авдаг. Илүү найдвартай утгыг авахын тулд хэд хэдэн хэмжилт хийж, тэдгээрийн хоорондох арифметик дундажийг тооцоолох шаардлагатай. Аюулгүй цацрагийн түвшний дээд хязгаар нь ойролцоогоор 20-25 мкР/цаг байна. Зөвшөөрөгдөх түвшин нь ойролцоогоор 50 мкР/цаг хүртэл байна. IN өөр өөр улс орнуудтоо өөр байж болно.

P.S. Өрөө, ус гэх мэт газарт нэвтэрч буй радон хийн агууламжийн тухай нийтлэл намайг энэ сэдвийг авч үзэхэд хүргэсэн. В өөр өөр бүс нутагулс, түүний эх сурвалж.

Радио элементүүдийн жагсаалт

1.4 Гейгер-Мюллерийн тоолуур

IN Пропорциональ тоолуурын хувьд хийн ялгаралт нь зөвхөн хийн эзэлхүүний нэг хэсэгт л хөгждөг. Нэгдүгээрт, үүн дотор анхдагч иончлол үүсч, дараа нь электронуудын нуранги үүсдэг. Үлдсэн эзэлхүүнийг хийн ялгаруулалтаар нөхөхгүй. Хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр чухал бүс өргөжиж байна. Түүний доторх өдөөгдсөн молекулуудын концентраци нэмэгдэж, улмаар ялгарах фотонуудын тоо нэмэгддэг. Фотоны нөлөөн дор хий нь катод болон молекулуудаас гадагшилдаг.

улам олон фотоэлектронууд. Сүүлийнх нь эргээд тоолуурын эзэлхүүн дэх электронуудын шинэ нуранги үүсгэдэг бөгөөд энэ нь анхдагч иончлолын хийн ялгаралтаар эзэлдэггүй. Тиймээс U хүчдэлийн өсөлт нь тоолуурын эзлэхүүнд хийн ялгаралт тархахад хүргэдэг. Тодорхой хүчдэлийн үед U p. Босго гэж нэрлэгддэг хийн ялгадас нь тоолуурын бүх эзэлхүүнийг хамардаг. U p хүчдэлд Гейгер-Мюллер муж эхэлнэ.

Гейгер тоолуур (эсвэл Гейгер-Мюллерийн тоолуур) нь хоёрдогч иончлолын улмаас цахилгаан дохио нь нэмэгддэг цэнэглэгдсэн энгийн хэсгүүдийн хийгээр дүүрсэн тоолуур юм. хийн хэмжээтоолуур бөгөөд энэ эзлэхүүн дэх бөөмийн үлдээсэн энергиээс хамаарахгүй. 1908 онд Х.Гейгер, Э.Рутерфорд нар зохион бүтээсэн бөгөөд хожим Гейгер, В.Мюллер нар сайжруулсан. ТоолууруудГейгер-Мюллер - ионжуулагч цацрагийн хамгийн түгээмэл мэдрэгч (мэдрэгч).

Гейгер - Мюллер тоолуур -янз бүрийн төрлийн цацраг идэвхт болон бусад ионжуулагч цацрагийг илрүүлэх, судлах зориулалттай хий ялгаруулах төхөөрөмж: α - ба β - бөөмс, γ - квант, гэрлийн ба рентген квант, сансрын туяа, хурдасгуур дахь өндөр энергитэй тоосонцор. Гамма квантуудыг хоёрдогч ионжуулагч хэсгүүд - фотоэлектронууд, Комптон электронууд, электрон-позитрон хосууд ашиглан Гейгер-Мюллерийн тоолуураар бүртгэдэг; нейтронууд нь эсрэг хийд үүссэн буцах цөм ба цөмийн урвалын бүтээгдэхүүнээр бүртгэгддэг. Тоолуур нь бие даасан хүчдэлд тохирсон хүчдэлээр ажилладаг

титэм ялгадас (V хэсэг, Зураг 21).

Цагаан будаа. 21. Гейгер тоолуурын холболтын хэлхээ

Конденсатороор шунтлагдсан R эсэргүүцэлээр хана ба төв электродын хооронд боломжит зөрүү (V) хэрэглэнэ.

C1.

Энэ тоолуур нь цэнэглэгдсэн бөөмийг бүртгэх магадлал бараг зуун хувьтай байдаг

Нэг электрон-ион хос цэнэг үүсэхэд хангалттай.

Бүтцийн хувьд Geiger тоолуур нь пропорциональ тоолууртай ижил аргаар бүтээгдсэн, i.e. нь конденсатор (ихэвчлэн цилиндр хэлбэртэй), маш жигд бус цахилгаан оронтой. Эерэг потенциал (анод) нь дотоод электрод (нимгэн металл утас), сөрөг потенциал (катод) нь гаднах электрод дээр ашиглагддаг. Электродууд нь 13-26 кН/м2 (100-200 мм pm.st.) даралттай хийгээр дүүргэсэн, битүүмжилсэн саванд хаалттай байна. Хэдэн зуун хувийн хүчдэлийг тоолуурын электродуудад хэрэглэнэ. R эсэргүүцэлээр дамжуулж утас руу + тэмдгийг хэрэглэнэ.

Функциональ хувьд Гейгерийн тоолуур нь пропорциональ тоолуурыг давтдаг боловч электродууд дээрх потенциалын зөрүү өндөр байдаг тул детекторын эзэлхүүн дэх нэг электрон нь хүчтэй нурангид хангалттай байх горимд ажилладагаараа сүүлийнхээс ялгаатай. -анодын судлын ойролцоох бүх хэсгийг бүхэлд нь ионжуулах чадвартай хоёрдогч иончлолын (хийн олшруулалт) улмаас үүсэх процесстой төстэй үйл явц. Энэ тохиолдолд одоогийн импульс нь хязгаарлах утгад (ханасан) хүрч, анхдагч иончлолоос хамаардаггүй. Нуранги шиг хөгжиж, энэ үйл явц нь электрод хоорондын зайд электрон-ион үүл үүсч, түүний дамжуулалтыг эрс нэмэгдүүлснээр дуусдаг. Үндсэндээ, бөөмс Гейгерийн тоолуурыг цохих үед бие даасан хийн ялгадас анивчдаг (гал асдаг) бөгөөд энэ нь энгийн хийтэй байсан ч харагдахуйц (хэрэв сав нь тунгалаг бол). Энэ тохиолдолд хийн ашгийн коэффициент 1010 хүрч, импульсийн утга нь хэдэн арван вольт байж болно.

Титмийн ялгадас анивчиж, гүйдэл тоолуураар урсдаг.

Тоолуур дахь цахилгаан талбайн хуваарилалт нь ялгадас нь зөвхөн тоолуурын анодын ойролцоо хэд хэдэн судлын диаметртэй зайд үүсдэг. Электрон судал дээр хурдан хуримтлагддаг (10-6 сек-ээс ихгүй), түүний эргэн тойронд эерэг ионуудын "тохиолдол" үүсдэг. Эерэг орон зайн цэнэг нь анодын үр дүнтэй диаметрийг нэмэгдүүлж, улмаар талбайн хүчийг бууруулдаг тул цэнэг тасалддаг. Эерэг ионы давхарга утаснаас холдох тусам түүний хамгаалалтын нөлөө суларч, анодын ойролцоох талбайн хүч нь шинэ цэнэгийн туяа үүсгэхэд хангалттай. Эерэг ионууд катод руу ойртож, электронуудыг устгаж, өдөөгдсөн төлөвт саармаг идэвхгүй хийн атомууд үүсдэг. Өдөөгдсөн атомууд

катодын ойролцоо электронууд түүний гадаргуугаас гарч, шинэ нуранги үүсгэгч болдог. Гадны нөлөөгүй бол ийм тоолуур нь удаан хугацааны завсарлагатай байх болно.

Тиймээс хангалттай том R (108 -1010 ом) утсан дээр сөрөг цэнэг хуримтлагддаг.

Тэгээд утас ба катодын хоорондох боломжит ялгаа хурдан буурч, ялгадас зогсоход хүргэдэг. Үүний дараа тоолуурын мэдрэмж сэргээгддэг 10-1 -10-3 сек (эсэргүүцэл R-ээр дамжин C багтаамжийг цэнэглэх хугацаа). Энэ нь бөөмс болон электрон нуранги өнгөрсний дараа анодын судлын ойролцоох орон зайг дүүргэсэн удаан эерэг ионууд катод руу очиход шаардагдах хугацаа юм.

Тэгээд Илрүүлэгчийн мэдрэмжийг сэргээсэн. Ийм урт нас барсан хугацаа нь олон програмуудад тохиромжгүй байдаг.

Учир нь практик хэрэглээөөрөө унтраадаггүй Geiger тоолуурыг ашигладаг янз бүрийн арга замуудгадагшлуулахыг зогсоох:

a) Хийн ялгадасыг унтраахад электрон хэлхээг ашиглах. Энэ зорилгоор тохируулсан электрон хэлхээ нь тоолуур руу зөв цагт "эсрэг дохио" илгээдэг бөгөөд энэ нь бие даасан цэнэгийг зогсоож, үүссэн цэнэгтэй хэсгүүдийг бүрэн саармагжуулах хүртэл тоолуурыг хэсэг хугацаанд "барьдаг". Цэнэглэх хэлхээ бүхий ийм тоолуурын шинж чанар нь өөрөө унтрах тоолуурын шинж чанартай ойролцоо байдаг бөгөөд заримдаа тэдгээрээс давж гардаг.

б) Ачааллын эсэргүүцлийн утга ба түүнтэй адилтгах багтаамж, түүнчлэн тоолуурын хүчдэлийн утгыг сонгох зэргээс шалтгаалан унтрах.

IN Ус зайлуулах механизмаас хамааран хоёр бүлэг тоолуурыг ялгадаг: өөрөө унтардаггүй ба өөрөө унтардаг. Өөрөө унтраадаггүй тоолуурын хувьд "үхсэн" хугацаа хэтэрхий урт байна(10-2 сек), түүний хувьд

Үүнийг багасгахын тулд электрон цэнэгийн сааруулагч хэлхээг ашигладаг бөгөөд энэ нь шийдвэрлэх хугацааг катод дахь эерэг ион цуглуулах цаг хүртэл (10-4 сек) бууруулдаг.

Өнөө үед цэнэгийн унтаралтыг R эсэргүүцлээр хангадаг өөрөө унтардаггүй тоолуурыг өөрөө унтраадаг тоолуураар сольж байгаа бөгөөд тэдгээр нь илүү тогтвортой байдаг. Тусгай хий дүүргэлтийн ачаар (архины уур гэх мэт нарийн төвөгтэй молекулуудтай холилдсон инертийн хий ба жижиг

галогенийн хольц - хлор, бром, иод) R бага эсэргүүцэлтэй байсан ч ялгадас нь өөрөө тасалддаг. Өөрөө унтраадаг тоолуурын үхэх хугацаа ~10-4 сек байна.

IN 1937 Трост хэрэв тоолуур аргоноор дүүрсэн бол анхаарал татсан

бага хэмжээний (хэдэн хувь) этилийн спиртийн уур (C2 H5 OH) нэмнэ, дараа нь ионжуулагч хэсгүүдийн тоолуурт үүссэн ялгадас өөрөө алга болно. Дараа нь аргонд полиатомын нарийн төвөгтэй нэгдлүүд бүхий бусад органик нэгдлүүдийн уурыг нэмэх үед тоолуур дахь ялгадас аяндаа алга болдог нь тогтоогджээ. Эдгээр бодисыг ихэвчлэн бөхөөх гэж нэрлэдэг бөгөөд эдгээр бодисыг ашигладаг Гейгер-Мюллерийн тоолуурыг өөрөө унтраах тоолуур гэж нэрлэдэг. Өөрөө унтраах тоолуур нь хоёр (эсвэл түүнээс дээш) хийн хольцоор дүүрдэг. Нэг хий, гол нь хольцын 90 орчим хувийг, нөгөө нь унтраах хий нь 10 орчим хувийг эзэлдэг. Бүрэлдэхүүн хэсгүүд ажлын хольцбөхөөх хийн иончлох боломж нь үндсэн хийн эхний өдөөлтийн потенциалаас бага байх ёстой гэсэн зайлшгүй нөхцөлийг хангасан байх ёстой.

Сэтгэгдэл. Рентген цацрагийг илрүүлэхийн тулд утас ксенон илрүүлэгчийг ихэвчлэн ашигладаг. Үүний нэг жишээ бол SIBERIA ICRU-ийн анхны дотоодын сканнердах дижитал эмнэлгийн флюрограф юм. Рентген тоолуурын өөр нэг хэрэглээ бол рентген флюресцент долгионы тархалтын спектрометр (жишээлбэл, Сугар 200) юм. янз бүрийн элементүүдбодис, материалд. Тодорхойлж буй элементээс хамааран дараахь детекторуудыг ашиглах боломжтой: - 1, 2, 6 микрон зузаантай цонхны урсгалтай пропорциональ детектор, 25 ба 50 микрон зузаантай цонхтой урсгалгүй неон мэдрэгч, - урсгалгүй криптон 100 микрон зузаантай цонхтой детектор, - 200 микрон цонхтой ксенон детектор, 300 микрон цонхтой сцинтилляц детектор.

Өөрөө унтраах тоолуур нь тусгай электрон хэлхээгүйгээр өндөр тоолох хурдыг зөвшөөрдөг

гадагшлуулах унтраах, тиймээс тэдгээр нь өргөн хэрэглэгддэг. Органик бөхөөх хольцтой өөрөө унтраах тоолууртай хязгаарлагдмал хугацааажил (108 -1010 импульс). Галогенүүдийн аль нэгийг унтраах хольц болгон ашиглах үед (бага идэвхтэй Br2 нь ихэвчлэн ашиглагддаг) атомуудад хуваагдсаны дараа (цэвэрлэх явцад) хоёр атомт галоген молекулууд дахин үүсдэг тул ашиглалтын хугацаа бараг хязгааргүй болдог. Галоген тоолуурын сул тал нь галогенийн химийн идэвхжилээс шалтгаалж үйлдвэрлэх технологийн нарийн төвөгтэй байдал, галоген молекулд анхдагч электронуудыг хавсаргасантай холбоотойгоор импульсийн тэргүүлэх ирмэгийн урт өсөх хугацаа юм. Галоген тоолуурын импульсийн урд ирмэгийн "тасархай" нь тэдгээрийг давхцах хэлхээнд ашиглах боломжгүй болгодог.

Тоолуурын үндсэн шинж чанарууд нь: тоолох шинж чанар - тоолох хурдны үйл ажиллагааны хүчдэлээс хамаарах хамаарал; тоолуурын үр ашгийг хувиар илэрхийлнэ, тоологчийн ажлын эзлэхүүнд орж буй бүх тоосонцоруудын тоонд тоологдсон тоосонцоруудын харьцаа; шийдвэрлэх хугацаа -

тэдгээрийг тусад нь бүртгэх импульсийн хоорондох хамгийн бага хугацааны интервал ба тоолуурын ашиглалтын хугацаа.

Цагаан будаа. 22. Лангуунд үхсэн цаг үүсэх схем Гейгер-Мюллер.(Гейгер-Мюллерийн тоолуурт ялгарах үед импульсийн хэлбэр).

Гейгер тоолуурын цацрагийн мэдрэмжийг сэргээхэд шаардагдах хугацаа, түүний гүйцэтгэлийг бодитоор тодорхойлдог "үхсэн" хугацаа нь түүний чухал шинж чанар юм.

Хэрэв t 0 цагт Гейгер-Мюллерийн тоолуурт цөмийн бөөмсөөс үүссэн цэнэг үүсвэл тоолуурын хүчдэл огцом буурна. Тоолуур нь бусад бөөмсийг тодорхой хугацаанд зохицуулах чадваргүй бөгөөд үүнийг үхсэн цаг гэж нэрлэдэг. t 1 мөчөөс эхлэн, i.e. Үхсэн хугацаа дууссаны дараа тоолуурт бие даасан ялгадас дахин гарч болно. Гэсэн хэдий ч эхлээд импульсийн далайц бага хэвээр байна. Сансрын цэнэг катодын гадаргууд хүрсний дараа л тоолуурт хэвийн далайцтай импульс үүсдэг. Тоолуурт бие даасан цэнэг үүсэх t 0 момент ба ажлын хүчдэл сэргээгдэх t 3 мөчийн хоорондох τ s хугацааны интервалыг сэргээх хугацаа гэнэ. Бичлэгийн төхөөрөмж импульсийг тоолохын тулд түүний далайц нь U p тодорхой утгаас хэтрэх шаардлагатай. Өөрөө тогтворгүй ялгадас үүсэх мөч t 0 ба импульсийн t 2 далайцын U p үүсэх моментийн хоорондох хугацааны интервалыг Гейгер-Мюллерийн тоолуурын τ p шийдвэрлэх хугацаа гэнэ. Шийдвэрлэх хугацаа τ p нь үхсэн хугацаанаас арай урт байна.

Хэрэв секунд тутамд олон тооны тоосонцор (хэдэн мянга ба түүнээс дээш) тоологч руу орж байвал τ p нарийвчлалын хугацаа нь импульсийн хоорондох дундаж хугацааны интервалтай харьцуулах боломжтой тул олон тооны импульсийг тооцохгүй. Тоолуурын ажиглагдсан тоолох хурдыг m гэж үзье. Дараа нь тоолох суурилуулалт мэдрэмжгүй байх хугацааны хэсэг нь m τ-тэй тэнцүү байна. Иймээс нэгж хугацаанд алдагдах импульсийн тоо nm τ p, энд n нь шийдвэрлэх хугацаа өчүүхэн бага байсан тохиолдолд ажиглагдах тоолох хурд юм. Тийм ч учраас

Энэ тэгшитгэлээр өгөгдсөн тооллогын хурдны засварыг суултгүй хугацааны засвар гэж нэрлэдэг.

Галоген өөрөө унтраах тоолуур нь тэжээлийн хамгийн бага хүчдэл, гаралтын дохионы маш сайн үзүүлэлт, нэлээд өндөр хурдаар тодорхойлогддог бөгөөд гэр ахуйн цацрагийн хяналтын төхөөрөмжид ионжуулагч цацрагийн мэдрэгч болгон ашиглахад илүү тохиромжтой болох нь батлагдсан.

Тоолуураар илрүүлсэн бөөм бүр нь түүний гаралтын хэлхээнд богино импульс гарч ирдэг. Нэгж хугацаанд тохиолдох импульсийн тоо - Гейгер тоолуурын тоолох хурд нь түвшнээс хамаарна ионжуулагч цацрагба түүний электрод дээрх хүчдэл. Тоолох хурдыг V хүчдэлтэй харьцуулсан ердийн графикийг Зураг дээр үзүүлэв. 23. Энд V хавчаар нь тоолох эхлэлийн хүчдэл, V 1 ба V 2 нь ажлын хэсгийн доод ба дээд хязгаар, өндөрлөг гэж нэрлэгддэг, тоолох хурд нь тоолуурын тэжээлийн хүчдэлээс бараг хамааралгүй байдаг. Үйл ажиллагааны хүчдэл V боол нь ихэвчлэн энэ хэсгийн дунд сонгогддог. Энэ нь N p - энэ горимд тоолох хурдтай тохирч байна.

Цагаан будаа. 23. Гейгер тоолуурын тэжээлийн хүчдэлээс тоолох хурдны хамаарал (Тоолох шинж чанар)

Тоолуурын цацрагийн өртөлтийн түвшингээс тоолох хурдаас хамаарах нь түүний хамгийн чухал шинж чанар юм. Энэ хамаарлын график нь бараг шугаман шинж чанартай тул тоолуурын цацрагийн мэдрэмжийг ихэвчлэн импульс/μR (микрорентгений импульс; энэ хэмжээс нь тоолох хурд - импульс/с - цацрагийн харьцаа) -аар илэрхийлдэг. түвшин - μR/s). IN

заагаагүй тохиолдолд (харамсалтай нь ховор биш) цацрагийн мэдрэмжийг шүүнэ.

тоолуур өөр байх ёстой, энэ нь бас маш их юм чухал параметр- өөрийн суурь. Энэ нь тоолох хурдыг ингэж нэрлэсэн бөгөөд энэ нь гадаад - байгалийн арын цацраг, дотоод - эсрэг бүтцийн өөрөө олдсон радионуклидын цацраг, түүнчлэн түүний катодын аяндаа электрон ялгаралт гэсэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгээс үүсдэг. ("Дозиметрийн суурь" гэдэг нь радио электроникийн "дуу чимээ" гэсэн утгатай бараг ижил утгатай; хоёуланд нь бид тоног төхөөрөмжид үндсээр нь арилгах боломжгүй нөлөөллийн тухай ярьж байна.)

Дахиад нэг чухал шинж чанарГейгер тоолуур нь ионжуулагч хэсгүүдийн энерги ("хатуулаг") -аас цацрагийн мэдрэмжийн хамаарлыг хэлнэ. Мэргэжлийн хэлээр бол энэ харилцааны графикийг "хүчний хөдөлгөөн" гэж нэрлэдэг. Энэ хамаарал хэр зэрэг чухал болохыг зураг дээрх графикаас харж болно. "Хөшүүн морь унах" нь хэмжилтийн нарийвчлалд нөлөөлөх нь дамжиггүй.

Үндсэндээ Geiger тоолуур нь маш энгийн зүйл юм. Амархан ионжсон неон ба аргоноос бүрдэх хийн хольцыг хоёр электродтой, сайтар нүүлгэн шилжүүлсэн битүүмжилсэн цилиндрт оруулна. Цилиндр нь шил, металл гэх мэт байж болно. Ерөнхийдөө тоолуур нь бүх гадаргуу дээрх цацрагийг мэдэрдэг боловч цилиндрт энэ зорилгоор тусгай "цонх" байдаг.

Гейгер тоолуур нь янз бүрийн төрлийн ионжуулагч цацраг - α, β, γ, хэт ягаан туяа, рентген туяа, нейтрон зэрэгт хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай. Гэхдээ тоолуурын бодит спектрийн мэдрэмж нь түүний дизайнаас ихээхэн хамаардаг. Тиймээс α- ба зөөлөн β-цацрагт мэдрэмтгий тоолуурын оролтын цонх нь маш нимгэн байх ёстой; Энэ зорилгоор 3...10 микрон зузаантай гялтгануурыг ихэвчлэн ашигладаг. Хатуу β- ба γ-цацрагт урвалд ордог тоолуурын цилиндр нь ихэвчлэн 0.05...0.06 мм-ийн хананы зузаантай цилиндр хэлбэртэй байдаг (мөн тоолуурын катодын үүрэг гүйцэтгэдэг). Рентген тоологч цонхыг берилли, хэт ягаан туяаны тоолуурыг кварцын шилээр хийсэн.

Цагаан будаа. 24. Гейгерийн тоолуур дахь гамма квантуудын (“хөшүүтэй цохилт”) энергиэс тоолох хурдны хамаарал.

Борыг нейтрон тоолуурт нэвтрүүлж, харилцан үйлчлэлийн явцад нейтроны урсгал нь амархан бүртгэгдсэн α - бөөмс болж хувирдаг. Фотоны цацраг - хэт ягаан туяа, рентген, γ - цацраг - Гейгерийн тоолуур шууд бусаар хүлээн авдаг - фотоэлектрик эффект, Комптон эффект, хос үүсгэх эффектээр дамжуулан; тохиолдол бүрт катодын бодистой харилцан үйлчлэх цацраг нь электронуудын урсгалд хувирдаг.

Цагаан будаа. 25. Гейгер-Мюллерийн тоолуур дээр суурилсан радиометрийн суурилуулалт.

Гейгерийн тоолуур нь нурангид өртдөг төхөөрөмж гэдэг нь бас сул талуудтай - ийм төхөөрөмжийн хариу үйлдэл нь түүний өдөөх үндсэн шалтгааныг шүүх боломжгүй юм. α-бөөм, электрон, γ-квантуудын (эдгээр бүх төрлийн цацрагт урвалд ордог тоолуурт) нөлөөн дор Гейгерийн тоолуураар үүсгэгдсэн гаралтын импульс нь ялгаатай биш юм. Сами

бөөмс, тэдгээрийн энерги нь үүсгэсэн ихэр нурангид бүрэн алга болдог.

Гейгер-Мюллерийн тоолуурын чанарыг ихэвчлэн тоолох шинж чанарын төрлөөр нь үнэлдэг. "Сайн" тоолуурын хувьд тоолох хэсгийн урт нь 100 В-д 3-аас ихгүй налуутай 100-300 В - 5%. Тоолуурын V боолын ажиллах хүчдэлийг ихэвчлэн түүний тоолох дунд сонгоно. талбай.

Талбай дээрх бөөмсийг тоолох хурд нь цөмийн бөөмсийн цацрагийн эрчимтэй пропорциональ өөрчлөгддөг тул Гейгер-Мюллер тоолуурыг амжилттай ашиглаж байна. харьцангуй хэмжилтцацраг идэвхт эх үүсвэрийн үйл ажиллагаа. Олон тооны нэмэлт засварыг харгалзан үзсэн тул үнэмлэхүй хэмжилт хийхэд хэцүү байдаг. Бага эрчимтэй эх үүсвэртэй ажиллахдаа сансрын цацраг, хүрээлэн буй орчны цацраг идэвхт байдал, эсрэг материалын цацраг идэвхт бохирдлоос үүдэлтэй сөрөг дэвсгэрийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Эхэндээ үнэт хий, ялангуяа аргон ба неоныг тоолуур дүүргэх хий болгон ашигладаг байв. Ихэнх тоолуур нь 7-20 смМУБ даралттай байдаг ч заримдаа 1 атм хүртэл өндөр даралттай ажилладаг. Энэ төрлийн тоолуурт ионжуулагч цацрагийг тоолуур руу ороход үүссэн хийн ялгарлыг унтраахын тулд тусгай электрон хэлхээг ашиглах шаардлагатай. Тиймээс ийм тоолуурыг өөрөө унтраадаггүй Гейгер-Мюллерийн тоолуур гэж нэрлэдэг. Тэд маш муу нягтаршилтай байдаг. Албадан гадагшлуулах хэлхээг ашиглах, сайжруулах

нягтрал нь туршилтын тохиргоог ихээхэн хүндрүүлдэг, ялангуяа олон тооны тоолуур нэгэн зэрэг ашиглагддаг бол.

Ердийн шилэн Geiger-Muller тоолуурыг Зураг дээр үзүүлэв. 25.

Цагаан будаа. 25. Шилэн Гейгер-Мюллер тоолуур: 1 –

геометрийн битүүмжилсэн шилэн хоолой; 2 – катод (зэвэрдэггүй ган хоолой дээрх зэсийн нимгэн давхарга); 3 – катодын гаралт; 4 – анод (нимгэн сунгасан утас).

Хүснэгтэнд. 1-д өөрөө унтраадаг галоген Гейгер тоолуурын талаархи мэдээллийг өгдөг

Орос улсад үйлдвэрлэсэн, гэр ахуйн цацрагийн хяналтын төхөөрөмжид хамгийн тохиромжтой.

Тэмдэглэгээ: 1 - ажиллах хүчдэл, V; 2 - өндөрлөг - тэжээлийн хүчдэлээс тоолох хурд бага хамааралтай бүс, V; 3 - тоолуурын өөрийн дэвсгэр, imp/s, илүү биш; 4 - тоолуурын цацрагийн мэдрэмж, импульс / μR (* - кобальт-60-ийн хувьд); 5 - гаралтын импульсийн далайц, V, багагүй; 6 - хэмжээс, мм - диаметр x урт (урт x өргөн x

өндөр); 7.1 - хатуу β - ба γ - цацраг; 7.2 - ижил ба зөөлөн β - цацраг; 7.3 - ижил ба α - цацраг; 7.4 -γ - цацраг туяа.

Зураг.26. Баригдсан Geiger-Muller тоолууртай цаг.

STS-6 төрлийн Geiger-Muller тоолуур нь β ба γ тоосонцорыг тоолдог бөгөөд өөрөө бөхөөх тоолуур юм. Энэ нь 50 мг/(см2) ханын зузаантай зэвэрдэггүй ган цилиндр бөгөөд бат бэхийг бэхжүүлдэг. Тоолуур нь неон ба бромын уурын хольцоор дүүргэгдсэн байдаг. Бром нь ялгадасыг унтраадаг.

Тоолууруудын загвар нь маш олон янз бөгөөд цацрагийн төрөл, түүний энерги, хэмжилтийн техникээс хамаарна).

Гейгер-Мюллерийн тоолуур дээр суурилсан радиометрийн суурилуулалтыг Зураг дээр үзүүлэв. 27. Өндөр хүчдэлийн тэжээлийн эх үүсвэрээс тоолуурт хүчдэл өгдөг. Тоолуураас гарах импульс нь өсгөгчийн блок руу тэжээгддэг бөгөөд тэдгээрийг өсгөж, дараа нь тоолох төхөөрөмжөөр тэмдэглэдэг.

Гейгер-Мюллерийн тоолуурыг бүх төрлийн цацрагийг бүртгэхэд ашигладаг. Тэдгээрийг цацраг идэвхт ялгаруулалтыг үнэмлэхүй болон харьцангуй хэмжихэд ашиглаж болно.

Цагаан будаа. 27. Гейгер-Мюллерийн тоолуурын дизайн: a - цилиндр хэлбэртэй; б

– дотоод дүүргэлт; d – шингэний урсгал. 1 – анод (цуглуулах электрод); 2 - катод; 3 - шилэн сав; 4 - электродын утаснууд; 5 - шилэн хоолой; 6 - тусгаарлагч; 7 - гялтгануур цонх; 8 - хийн оролтын хавхлага.

Тоолууруудын зорилго

Гейгер-Мюллерийн тоолуур нь ионжуулагч цацрагийн эрчмийг тодорхойлох, өөрөөр хэлбэл цөмийн урвалын явцад үүсэх ионжуулагч хэсгүүдийг тоолох зориулалттай хоёр электродын төхөөрөмж юм: гелийн ион (- бөөмс), электрон (- бөөмс), рентген туяа. квант (- бөөмс) ба нейтрон. Бөөмүүд маш өндөр хурдтайгаар тархдаг [2 хүртэл. Ионуудын хувьд 10 7 м/с (энерги 10 МэВ хүртэл), электронуудын хувьд гэрлийн хурдтай (энерги 0.2 - 2 МэВ)], үүний улмаас тэд тоолуурын дотор нэвтэрдэг. Тоолуурын үүрэг нь төхөөрөмжийн эзлэхүүнд бөөмс орох үед богино (миллисекундын фракц) хүчдэлийн импульс (нэгж - хэдэн арван вольт) үүсгэх явдал юм.

Ионжуулагч цацрагийн бусад илрүүлэгч (мэдрэгч) (иончлолын камер, пропорциональ тоолуур) -тай харьцуулахад Гейгер-Мюллер тоолуур нь өндөр мэдрэмжтэй байдаг - энэ нь дэлхийн байгалийн цацраг идэвхт дэвсгэрийг (10 см 2 тутамд 1 ширхэг) хянах боломжийг олгодог. - 100 секунд). Хэмжилтийн дээд хязгаар нь харьцангуй бага байдаг - секундэд 10 4 ширхэг см 2 хүртэл буюу цагт 10 Сиверт хүртэл (Sv/h). Тоолуурын нэг онцлог шинж чанар нь бөөмийн төрөл, тэдгээрийн энерги, мэдрэгчийн эзэлхүүн дэх бөөмийн үүсгэсэн иончлолын тоо зэргээс үл хамааран ижил гаралтын хүчдэлийн импульс үүсгэх чадвар юм.

Гейгер тоолуурын ажиллагаа нь хийн -, -, эсвэл - бөөмийн иончлолын үр дүнд үүссэн нэг буюу хэд хэдэн электроноор үүсгэгддэг металл электродуудын хоорондох өөрөө тогтворгүй импульсийн хийн ялгадас дээр суурилдаг. Тоолуур нь ихэвчлэн цилиндр хэлбэртэй электродын загварыг ашигладаг бөгөөд дотоод цилиндрийн (анод) диаметр нь гаднахаас (катод) хамаагүй бага (2 ба түүнээс дээш тооны дараалал) байдаг бөгөөд энэ нь үндсэн ач холбогдолтой юм. Анодын онцлог диаметр нь 0.1 мм байна.

Бөөмүүд нь вакуум бүрхүүл ба катодоор дамжин тоолуурт ордог "цилиндр" загвартай (Зураг 2, А) эсвэл дизайны "төгсгөл" хувилбарт тусгай хавтгай нимгэн цонхоор (Зураг 2). ,б). Сүүлийн сонголтнэвтрэх чадвар багатай тоосонцорыг бүртгэхэд ашигладаг (жишээлбэл, цаасан дээр хадгалагддаг), гэхдээ бөөмийн эх үүсвэр нь биед нэвтэрч байвал биологийн хувьд маш аюултай. Гялтганууртай цонхтой илрүүлэгчийг харьцангуй бага энергитэй ("зөөлөн" бета цацраг) тоосонцорыг тоолоход ашигладаг.

Цагаан будаа. 2. Цилиндр хэлбэрийн бүдүүвч зураг ( А) ба төгсгөл ( б)Гейгер тоолуур. Тэмдэглэл: 1 - вакуум бүрхүүл (шил); 2 - анод; 3 - катод; 4 - цонх (гялтгануур, гилгэр хальсан)

Өндөр энергитэй тоосонцор эсвэл зөөлөн рентген туяаг бүртгэх зориулалттай тоолуурын цилиндр хэлбэртэй хувилбарт нимгэн ханатай вакуум бүрхүүлийг ашигладаг бөгөөд катодыг нимгэн тугалган цаасаар эсвэл нимгэн металл (зэс) хальс хэлбэрээр хийдэг. , хөнгөн цагаан) дээр хадгалсан дотоод гадаргуухясаа. Хэд хэдэн загварт нимгэн ханатай металл катод (хөшүүрэгтэй) нь вакуум бүрхүүлийн элемент юм. Хатуу рентген цацраг (бөөмс) нь нэвтрэх хүчийг нэмэгдүүлсэн. Тиймээс үүнийг вакуум бүрхүүлийн нэлээд зузаан хана, асар том катод бүхий детекторууд бүртгэдэг. Нейтрон тоолуурт катод нь кадми эсвэл борын нимгэн давхаргаар бүрхэгдсэн байдаг бөгөөд энэ нь нейтрон цацрагийг цөмийн урвалаар цацраг идэвхт цацраг болгон хувиргадаг.

Төхөөрөмжийн эзэлхүүнийг ихэвчлэн атмосферийн ойролцоо даралттай (10 -50 кПа) аргоны бага хэмжээний (1% хүртэл) хольцтой аргон эсвэл неоноор дүүргэдэг. Цутгасны дараах хүсээгүй үзэгдлийг арилгахын тулд хийн дүүргэлтэд бром эсвэл спиртийн уурын хольцыг (1% хүртэл) оруулна.

Гейгерийн тоолуурын тоосонцорыг төрөл, энергиэс үл хамааран бүртгэх (бөөмийн үүсгэсэн электронуудын тооноос үл хамааран нэг хүчдэлийн импульс үүсгэх) чадвар нь анодын маш бага диаметртэй тул бараг . электродуудад хэрэглэсэн бүх хүчдэл нь анодын ойролцоо нарийн давхаргад төвлөрдөг. Давхаргын гадна талд хийн молекулуудыг ионжуулдаг "бөөмс барих бүс" байдаг. Молекулуудаас бөөмсөөр таслагдсан электронууд анод руу хурдасдаг боловч цахилгаан талбайн хүч багатай тул хий нь сул ионжсон байдаг. Талбайн өндөр хүч чадал бүхий анодын ойролцоох давхаргад электронууд орсны дараа ионжилт огцом нэмэгддэг бөгөөд электрон нуранги (нэг эсвэл хэд хэдэн) электрон үржүүлгийн маш өндөр түвшинд (10 7 хүртэл) үүсдэг. Гэсэн хэдий ч үүнээс үүссэн гүйдэл нь мэдрэгчийн дохио үүсэхэд тохирох утгад хараахан хүрээгүй байна.

Цасан нурангид иончлолын зэрэгцээ 15 эВ-ийн энергитэй хэт ягаан туяа үүсдэг бөгөөд энэ нь хийн дүүргэлт дэх хольцын молекулуудыг ионжуулахад хангалттай байдаг (жишээлбэл, иончлолын үед) бромын молекулын потенциал 12.8 В). Давхаргын гаднах молекулуудын фотоиончлолын үр дүнд үүссэн электронууд анод руу түргэвчилсэн боловч талбайн хүч багатай тул энд нуранги үүсэхгүй бөгөөд процесс нь цэнэгийн хөгжилд бага нөлөө үзүүлдэг. Давхаргын хувьд нөхцөл байдал өөр байна: үүссэн фотоэлектронууд нь өндөр хүчдэлийн улмаас хүчтэй нуранги үүсгэж, шинэ фотонууд үүсдэг. Тэдний тоо анхныхаас давж, "фотонууд - электрон нуранги - фотонууд" схемийн дагуу давхарга дахь процесс хурдан (хэд хэдэн микросекунд) нэмэгддэг ("гох горим" руу орно). Энэ тохиолдолд бөөмийн эхлүүлсэн анхны нурангин талбайгаас ялгадас нь анодын дагуу тархдаг ("хөндлөн гал асаах"), анодын гүйдэл огцом нэмэгдэж, мэдрэгчийн дохионы урд ирмэг үүсдэг.

Дохионы арын ирмэг (одоогийн бууралт) нь хоёр шалтгаанаас шалтгаална: резистор дээрх гүйдэлээс хүчдэлийн уналтаас болж анодын потенциал буурах (эхний ирмэг дээр потенциал нь электродын хоорондын багтаамжаар хадгалагддаг) ба бууралт. электронууд анодыг орхисны дараа ионуудын орон зайн цэнэгийн нөлөөн дор давхарга дахь цахилгаан талбайн хүчд (цэнэг нь цэгүүдийн потенциалыг нэмэгдүүлж, үүний үр дүнд давхарга дээрх хүчдэлийн уналт буурч, бөөмс барих хэсэгт) нэмэгддэг). Энэ хоёр шалтгаан нь нуранги үүсэх эрчмийг бууруулж, "цасны нуранги - фотон - нуранги" схемийн дагуу үйл явц бүдгэрч, мэдрэгчээр дамжих гүйдэл буурдаг. Гүйдлийн импульс дууссаны дараа анодын потенциал анхны түвшинд хүртэл нэмэгддэг (анодын резистороор дамжуулан электрод хоорондын багтаамжийг цэнэглэж байгаатай холбоотойгоор зарим нэг сааталтай), электродуудын хоорондох завсар дахь потенциалын тархалт анхны хэлбэрт буцаж ирдэг. ионууд катод руу шилжсэний үр дүн ба тоолуур нь шинэ хэсгүүдийн ирэлтийг бүртгэх чадварыг сэргээдэг.

Олон арван төрлийн ионжуулагч цацраг мэдрэгч үйлдвэрлэдэг. Тэдгээрийг тодорхойлохын тулд хэд хэдэн системийг ашигладаг. Жишээлбэл, STS-2, STS-4 - өөрөө унтрах төгсгөлийн тоолуур, эсвэл MS-4 - зэс катодтой тоолуур (В - вольфрамтай, G - бал чулуутай), эсвэл SAT-7 - төгсгөлийн тоосонцор, SBM- 10 - тоолуур - металл тоосонцор, SNM-42 - металл нейтрон тоолуур, SRM-1 - рентген туяаны тоолуур гэх мэт.