Lõpetanud: Andrei Andrejenko

Gomel 2015

Geiger-Mülleri loendur – leiutas 1908. aastal G. Geiger, mida hiljem täiustas W. Muller, kes rakendas mitut tüüpi seadet. See sisaldab gaasiga täidetud kambrit, mistõttu seda seadet nimetatakse ka gaasiga täidetud detektoriteks.

Arvesti tööpõhimõte Arvesti on väga ebaühtlase gaaslahendusmaht

elektriväli. Kõige sagedamini kasutatakse koaksiaalselt paiknevate silindriliste elektroodidega arvestiid:

välimine silinder on katood ja selle teljele venitatud 0,1 mm läbimõõduga niit on anood. Sisemine ehk koguv elektrood (anood) on paigaldatud isolaatoritele. See elektrood on tavaliselt valmistatud volframist, mis annab väikese läbimõõduga tugeva ja ühtlase traadi. Teine elektrood (katood) moodustab tavaliselt osa arvesti kestast. Kui toru seinad on klaasist, on selle sisepind kaetud juhtiva kihiga (vask, volfram, nikroom jne). Elektroodid paiknevad hermeetiliselt suletud paagis, mis on täidetud mõne gaasiga (heelium, argoon jne) kuni mitme sentimeetri kuni kümnete sentimeetrite elavhõbeda rõhuni. Selleks, et negatiivsete laengute ülekandmine loenduris toimuks vabade elektronide abil, peavad loendurite täitmiseks kasutatavad gaasid olema piisavalt madala elektronide kleepumisteguriga (reeglina on tegemist väärisgaasidega). Lühikese ulatusega osakeste (α-osakesed, elektronid) registreerimiseks tehakse loenduspaaki aken, mille kaudu osakesed sisenevad töömahtu.

a - ots, b - silindriline, c - nõelakujuline, d - mantliga loendur, d - tasapinnaline paralleel

Geigeri loendurid jagunevad isekustuvateks ja isekustuvateks

Väline tühjenemise summutamise ahel.

Gaasiga täidetud loendurites liiguvad positiivsed ioonid kuni katoodini ja neutraliseeritakse selle läheduses, eemaldades metallist elektronid. Need täiendavad elektronid võivad viia uue tühjenemiseni, kui selle vältimiseks ja kustutamiseks meetmeid ei võeta. Arvesti tühjenemine kustutatakse takistusmõõturi lisamisega anoodiahelasse. Sellise takistuse korral peatub arvesti tühjenemine, kui anoodi ja katoodi vaheline pinge väheneb elektronide kogunemise tõttu anoodil väärtustele, mis on väiksemad kui need, mis on vajalikud tühjenemise säilitamiseks. Selle skeemi oluliseks puuduseks on madal ajaline eraldusvõime, suurusjärgus 10–3 s või rohkem.

Isekustuvad arvestid.

Praegu kasutatakse mitteisekustuvaid arvestiid harva, kuna on välja töötatud head isekustuvad arvestid. Ilmselt on loenduri tühjenemise peatamiseks vaja kõrvaldada põhjused, mis säilitavad tühjenemise pärast ioniseeriva osakese läbimist loenduri mahust. Selliseid põhjuseid on kaks. Üks neist on tühjendusprotsessi käigus tekkiv ultraviolettkiirgus. Selle kiirguse footonid mängivad tühjendusprotsessis kahekordset rolli. Nende positiivne roll isekustuvas arvestis

Tühjenemise levik piki vastuhõõgniiti on fotoelektronide väljutamine katoodist, mis viib tühjenemise säilimiseni. Teine põhjus sekundaarsete elektronide ilmumiseks katoodilt on positiivsete ioonide neutraliseerimine katoodil. Tavaliselt töötava loenduri puhul tuleks tühjendus katkestada esimese laviini korral. Kõige tavalisem meetod väljalaske kiireks kustutamiseks on lisada arvestit täitvale põhigaasile veel üks gaas, mis suudab väljalaske kustutada. Sellise täidisega arvestit nimetatakse isekustuvaks.

• Pilvekambrit võib nimetada "aknaks" mikromaailma. See on hermeetiliselt suletud anum, mis on täidetud veeauru või küllastuslähedase alkoholiga.

• Pilvekambril oli aine struktuuri uurimisel tohutu roll. Mitu aastakümmet jäi see praktiliselt ainsaks vahendiks tuumakiirguse visuaalseks uurimiseks. 1927. aastal sai Wilson oma leiutise eest Nobeli füüsikaauhinna.

Geigeri loendur

Geigeri loendur(ehk Geiger-Mülleri loendur) on gaasiga täidetud laetud elementaarosakeste loendur, millest tulev elektrisignaal võimendub loenduri gaasimahu sekundaarse ionisatsiooni tõttu ega sõltu osakese poolt sellesse jäetud energiast. maht. Leiutasid 1908. aastal H. Geiger ja E. Rutherford, hiljem täiustasid Geiger ja W. Muller.

Vastupidine rakendus

• Geigeri loendurit kasutatakse peamiselt footonite ja y-kvantide salvestamiseks.

• Loendur registreerib peaaegu kõik sellesse langevad elektronid.

• Keeruliste osakeste registreerimine on keeruline.

Mullikamber

Mullikambri leiutas Donald Glaser (USA) 1952. aastal. Glaser sai oma avastuse eest 1960. aastal Nobeli preemia. Luis Walter Alvarez täiustas Glaseri mullikambrit, kasutades ülekuumendatud vedelikuna vesinikku. Ja ka sadade tuhandete mullkaameraga uurimistöö käigus saadud fotode analüüsimiseks kasutas Alvarez esimesena arvutiprogramm, mis võimaldas andmeid väga suure kiirusega analüüsida.

• Mullikamber kasutab puhta ülekuumendatud vedeliku omadust keema (moodustada aurumulle) mööda laetud osakese teed. Ülekuumendatud vedelik on vedelik, mis on antud tingimustes kuumutatud temperatuurini, mis on kõrgem kui keemistemperatuur.

• Ülekuumenenud olek saavutatakse välisrõhu kiire (5-20 ms) vähenemisega. Mõne millisekundi jooksul muutub kaamera tundlikuks ja suudab tuvastada laetud osakese. Peale jälgede pildistamist tõuseb rõhk endisele väärtusele, mullid “kokku vajuvad” ja kaamera on taas kasutusvalmis

KOKKUVÕTE

" Geigeri-Mülleri loendur"

Tööpõhimõte

a) Loendur ja lülitusahel. Geigeri-Mülleri loendurit koos stsintillatsiooniloenduriga kasutatakse enamasti ioniseerivate osakeste ja eelkõige kiirte mõjul tekkivate osakeste ja sekundaarsete elektronide loendamiseks. See loendur koosneb tavaliselt silindrilisest katoodist, mille sees piki selle geomeetrilist telge on isolaatoritel venitatud õhuke traat, mis toimib anoodina. Gaasi rõhk toru sees on tavaliselt suurusjärgus 1 Z10 atm.

Loenduri sisselülitamise skemaatiline diagramm on näidatud joonisel fig. Arvestile antakse pinge U, mis kõige sagedamini kasutatavate loendurite puhul ulatub 1000-ni V; takistus on loenduriga järjestikku ühendatud R. Pingelangus, mis põhjustab R kui vool läbib arvestit, saab määrata sobiva mõõteseadmega. Kõige sagedamini kasutatakse selleks võimendit, lihtsate katsete jaoks võib kasutada ka stringelektromeetrit. Maht on näidatud punktiirjoonega KOOS tähistab takistusega paralleelselt ühendatud vooluahela kogumahtuvust R. Tähelepanu tuleb pöörata asjaolule, et silindril on alati negatiivne pinge, kuna pooluste valesti ühendamisel võib arvesti kasutuskõlbmatuks muuta.

b) Tühjendusmehhanism. Kirjeldatud vooluahela tegevus sõltub oluliselt pinge väärtusest U. Väga madalate pingete korral liiguvad laetud osakeste mõjul katoodi ja anoodi vahel gaasis moodustunud ioonid elektroodide poole nii aeglaselt, et osal neist õnnestub enne elektroodi jõudmist rekombineeruda. Kuid küllastuspingest kõrgemal pingel U 5, jõuavad kõik ioonid elektroodidele ja kui ahela ajakonstant on palju suurem kui ioonide kogumisaeg, siis takistuse tõttu R, pingeimpulss tekib võrdne AU= = ei/S, mis aja jooksul väheneb, nagu

/>. Sellel alal, mis ulatub aastast U$ pingele Upt, loendur toimib nagu tavaline ionisatsioonikamber.

Pinge all Upi väljatugevus anoodi vahetus läheduses muutub nii suureks, et löökionisatsiooni tõttu suureneb ioniseerivate osakeste tekitatud primaarsete ioonide arv. Selle asemel h primaarsed elektronid jõuavad anoodile pA elektronid. Gaasi võimendustegur A, pinge suurenedes, vahelises "proportsionaalses piirkonnas". UPl Ja Üles1 ei sõltu primaarsest ionisatsioonist; seetõttu on pingeimpulsside arvud, mis tekivad näiteks takistusel A tugevalt ioniseeriva b-osakese ja ühe kiire b-osakese mõjul, omavahel seotud kui mõlema osakese esmased ionisatsioonid. Pinge all USY kasu A= i, ja selle ala ülemisel piiril võib see ulatuda väärtuseni 1000 või rohkem. Suurema pingega Ur, kasu A ei sõltu enam primaarsest ionisatsioonist, mistõttu nõrgalt ja tugevalt ioniseerivatest osakestest tulenevad impulsid ühtlustuvad üha enam. Kell Ugl- lävipinge, "vastuplatoo" või "Geigeri piirkond" - kõigil impulssidel on peaaegu sama suurusjärk, sõltumata primaarsest ionisatsioonist. Mitte väga selgelt määratletud pingest kõrgematel pingetel Ug2 , ilmub suur hulk valeimpulsse, mis lõpuks muutuvad pidevaks tühjenemiseks.

PAGE_BREAK--

Loendi sisselülitamise skemaatiline diagramm

Arvesti amplituudikarakteristik sõltuvalt pingest

Allpool kirjeldatud loendurid töötavad Geigeri piirkonnas vahemikus Ug1 Ja Ug2 .

Väga keerulist tühjendusprotsessi platoo piirkonnas saab kirjeldada ligikaudu järgmiselt. Primaarse ionisatsiooni käigus tekkivad elektronid tekitavad ultraviolettkiirguse kvantide löökionisatsiooni ja fotoionisatsiooni koosmõjul anoodi vahetus läheduses tiheda ioonipilve. Suure liikumiskiiruse tõttu tekkisid sellesse pilvesse tekkinud pilved vabad elektronid väga jaoks lühike aeg langevad anoodile, samas kui gaasi võimendusel 1000 liiguvad aeglasemad positiivsed ioonid siiski veidi eemale oma päritolukohast. Kuna positiivne ruumilaeng tekib otse juhtme ümber, siis väljatugevus seal 10 ~6 sek või vähem väheneb nii palju, et löökionisatsioon muutub võimatuks ja elektronide laviin lõpeb kohe. Kuid IO-4 ajal sek positiivsed ioonid liiguvad katoodile ja moodustavad seal tavaliselt neutraliseerimisel sekundaarseid elektrone. Need fotoelektronid liiguvad anoodi poole ja põhjustavad seal uue laviini; Selle tulemusena võivad tekkida hilinenud tühjenemised või võnkuvad koroonalahendused. Selliseid häireid võib põhjustada ka negatiivsete laengutega ioonide või metastabiilsete aatomiolekutega ioonide ilmumine. Arvatakse, et laetud osakeste loendur täidab oma eesmärki ainult siis, kui on võimalik neid järeltühjendeid maha suruda. Viimase jaoks on vaja kas pärast tühjenemist piisavalt pikaks ajaks pinget arvestil alandada või valida arvesti täitmiseks sobivad gaasid.

c) Heite väljasuremine. Arvesti pinge väheneb iga kord, kui see teatud summa võrra käivitatakse

Kui lekkekindlus L piisavalt suur, siis on vahemik võrdne pAe, tühjeneb nii aeglaselt, et pinge jõuab uuesti loenduri käivitamiseks vajaliku läviväärtuseni alles pärast seda, kui kõik positiivsed ioonid on kadunud; Alles pärast seda surnud aega saab loendurit uuesti lugeda järgmise osakese loendamiseks valmis. Eksperimentidest on teada, et nt.

Isekustuvad loendurid, mis toodavad tühjendusimpulsse, mis kestavad vaid mõne kümnetuhandiksekundi , saadakse arvestite täitmisel mitmeaatomilise gaasiga, näiteks metaaniga, või sellise gaasi lisamisel väärisgaasile, kui viimane sisestatakse arvestisse. Need gaasid saavad dissotsiatsioonil ilmselt energiat segavatest ioonidest või metastabiilsetest väärisgaasi aatomitest; seetõttu praktiliselt uusi elektrone ei teki ja segavaid järellahendusi ei teki. Kuna karastusgaas laguneb järk-järgult peamiselt dissotsiatsiooni tõttu, muutuvad sellised loendustorud pärast IO7–IO9 tühjenemist kasutuskõlbmatuks.

d) Arvesti omadused. Loendi kvaliteedi kontrollimiseks leidke kogus N takistusel tekkivad pingeimpulsid R arvesti pideva kiiritusega sõltuvalt arvesti pingest U. Selle tulemusena saadakse arvesti karakteristikud joonisel fig. Pinge U", millal esimesi impulsse hakatakse jälgima, sõltub kasutatava mõõteseadme lävipingest, mis enamasti on mitu kümnendikku volti. Niipea kui impulsi kõrgus ületab läviväärtuse, hakatakse seda loendama ja pinge edasise suurenemisega N peaks jääma konstantseks, kui pinge kasvab veelgi kuni Geigeri piirkonna lõpuni. See muidugi ei tööta ideaalselt; vastupidi, üksikute valeheidete ilmnemise tulemusena on platool enam-vähem väljendunud sujuv tõus. Proportsionaalses piirkonnas töötavates meetrites on võimalik saada tunnuse peaaegu horisontaalne platoo.

Headele loenduritele kehtivad järgmised nõuded: platoo peaks olema võimalikult pikk ja ühtlane, s.t kui vaheline ala Ug, Ja Ug2 peaks olema võrdne vähemalt 100 V, siis ei tohiks impulsside arvu suurenemine olla suurem kui paar protsenti iga 100 kohta V pinge; omadus peab olema pikka aega muutumatu ja piisavas temperatuurist sõltumatus vahemikus; Osakeste tundlikkus peaks olema praktiliselt 100%, st. Iga tundlikke ruume läbiv vastasosake tuleb registreerida. On soovitav, et arvestil oleks madal lävipinge ja see annaks suuri pingeimpulsse. Allpool käsitleme üksikasjalikult, mil määral need loenduri omadused sõltuvad täiteainest, elektroodide tüübist ja kujust ning loenduri ühendusahelast.

Jätkamine
--PAGE_BREAK--

B) Arvestite tootmine

a) Üldsätted. Arvestite valmistamisel on vaja suurt hoolt ja puhtust; näiteks väikesed tolmutäpid või elektroodide killud või väikesed kogused võõrgaase, nagu veeaur, võivad arvesti juba kasutuskõlbmatuks muuta. Kuid isegi kui need nõuded on täidetud, ei ole iga loendur edukas, nii et olenevalt erinevatest asjaoludest võib osakeste loendamine toimuda suurema või väiksema veaga. Tähtis roll Arvesti valmistamisel on oluline tolmu puudumine ja elektroodide põhjalik puhastamine. Ja klaastoru rasva jaoks Ja muud saasteained ja hea vaakumtehnoloogia. Toru pika kasutusea tagamiseks tuleb täitegaas hoida kogu aeg puhtana. Sel eesmärgil on kõige parem kasutada sulatatud elektroodidega klaastorusid, mida saab vaakumis paremini lõõmutada. Kuna liimühendusi on mõnikord võimatu vältida, on vähemalt vaja kasutada madala aururõhuga liimi Ja ebaoluline lahustuvus orgaanilistes gaasides, mida lisatakse täitegaasile väljalaske kustutamiseks.

Allpool kirjeldatud loendurid võivad sobiva pinge juures töötada proportsionaalsete loenduritena, kui loendustoru ja loendusseadme vahele on ühendatud piisavalt suure võimendusega lineaarvõimendi.

b) Gaasi täitmine. 1) Gaasi rõhk. Kiirete elektronide keskmine spetsiifiline ionisatsioon enamiku gaaside puhul on ligikaudu 20 kuni 100 ioonipaari cm läbisõit atmosfäärirõhul; see on pöördvõrdeline rõhuga. Et sellise elektroni teepikkus oleks ligikaudu 2 cm arvatavasti moodustasid loenduris vähemalt ühe ioonide paari Ja Seega käivitaks arvestis signaali, on nõutav minimaalne rõhk ligikaudu 50 mm Hg Art. Rõhu ülempiir seatakse kõige sagedamini sellel tasemel; kõrgemal rõhul tuleks arvesti tööpinge liiga kõrgeks seada.

2) Mittekustuvad arvestid. Mittekustuvates arvestites on nende täitmiseks sobiva gaasi ja vastavate ahela parameetrite valimisel võimalik viia surnud aeg väärtuseni alla 10-4 sek. Edukad täiteained on väärisgaasid, mis loomulikult ei pea olema eranditult puhtad; parem on lisada neile teatud kogus teist gaasi, et kõrvaldada väärisgaasi aatomite metastabiilsed seisundid, mis ilmnevad pärast tühjendamist.

Heeliumi spetsiifiline ionisatsioon on väga väike, seetõttu tuleks seda kasutada vähemalt 200 rõhul mm Hg Art.; heeliumi saab kasutada kuni atmosfäärirõhuni; seetõttu sobib see väga õhukeste akendega lettidele. Tööpinge isegi atmosfäärirõhul on umbes 1100 V. Eriti sobivad gaasid on argoon ja neoon, millel on kõrge eriionisatsioon ja suhteliselt madal tööpinge. Kuni 10% vesiniku lisamine on osutunud äärmiselt edukaks ja väike kogus elavhõbedaauru võib metastabiilseid seisundeid kõrvaldada; kuid hapniku lisamist tuleks vältida negatiivsete ioonide tekke ohu tõttu katoodil. Kui täiteainena kasutatakse süsihappegaasi, saab negatiivsete ioonide teket vältida, lisades sellele CS2. Negatiivseid ioone esineb õhus suurtes kogustes, mistõttu see ei sobi arvestite täitmiseks. Kõik gaasid tuleb põhjalikult kuivatada, kuna negatiivsed ioonid tekivad eriti kergesti veeaurus. Samuti tuleks vältida orgaanilisi aure; need võivad tekkida näiteks liimi kasutamisel.

Täitegaasina kasutatakse proportsionaalselt argooni, millele on lisatud paar protsenti CO2 ja eelkõige puhast metaani, mis atmosfäärirõhul voolab aeglaselt ja pidevalt terassilindrist läbi rõhualandusklapi õhust eraldatud mõõtetorusse. meetrit.

3) Isekustuvad arvestid. Isekustuvate loendurite puhul on surnud aeg tavaliselt mitu kümnetuhandiksekundit. Kvaliteetsete isekustuvate arvestite tootmiseks on vajalik, et nii täiteaine kui ka kustutusgaas oleksid väga puhtad, sest isegi väike saaste võib kustutamisprotsessi häirida.

Kõige sagedamini kasutatav täiteaine on argooni ja 5–10% segu. etüülalkohol kogurõhuga umbes 100 mm Hg Art. Mida kõrgem on alkoholisisaldus, seda vähem sile on meetri platoo. Veeauru või õhu jäljed, samuti kerge lämmastikureostus põhjustavad platoo halvenemist. Alkoholi aurude juuresolekul nende dissotsieerumise tõttu heitmete mõjul arvestite platoo aja jooksul halveneb ja tööpinge tõuseb. Head loendurid V sulatatud klaastorudes, pärast IO8–10" tühjendusi need ebaõnnestuvad ja need tuleb uuesti täita. Orgaanilise liimiga valmistatud arvestid on veelgi vähem stabiilsed. Kuna selliseid arvestiid ei saa kaltsineerida, jättes need vaakumpumbale, juhitakse nende kaudu väljavool 1 -2 päeva alguses täidetakse need ainult alkoholiauruga, nii et liimi pind on alkoholiga küllastunud.

Kustutuslisandina võib lisaks alkoholile kasutada ka mitmeid teisi orgaanilisi gaase või aure, näiteks metüül-2), sipelg-etüüleetrit, metaani, ksüleeni, süsiniktetrakloriidi, vääveleetrit, etüleeni jne. Arvestite kasutusiga, olenevalt täiteaines sisalduvate aurude omadustest, jääb vahemikku 10" kuni IO9 väljavoolud. Metaani saab kasutada ka iseseisva arvestitäitena.

Anooditraadi läbimõõduga 0,1 on gaasi rõhk vahemikus 50 kuni 120 mm Hg Art. lävipinge jääb vahemikku 800 kuni 12U0 V, kui arvesti kasutab kustutajatena orgaaniliste ainete aure.

Kaheaatomilistest gaasidest saab väärisgaaside kustutava lisandina kasutada ainult halogeene; see lisand peaks olema vaid mõni tuhandik, kuna vastasel juhul tekivad negatiivsed ioonid, mis häirivad kustutamisprotsessi. Kuna halogeeni molekulid ei lagune, pole loenduri kasutusiga selles osas piiratud. Lettide täitmiseks sobib Libzoni ja Friedmani sõnul eriti hästi neoon, mida lisatakse nelja osa argooni ja ühe osa kloori segule koguses 0,1–1%. Kogurõhuga 200 kuni 500 mm Hg Art. Tööpinge on vahemikus 250 kuni 600 V. Argoon, millele on lisatud paar tuhandikku broomi või neop klooriga, annab samuti madala lävipinge; platoo on aga sel juhul vähem hea.

Jätkamine
--PAGE_BREAK--

c) katoodid. Vask on katoodide jaoks sobivaim materjal; lisaks võib kasutada grafiiti, hõbedat, kulda ja plaatinat; Eelkõige kasutatakse neid õhukeste kattekihtidena klaasilettides. Võib kasutada ka roostevaba terast ja messingit. Metalltorud on seest hästi poleeritud ja enne paigaldamist puhastatud põhjalikult alkoholi või atsetooniga. Treipingil või jahvatatud metallid näitavad kohe pärast töötlemist spontaanset elektronide emissiooni, mis järk-järgult kaob. Seetõttu on soovitatav mehaaniliselt töödeldud katoode enne arvesti kokkupanemist soojendada või jätta need 24 tunniks õhku.

Vaskkatoodide usaldusväärseks puhastamiseks, eriti mitteisekustuvates arvestites, kasutatakse võrdsetes osades 50% lämmastikhappe ja 90% väävelhappe segu, mis lahjendatakse 5–10 osa veega. Pärast selle koostisega töötlemist pestakse katoodi 5–10 korda veega ja lõpuks destilleeritud veega; seejärel soojendage toru umbes 2 tundi kõrgvaakumis temperatuuril 350–400 ° C. Kui täiteaine sisaldab vesiniku segu, redutseeritakse vaskkatoodid vesinikus; kui hapnik on täiteaine pidev komponent, kaetakse puhastatud katoodid pärast intensiivset kuumutamist õhus või hapnikus õhukese oksiidikilega. Samuti on soovitatav seda kuumutada lämmastikoksiidi atmosfääris, kuni moodustub kile, mis on värvunud tumelillaks.

Mõnda metalli, nagu alumiinium ja plii, on mõnikord raske kasutada katoodmaterjalina. Kuid kui sellest hoolimata tuleb neid siiski kasutada, kaetakse toru sisemus akvadagi või õhukese vasekihiga, sadestades selle vaakumis aurustades. Kui alumiiniumtorusse on vaja jootma messingist pistikud, siis toru otsad plakeeritakse vasega.

Loenduri optimaalne tundlikkus röntgennõelte uurimiseks saavutatakse muutes katoodi seina paksuse ligikaudu võrdseks sekundaarsete elektronide teepikkusega antud materjalis. Loenduri tundlikkus kiirgusele, s.o. loenduri poolt loetavate kvantide osakaal kõigi loendurisse sisenevate kvantide suhtes sõltub katoodide materjalist ja kiirgusenergiast. Alumiiniumkatoodide tundlikkus väheneb 2%-lt 10 energia juures kee kuni umbes 0,05% 100 energia juures kee ja seejärel tõuseb uuesti 1,5% 2,6 Aiae juures. Vasest või messingist arvestite tundlikkus 10 kab ja 2,6 Mev ligikaudu sama; selle miinimum on 200 ja 300 vahel kee ja on umbes 0,1%. Raskmetallidest, nagu plii või kuld, valmistatud katoodide tundlikkus väheneb 10 °C juures ebaühtlaselt 3–4%. kee umbes 0,8% 600 juures kee, ja tõuseb seejärel uuesti 2%-ni 2,6 juures Mav anoodid. Anoodidena on kõige parem kasutada kogu pikkuses sama läbimõõduga volframtraati. Edukalt saab kasutada ka muudest metallidest, näiteks kovarist, roostevabast terasest ja tavalisest terasest valmistatud juhtmeid. Kuna tööpinge suureneb traadi läbimõõdu suurenedes, on vaja kasutada võimalikult peenemat traati: läbimõõdu alumine piir on umbes 0,08 mm; läbimõõduga üle 0,3 mm, pole enam head platood.

Traadi sulatamiseks arvesti klaasseina või klaasisolaatorisse keevitatakse punktkeevitusega traadi mõlemasse otsa sobivad traadilõigud paksusega 0,5–1 mm klaasiks sulatamiseks. Enne arvestisse paigaldamist tuleb traat põhjalikult puhastada; Ärge mingil juhul puudutage traati sõrmedega. Parem on see kõik kaltsineerida kõrgvaakumis või vesiniku atmosfääris. Kui arvesti konstruktsioon on selline, et traadi mõlemad otsad ulatuvad väljapoole, siis traat kaltsineeritakse vahetult enne arvesti gaasiga täitmist. Anoodi teatud efektiivse pikkuse saamiseks suletakse traadi mõlemad otsad õhukestesse klaaskapillaaridesse või metalltihvtidesse, mis ulatuvad veidi katoodi sisse; traadi pikkust saab piirata sulatatud klaashelmeste või klaasvardade abil.

Proportsionaalsetes loendurites, et vältida väikeste tühjenemist anoodi suunas piki isolaatori pinda, on soovitatav anoodi sisend ümbritseda kaitserõngaga, mille potentsiaal on konstantne ja ligikaudu võrdne anoodipotentsiaaliga.

Klaasi loendur

e) Arvestite kuju. Allpool on juhised loendurite ise tegemiseks.

1) Mõõtmed. Loendurid võivad olla väga erineva kuju ja suurusega, mis on seletatav nende suure kasutusvõimalusega. Enamasti kasutatakse arvestiid, mille katoodi läbimõõt on vahemikus 5–25. mm ja anoodjuhtmed pikkusega 2 kuni 20 Cjh; Näiteks kosmiliste kiirte uurimisel kasutatakse palju pikemaid loendureid. Üldiselt peaks loenduri pikkus olema mitu korda suurem selle läbimõõdust. Kuna loenduri surnud aeg pikeneb ligikaudu proportsionaalselt katoodi läbimõõdu ruuduga, on ühe suure läbimõõduga loenduri asemel parem kasutada mitut paralleelselt ühendatud väikese läbimõõduga loendurit; näiteks ühemeetrise loenduri asemel, mille läbimõõt on 3 cm saate kasutada seitsme loenduri kompleksi, millest igaühe läbimõõt on 1 cm, mis on sulatatud üheks klaastoruks ja millel on ühine gaasitäidis. Väga pikkade isekustuvate arvestite puhul saab lühema surnud aja, kui anoodtraat jagada mitmeks osaks, sulatades kokku väikesed klaashelmed, mille läbimõõt on umbes 0,5 mm.

Sisend metallist arvestisse joodetud metallkorgi, klaasisolaatori ja metallist alusega.

Vedeliku arvesti

2) Klaasist letid. Lihtsaim klaasiloendur on näidatud joonisel fig. Katood on õhukese seinaga metall- või süsiniktoru, mis on sulatatud klaastoruks, mille otsad on hästi ümarad või veidi väljapoole kõverad; Klaastoru siseseintele saab ka õhukese metallikihi ladestada, kasutades vaakumaurustamist või keemilist sadestamist. Eelkõige sobivad selleks ka õhukesed grafiidikihid, mis saadakse akvadaadi kihi pealekandmisel. Enne metalli- või grafiidikihtide pealekandmist tuleb klaastoru väga põhjalikult puhastada, kasutades kaaliumdikromaadi lahust väävelhappes või mõnda muud sarnast puhastusvahendit, kuna on vajalik, et kiht haakuks hästi klaasiga; vastasel juhul, kui kihist eralduvad väikesed kiled, muutub loendur kiiresti kasutuskõlbmatuks. Katoodiga ühendamine toimub õhukese traadi kujul, mis on sulatatud klaastorusse. Pehmele soodaklaasist torule, mille seinapaksus on alla 0,8 mm klaastoru välisküljele saab kanda grafiidikihi: õhukeste klaasikihtide juhtivus on piisav, et vool läbi seina saaks.

Õhukese vilgukivipõhjaga lett

Kuna enamus katoode kiirgavad juba nähtava valguse mõjul väikeses koguses loendurit juhtivaid fotoelektrone, siis tuleb mõõtmise ajal loendureid ekraanidega hoolikalt kaitsta valguskiirte mõju eest. Klaaskatted on kõige parem katta valguskindla, hästi isoleeriva laki või tseresiiniga, millesse on lisatud läbipaistmatut rasvlahustuvat värvainet. .

Jätkamine
--PAGE_BREAK--

3) Metallist letid. Lihtsaim viis on teha arvesti metalltorust, mille mõlemad otsad on suletud pitseiiniga liimitud isolaatoritega või kui need töötavad kõrge temperatuur, araldiit. Keskel asuvatesse isolaatoritesse paigaldatakse piki piki puuritud messingist tihvtid paksusega 3 kuni 4 mm hästi ümarate servadega, mitu väljaulatuvat mm toru sees. Anoodtraat tõmmatakse läbi tihvtide aukude ja joodetakse nende välimistest otstest. Lisaks on ühte isolaatorisse paigaldatud õhuke klaastoru arvesti pumpamiseks ja täitmiseks. Eboniit vabastab kergesti gaasi, mis muudab arvesti kiiresti kasutuskõlbmatuks; seetõttu tuleks selliseid isolaatoreid kasutada ainult need juhtudel, kui arvesti kasutusiga ei ole oluline. Parem on kasutada pleksiklaasi, trolitooli jms materjale; sobivamad materjalid isolaatoriteks on aga klaas või keraamilised ained nagu portselan, voolukivi jne. Klaasisolaatorite puhul saab liimi kasutamist vältida, kasutades klaastorusid, mille külge on sulatatud metalltorud. Neid klaastorusid saab metallist otstega jootma messingist pistikuteks, mis lõpetavad metalliarvesti. Anoodtraat on sulatatud samamoodi nagu klaastorudes. Joonisel fig. Lisaks on näidatud metallist alus, mis on arvesti külge kinnitatud, koos pistiktihvtiga ühendamiseks varjestatud kaabliga, mis viib võimendisse. Keraamilisi isolaatoreid saab servadest katta vasega ja joota metallkatoodidele.

4) Õhukese seinaga osakeste loendurid. Tänu osakeste vähesele läbitungimisvõimele nende uurimine nõuab väga õhukese seinaga loendureid. b-osakesed energiaga 0,7 Mevenam mitte löödi läbi klaasi või alumiiniumi paksus 1 mmvõi läbi vase paks 0,3 mm. Toru läbimõõduga alates 10 juurde 15 mmrohkem klaasist letid saab välja pumbata Ja alumiiniumist , kui sein on paksusega väga ühtlane. Õhukesed alumiiniumtorud on kõige parem teha duralumiiniumist, samas kui pakse äärikuid saab toru otstes stabiilsuse suurendamiseks tugevdada. Kui gaasitäiteaine sisaldab halogeene, on soovitatav sisestada roostevabast terasest traatspiraal peaaegu selle seinte lähedale katoodina õhukese seinaga klaastorusse; spiraali samm peab olema võrdne mitmega mm, ja koosneb kolmest paralleelsest juhtmest.

Vedelike uurimiseks mõeldud arvesti on näidatud joonisel fig. Arvesti välimise klaastoru külge on sulatatud õhukeseseinaline klaastoru, nii et torudevahelisse kitsasse vaheruumi saab juhtida vedelikku. Sel juhul peaks vedelik täitma selle ruumi kuni arvesti toru ülemise otsani . Madala energiatarbega elektronide loendamise efektiivsuse suurendamiseks peab loenduri torus olema väga õhuke aken, näiteks vilgukivist, nagu on näidatud joonisel fig. Vilgufoolium asetatakse kuumutatud äärikule, määritakse ühtlaselt liimiga, monteeritakse arvesti toru otsa ja pressitakse kuuma metallrõngaga, samuti määritakse liimiga. Vilgukivist aken läbimõõduga 20 kuni 25 mm stabiilne paksusega umbes 2 kuni 3 mg/cm2 , need. ümardatud 0,01 mm. Traadi paksus 0,2 mm on arvestis fikseeritud ainult ühest otsast; otse akna taga lõpeb klaashelmes läbimõõduga 1–2 mm.

Klaasi saab valmistada paksusega 10 kuni 15 mg\cmG. Selleks kuumutatakse klaastoru sulatatud otsast 1–2 pikkuse ulatuses cm kuni peaaegu täielikult pehmenenud; seejärel kuumutatakse selle sulanud otsa väga tugevalt ja õhk tõmmatakse torusse nii kiiresti kui võimalik, et see omandaks joonisel fig. Toru sisemine osa on sulatatud välisseinaga; siis toru katkeb ligikaudu joonisel katkendliku joonega näidatud kohas ja toru serv sulab.

Õhukese klaasakna valmistamine

B) Arvestite võimendid

a) Sisendlülitus. Takistusele ilmuvate pingeimpulsside registreerimiseks ja loendamiseks R loendur, on välja töötatud suur hulk skeeme, millest siin kirjeldatakse vaid mõnda lihtsaimat.

Isekustuvates loendurites suunatakse impulsid mõõteahelasse kas otse või läbi eelvõimendi, mis lihtsaimal juhul koosneb ühest pentoodist või kahest astmetevahelise takistus-mahtuvusliku sidestusega trioodist. Ringlusse sisenevad impulsid teisendatakse suuruse ja kujuga võrdseteks impulssideks. Sel eesmärgil saab näiteks türatroni kasutada päästikuahelas, milles kondensaator NW türatroni kaudu tühjeneb niipea, kui võrgupinge positiivsete impulsside mõjul ületab blokeerimispinge. Negatiivne blokeerimispinge on tavaliselt ligikaudu 5% anoodi pingest; Usaldusväärse kustutamise tagamiseks seatakse võrgupinge 5–10 korda madalamaks kui türatroni väljalülituspinge. Heeliumiga täidetud türatroonide reaktsiooniaeg on umbes 10–5 sek, ja argooniga täidetud need võtavad veidi kauem aega.

Jätkamine
--PAGE_BREAK--

Türatroonid on väga kallid, nii et enamikul juhtudel, eriti kui on vaja kõrget eraldusvõimet, kasutatakse vaakumvaakumtorude päästikuid. Selle näide

seade on näidatud joonisel fig. Mõlemal trioodil on katoodahelas ühine takistus; püsiseisundis voolab vool läbi esimese trioodi , samas kui teine ​​triood on lukustatud katoodi suhtes negatiivse võrgupingega. Loendurilt tulev negatiivne impulss, mida võimendab esimene triood, rakendatakse positiivse polaarsusega teise trioodi võrgule ja see avab lambi lukustuse. Esimene triood on katoodsidestuse tõttu lukustatud ja jääb sellesse olekusse seni, kuni teise võrguahela mahtuvuse positiivne laeng voolab läbi lekketakistuse, mille tulemusena lülitub tagasi oma stabiilsesse olekusse. See juhtub iga loendatud impulsi puhul, mille väärtus ületab läviväärtust ligikaudu 1 võrra. V; teise trioodi anoodil on negatiivne ristkülikukujuline impulss 50vi kestusega 100 μsek toimib konversiooniahela juhtimiseks. Kõige parem on selles vooluringis kasutada 6SN71 tüüpi topelttrioode, kuid loomulikult võite kasutada ka vastavaid üksikuid trioode.

Sarnane vooluahel, mis toimib samaaegselt summutusahelana, on näidatud joonisel fig. Siin voolab püsiolekus vool läbi teise lambi, kui esimene lamp on suletud.

Multivibraatori sisendskeem

Impulss loendurilt läbi kondensaatorite mahuga 0,001 ICF ja 27 pf jõuab teise lambi võrku ja viib ümberminekuni, nii et esimese lambi anoodile ilmub negatiivne ristkülikukujuline impulss ligikaudu 270 V, mis antakse kustutusimpulssina läbi ühenduskondensaatori arvesti hõõgniidile. , mille tulemusena selle pinge langeb nullini. Ristkülikukujuliste impulsside kestus on reguleeritav vahemikus 150–430 μsek muutuva takistuse kasutamine 5 Ema. Negatiivne impulss järgneva teisendusahela juhtimiseks eemaldatakse esimese lambi anoodahela pingejagurilt, teise lambi pingejaguri positiivset impulssi kasutatakse mehaanilise loenduri juhtimiseks.

Sisendlülitus kui kustutusahel

F. Droste sõnul on joonisel fig. summutusahela saab teha ka siis, kui arvesti katoodid pole maandatud, vaid ühendatud sisendlambi anoodiga; sel viisil saadakse summutusimpulss vähemalt 200 V.

b) Teisendusahelad ja mehaanilised loendurid. Impulsside loendamiseks kasutatakse tavalisi elektromehaanilisi loendureid. Kuid selleks, et vastaspooli takistus sobitada võimendi lõpptoru väljundtakistusega, on vaja suurendada mähise keerdude arvu nii, et selle takistus oleks mitu tuhat ohm Lihtsaim on selleks kasutada telefoniarvestit, milles suhteliselt väikese keerdude arvuga mähis asendatakse 5000 kuni 10 000 keerdude arvuga mähisega koos kondensaatoritega, mille maht on 0,01 kuni 0,1, sisaldub türatroni või väljundlambi anoodahelas, mille võimsus on arvesti tööks piisav. Eelmise ahela pingejaguri positiivne impulss suunatakse türatronile, klemmitrioodi või heptoodi saab juhtida ka negatiivse impulsiga, kui nende lampide puhkevool on valitud nii, et armatuur tõmbab ligi. puhkeolekus ja pulsi ilmumisel vabastatakse.

Mehaaniliste loendurite suhteliselt suure inertsi tõttu esineb olulisi valearvestusi isegi loenduskiirustel umbes 100 impulssi minutis.

Madala inertsiga mehaanilisi arvestiid saab valmistada ainult suurte kulutustega. Usaldusväärseid tulemusi on palju lihtsam saavutada, kui lülitate loenduri ette konversiooniahela, mis edastab mehaanilisele loendurile näiteks ainult iga teise impulsi. Kui lülitate selle järjest sisse h sellised ahelad, siis jõuab mehaanilisele loendurile ainult iga 2n impulss. Joonisel fig. Esitatakse kaks laialdaselt kasutatavat teisendusskeemi. Ahel, mis kasutab sümmeetrilise multivibraatori põhimõtet, on erinevalt asümmeetrilistest ahelatest, mis on näidatud joonisel fig. kaks stabiilset olekut, kus vastavalt asjaoludele on üks lamp suletud ja teine ​​juhib voolu. Positiivsete impulsside katkestamiseks on ahelas topeltdioodid. Nende katoodid on päästiklampide anoodide potentsiaalil, seega tuleb nende dioodide kuumutatud katoodide hõõgniiti toita eraldi allikast. Negatiivne impulss rakendatakse ainult väravaga trioodi anoodile. Teise trioodi anoodi potentsiaal on oluliselt madalam dioodi katoodi potentsiaalist ja läheb läbi eralduskondensaatori lukustamata trioodi võrku . See triood lülitatakse välja ja vooluahel läheb teise stabiilsesse olekusse, kus see püsib kuni järgmise loendusimpulsi saabumiseni. Mitmed sellised päästikud on ühendatud järjestikku, nagu on näidatud joonisel. Ümberarvutusahela nulli seadmine toimub skeemil sõnaga "null" tähistatud võtme lühiajalise katkestamisega. Seega on enne loenduse algust teised päästikutuled avatud. Neoontuledel G.L., ühendatud esimeste päästiklampide anoodidega, pinget pole. Esimesel impulssil läbib vool esimese päästiku esimest lampi, neoonlamp “1” süttib, kuid teisel anoodil tekkivat positiivset impulssi teisele päästikule ei edastata. Teise impulsiga naaseb esimene päästik algolekusse, neoonlamp "1" kustub, negatiivne impulss teisel anoodil põhjustab teise päästiku ümbermineku ja neoonlamp "2" süttib.

Määrakem järjestikuste päästikute neoonlampidele numbrid 1, 2, 4, 8, 16 jne. Siis võrdub rakkude loendusahela sisendis vastuvõetud impulsside koguarv, mille viimane lahter juhib mehaanilist loendurit lõpplambi kaudu, selle loenduri näiduga, mis on korrutatud 2"-ga pluss arvuga näidatud arv. põlevad neoonpirnid. Näiteks kui esimene, neljas ja viies tuli põlevad, peate lisama numbri 25.

Konversiooniskeem

Lihtsaid kümnepäevaseid loendusahelaid saab kokku panna ka müügilolevatest spetsiaalsetest loenduslampidest, nagu ElT1dekatron, trachotron või EZh10.

c) Keskmise väärtuse näitaja. Saate saada näidu, mis on võrdeline keskmise loendatud impulsside arvuga ajaühikus, kui mõõdate näiteks türatroni keskmist anoodivoolu joonisel 1 näidatud ahelas. Seadme inerts, mis on vajalik impulsside statistilise jaotusega seotud voolukõikumiste vähendamiseks, on saavutatav, kui galvanomeeter, mille jadamisi ühendatud takistus on mitu comümbersõit suure kondensaatoriga, millel on võimalikult suur isolatsioonitakistus. See seade on kalibreeritud imp\min selle näitude võrdlemisel teisendusahela näitudega. Lisaks on kaasas mitmeid kondensaatoreid Cs, C4 ja takistused Rs erineva suurusega, mida saab vastavalt soovile lüliti abil sisse lülitada. Nii saate ala muuta

Jätkamine
--PAGE_BREAK--

mõõtmised laias vahemikus. Kui türatroni asemel kasutatakse tavalist väljundtoru, siis tuleb kompenseerida galvanomeetrit läbiv anoodi puhkevool. Teisi skeeme keskmise impulsside arvu lugemiseks minutis võib leida kirjandusest.

d) Pinge stabiliseerimine. Täpse mõõtmise jaoks tuleb arvesti pinge hoida võimalikult konstantsena. Seda tehakse näiteks järjestikku ühendatud väikeste hõõglahenduslampide seeria stabiliseerimisega, mis tarbivad vähe voolu. Arvesti võimendi töötab sageli rahuldavalt ka stabiliseerimata pingega; siiski on parem selle anoodi pinge stabiliseerida.

D) Statistilised vead ja nende parandamine

a) Statistilised vead. Kui teatud aja jooksul arvutatakse N impulsse, siis selle tulemuse keskmine statistiline viga on ±Х ~N. Kohaloleku tõttu keskkond kosmiliste kiirte ja radioaktiivsuse tõttu annab iga loendur isegi kiirgusallika puudumisel väikese tausta . Seda tausta saab oluliselt vähendada, kui varjestada arvesti igast küljest mitme sentimeetri paksuse plii- või rauakihiga. Iga mõõtmise jaoks tuleb taust eelnevalt kindlaks määrata. Kui sama aja jooksul kiirgusallika juuresolekul arvutatakse N impulsid ja ilma selleta N impulsse, siis kiirgusefekt on N– N impulsse ja selle väärtuse keskmine statistiline viga on

b) Piiratud eraldusvõime parandus. Kui loendusseadme kõige inertsiaalsemal elemendil on lahutusaeg h sekundit ja keskmine loenduskiirus on N"imp/sek, siis tegelik keskmine loendusmäär

Seetõttu näiteks keskmise väärtusega N" = = 100 imp/s ja eraldusaegf = 10~s sek valearvestus on 10% impulsside koguarvust.

"Neutrino" – ülespoole ?L=kuni 13000 km?. P(?e??e) = 1 – sin22?sin2(1,27?m2L/E). 5. 13. mai 2004. ??. p, Ta... Teised Markovi lugemised 12. – 13. mai 2004 Dubna - Moskva. Neutriino võnkumised. 2-?. ?. Atmosfääri neutriinod. S. P. Mihheev. S.P. Mihheev INR RAS. Mida me teada tahame? 3. Üles/alla sümmeetria. e.

"Elementaarosakeste salvestamise meetodid" - elementaarosakeste jäljed paksukihilises fotograafilises emulsioonis. Meetodid elementaarosakeste vaatlemiseks ja registreerimiseks. Katoodi ja anoodi vaheline ruum täidetakse spetsiaalse gaasiseguga. R. Emulsioonid. Paksukihiliste fotoemulsioonide meetod. 20ndad L. V. Mysovsky, A. P. Ždanov. Välku saab jälgida ja salvestada.

“Antiosakesed ja antiaine” – igat liiki tähti peaks maailmas olema võrdne arv,” – Paul Dirac. Aja pideva ühesuunalisusega on mateeria ja antiaine suhe aegruumiga teistsugune, looduse "lihtsustus". Positron avastati 1932. aastal pilvekambri abil. Diraci teooria ümberlükkamine või aine ja antiaine absoluutse sümmeetria ümberlükkamine.

"Osakeste vaatlemise ja salvestamise meetodid" - Wilson Charles Thomson Joon. Katoodi ja anoodi vaheline ruum täidetakse spetsiaalse gaasiseguga. Kolb. Keeruliste osakeste registreerimine on keeruline. Katood. +. Wilson on inglise füüsik, Londoni Kuningliku Seltsi liige. Wilsoni kamber. Kasutades loendurit. Klaasplaat. Gaaslahendus Geigeri loendur.

"Prootoni avastamine" - Rutherfordi ennustatud avastused. Silina N. A., füüsikaõpetaja, Munitsipaalharidusasutuse 2. Keskkool, Redkino küla, Tveri oblast. määrab suhtelise aatommassi keemiline element. Aatomi massi- ja laenguarv. Näidatud on neutronite arv tuumas. Prootoni ja neutroni avastamine. Isotoobid. Mis on isotoobid? Tuuma ehituse uurimise poole.

"Elementaarosakeste füüsika" – kõigis interaktsioonides säilib barüoni laeng. Seega koosneb meid ümbritsev universum 48-st põhiosakesed. Hadronite kvargi struktuur. Chadwick avastab neutroni. Antiaine on aine, mis koosneb antinukleonidest ja positronitest. Fermionid on pooltäisarvulise spinniga osakesed (1/2 h, 3/2 h....) Näiteks: elektron, prooton, neutron.

Teemas on kokku 17 ettekannet

Slaid 1

Slaid 2

Slaid 3

Slaid 4

Slaid 5