Были проведены тесты на разные радиоактивные источники
Паньков Александр Дмитриевич, ученик 9Б класса
Руководитель Березанская Юлия Александровна, учитель химии
Актуальность ионизационная камера играет важную роль в атомном реакторе, так как регистрирует поток нейтронов, который необходимо постоянно контролировать.
Цель: познакомить людей с уменьшенной моделью ионизационной камеры.
Общие положения.
Ионизационная камера, прибор для исследования и регистрации ядерных частиц и излучении, действие которого основано на способности быстрых заряженных частиц вызывать ионизацию газа. Простейший ионизационный детектор представляет собой камеру, наполненную газом, в которой два изолированных электрода связаны сопротивлением с источником тока.
Ионизационные камеры используются в атомных реакторах для измерения потока нейтронов. Ионизационными камерами регистрируют и медленные, и быстрые нейтроны. Назначение ионизационной камеры определяется типом вещества, взаимодействующего с нейтронами, и электрической схемой включения. Для создания ионизационной камеры за основу можно взять любую металлическую банку, микроамперметр на 100-200µm, кнопка включения, элемент питания постоянного тока. Всё это закрепляем на платформе. В донышко банки вставляем втулку из фторопласта или оргстекла, или ещё какого-нибудь диэлектрика. Во втулке проделываем отверстие, через которое пропускаем стальную или медную проволоку. Кончик проволоки выходит из втулки с обратной стороны наружу – это будет один электрод. Корпус банки – второй электрод. Горлышко банки можно закрыть тонкой алюминиевой фольгой, но это будет препятствовать попаданию α-частиц в рабочий объём камеры и не даст им принять участие в ионизации. Для этого я запаял горлышко банки мелкой латунной сеткой – это сделает камеру чувствительнее – α-частицы будут попадать в рабочий объём камеры (Рис 1.).
|
|
|
Для спайки схемы нам понадобится: два резистора на 2.2kОм, два резистора на 10kОм, два транзистора MPSW45, два транзистора MPSA64 – эти транзисторы характеризуются очень большим коэффициентом усиления и низким уровнем шумов. Главное делать только навесным монтажом, что бы избежать больших утечек.
Тестирование ионизационной камеры
При включении камеры в первые секунды стрелка отклоняется максимально, но затем быстро возвращается к нулевой отметке. Примерно через две-три минуты показатели микроамперметра выходят в ноль – теперь можно начинать тесты.
Длинноволновый ультрафиолет обладает очень слабой ионизирующей способностью. Поэтому если поднести ультрафиолетовый фонарик к камере, то реакции на него почти не будет. Показатели микроамперметра будут отклоняться примерно на 0,5 – 2 µm. Если поднести зажигалку с пьезоэллектриком, щёлкая ей, можно наблюдать, как камера активно реагирует на мощный импульс статики от электрического разряда – это надо учитывать при измерениях. На само пламя камера не реагирует
|
|
|
Были проведены тесты на разные радиоактивные источники
Тест№1. Когда камера готова к работе, можно проводить тестирование на ионизирующее излучение от источника с америцием-241 из современных датчиков дыма типа his-07. Америция тут очень мало, около 1 мкКи = 3,7⋅104 Бк ≈ 37000 распадов атомов америция-241 в секунду. Медленно приближаем источник к камере и видим, что на расстоянии 2,5см показатели резко уходят в зашкал.
Америций является альфа-излучателем. Пробег α-частиц в воздухе всего 3-4см. Так же α-частицы хорошо ионизируют воздух. α-излучение можно экранировать листом бумаги. В данный момент источник с америцием находится очень близко к камере, а между ними помещён лист обычной бумаги. α-частиц не проходят дальше этого листа. Я убираю лист и поток α-частиц устремляется в камеру – стрелка моментально отклоняется, обнаруживая источник. Вывод из первого тестирования: Мне удалось сделать камеру, способную обнаруживать α-излучение, благодаря мелкой латунной сетке, которая пропускает α-частици в рабочий объём камеры.
|
|
|
Тест№2. Для второго опыта я взял строций-иттриевый контрольный источник Б-8 от старых военных дозиметров дп-5. Этот источник излучает чистое β-излучение. Плотность потока довольно высокая. Камера начинает реагировать уже на расстоянии около 17см от источника На расстоянии около 4см прибор медленно уходит в зашкал
Таким образом, по результату этого теста можно убедится, что камера неплохо детектирует β-частици.
Вывод: результаты тестов показали отличную работу самодельной ионизационной камеры. Камера представляет собой прекрасный компромисс между простотой, чувствительностью и стабильностью. Она легка в сборке и не требует дефицитных деталей. Камера может быть полезна для некоторых экспериментов и опытов. В дальнейшем камеру можно модернизировать, экспериментируя с формой электродов, объёмом камеры и газовым наполнением.
Список литературы
1. Деменков В. Г.,Начала электронных методов ядерной физики:Учебное пособие.- СПб.: Издательство «Лань»,
|
|
|
2016.-384 с.: ил.
2. Доклады советских учёных : Ядерные реакторы и ядерная энергетика : в 16 т. / под общ. ред. Н. А. Доллежаля, А. К. Красина и др. – М.: Атомиздат,1958.
3. А. И. Абрамов, Ю. А. Казанский, Е. С. Матусевич. Основы экспериментальных методов ядерной физики– М.: Атомиздат, 1976.
4. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика, Т.1,2.-М.:
Энергоатомиздат, 1996.
5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Ионизирующее_излучение
6. https://elibrary.ru/defaultx.asp?
7. http://profbeckman.narod.ru/radiometr.files/L3_7.pdf
Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 69; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!