کنتور گایگر مولر
(Geiger Counter Model 2554 )
خلاصه
کنتور گایگر مولر که به نام کنتور گایگر هم خوانده می‌شود، یک نوع لامپ شمارش رادیاسیون بوده که برای تشخیص و اندازه گیری شدت ذرات تابش شده طراحی شده است. یعنی با یونیزه کردن گاز در فشار پایین و در لامپ گایگر، ذرات آلفا و بتا یا اشعۀ گاما را اندازه می‌گیرد.
دستگاه سه وسیلۀ خروجی شامل زنگ، چراغ چشمک‌زن و شمارندۀ LED دارد که همزمان با هم کار می‌کنند. این دستگاه دارای ساختاری ساده و عملکردی راحت است و بیشتر در مطالعات فیزیک اتمی مفید است.
ساختار
دستگاه عمدتاً از لامپ کنتور گایگر و مدار الکتریکی تشکیل شده است.
لامپ شمارندۀ گایگر:
لامپ کنتور گایگر یک لامپ شیشه‌ای است که نسبت به هوا عایق شده است و با گاز نجیب و مقدار کمی اتانول یا برم پر شده است. یک قطعه سیم در داخل آن قرار دارد که نقش آند را بازی می‌کند و دیوارۀ لامپ با صفحۀ فلزی پوشانده شده که به عنوان کاتد استفاده می‌شود.
مدار الکتریکی:
مدار الکتریکی از مدار ولتاژ بالای DC ، شمارنده (کنتور)، تقویت‌کننده، قسمت نمایش و تنظیم‌کنندۀ ولتاژ تشکیل شده است.
قاعده کلی
هنگامی که ذرات باردار وارد لامپ می‌شوند، با مولکول‌های گاز برخورد کرده که باعث یونیزه شدن آن‌ها می‌شود. یون‌ها و الکترون‌ها با نیرومحرکۀ ولتاژ قوی DC که اختلاف پتانسیل 400V بین آند و کاتد برقرار می‌کند، به سمت دو قطب الکتریکی حرکت می‌کنند. با برخورد بیشتر مولکول‌های گاز به ذرات، یون‌ها و الکترون‌های بیشتری تولید می‌شود و در نهایت این ذرات باردار تولید جریان ضعیفی می‌کنند. این جریان از مقاومت R عبور کرده و یک ولتاژ پالس تولید می‌کند که این پالس وارد تقویت‌کننده می‌شود و وارد خازنی می‌شود که آن را تقویت کرده و آن را به سمت زنگ، چراغ چشمک‌زن و کنتور LED هدایت می‌کند. شکل 2 قاعدۀ کلی را نشان می‌دهد.
مشخصات فنی
- سرعت اولیۀ این دستگاه کمتر از 30 مرتبه در دقیقه است.
- ولتاژ منبع لامپ کنتور بین 340V و 420V است.
- میزان مقاومت عایق بین دو قطب کنتور بیشتر از 200MΩ است.
- یک کابل محافظ که بیش از یک متر طول دارد به عنوان کابل اتصال دهندۀ لامپ استفاده می‌شود.
عملکرد و آزمایش
- سیم برق لامپ کنتور گایگر را به سوکت مخصوص در پایین سمت چپ صفحۀ کنترل جلویی بزنید.
- دستگاه را به برق 220V AC بزنید و دستگاه را روشن کنید. نشانگر برق روشن خواهد شد.
- در همان لحظه‌ای که کنتور را روشن می‌کنید، زنگ صدای بیب خواهد داد، چراغ چشمک‌زن چشمک می‌زند، LED با هر صدای بیب یک واحد به میزان شمارش‌شده اضافه خواهد کرد. کنتور مقدار تشعشع فضای بیرونی را اندازه می‌گیرد. سرعت شمارش میانگین تقریبا برابر 30 واحد در دقیقه است، ما سرعت شمارش پایه را بنا به تابش فضا فراخوانی می‌کنیم.
- برای انجام آزمایش یک منبع رادیواکتیو اضافی استفاده کنید. هنگامی که این منبع به کنتور نزدیک می‌شود، سرعت شمارش یکباره افزایش می‌یابد. این سرعت را ثبت کنید و از سرعت شمارش پایه کم کنید تا سرعت شمارش منبع رادیواکتیو اضافی را بیابید.
- لامپ کنتور را از منبع رادیواکتیو اضافی 10cm فاصله دهید و یک ورق آلومینیوم به ضخامت 0.2cm بین آن‌ها قرار دهید. سرعت شمارش به صورت محسوسی کاهش می‌یابد.
هشدارهای ایمنی و نگهداری
- شما باید در ابتدا سیم برق لامپ کنتور گایگر را به سوکت مخصوص در پایین سمت چپ صفحۀ کنترل جلویی بزنید و سپس کلید برق دستگاه را بزنید، در غیر این صورت دستگاه آسیب می‌بیند.
- اگر منبع رادیواکتیو را لمس کردید، برای جلوگیری از آلوده شدن، باید فوراً دست خود را با صابون بشویید.
- کنتور باید در مکانی خشک، خنک و در معرض تهویه قرار گیرد، و هیچگاه با مواد شیمیایی و گازهای خورنده تماس نداشته باشد.
