Hvordan virker geigertællere?

Geigertællere er elektroniske enheder, der bruges til at detektere ioniserende stråling, såsom gammastråler eller røntgenstråler. De fungerer ud fra princippet om gasionisering og producerer en karakteristisk "klik"-lyd eller elektrisk puls, når stråling detekteres. Her er en forklaring på, hvordan Geiger-tællere fungerer:

1. Geiger-Mueller (GM) rør :Hjertet i en Geiger-tæller er et cylindrisk metalrør kaldet Geiger-Mueller-røret, som indeholder en lavtryksgas (normalt argon eller neon) og en central ledningselektrode.

2. Spændingsapplikation :En højspænding, typisk omkring 400 til 1000 volt, påføres mellem den centrale trådelektrode og metalrøret. Denne spænding skaber et elektrisk felt inde i røret.

3. Interaktion med ioniserende stråling :Når ioniserende stråling (såsom gammastråler eller røntgenstråler) kommer ind i GM-røret, interagerer det med gasatomerne, hvilket forårsager deres ionisering. Ionisering fører til dannelsen af ​​frie elektroner og positive ioner.

4. Elektronacceleration :Det stærke elektriske felt inde i røret accelererer de frie elektroner mod den centrale trådelektrode. I denne proces kolliderer de med andre gasatomer, hvilket forårsager yderligere ionisering og skaber en lavine af elektroner og ioner.

5. Elektronlavine :Denne lavine af elektroner og ioner bevæger sig hurtigt mod den centrale ledning, og deres kollisioner med gasatomer frigiver yderligere elektroner. Den resulterende kumulative ionisering danner en strømpuls.

6. Elektrisk signal :Den strømimpuls, der genereres af ioniseringsprocessen, detekteres som et elektrisk signal af geigertælleren. Dette signal kan behandles til at frembringe en "klikkende" lyd eller registreres som en digital optælling på en overvågningsenhed.

7. Slukningsproces :For at forhindre kontinuerlig udledning anvender Geiger-tællere en slukkemekanisme. Dette involverer tilsætning af en lille mængde af en bratkølende gas (såsom klor eller brom) til røret. Når lavinen af ​​elektroner når de slukkende gasmolekyler, reagerer den med dem for at stoppe ioniseringsprocessen og afslutte den aktuelle puls.

8. Optagelse og visning :De elektriske signaler fra Geiger-tælleren forstærkes og sendes til en tælleenhed, såsom en hastighedsmåler eller scaler, som registrerer og viser tællehastigheden for detekteret stråling.

Ved løbende at overvåge antallet af registrerede tællinger pr. tidsenhed, kan Geiger-tællere give realtidsmålinger af intensiteten af ​​ioniserende stråling, der er til stede i miljøet.