Сигурно сте много пута, посебно у филмовима, серијама или документарцима, гледали познате Гигеров бројач, за мерење јонизујућег зрачења. Па, требало би да знате да можете сами да га креирате користећи Ардуино. Веома интересантан научни пројекат са којим ћете научити о овим уређајима, а моћи ћете и да извршите мерења у вашем крају.
Па, идемо тамо...
Шта је Гајгеров бројач?
За оне који још не знају, а Гајгеров бројач, познат и као Гајгер-Милерова цев, је инструмент дизајниран за детекцију и мерење јонизујуће радиоактивности. То је основно средство у областима као што су нуклеарна физика, нуклеарна медицина и заштита од зрачења. Његова главна функција је бројање јонизујућих честица, као што су алфа, бета честице и гама зраци, које емитују радиоактивни материјали, па отуда и његов назив: „бројач“.
операција
Рад Геигеровог бројача заснива се на једноставном, али ефикасном принципу: јонизација гаса. Да бисте то урадили, састоји се од следећих основних делова:
- Гајгер-Милерова цев: Срце бројача је цилиндрична метална цев са централном фином жичаном електродом. Простор између цилиндра и жице испуњен је племенитим гасом, као што је аргон, под ниским притиском.
- Генератор високог напона: Висок напон се примењује између цилиндра и жице, стварајући јако електрично поље. Када јонизујућа честица уђе у цев, она се судара са молекулима гаса, одбацујући електроне и стварајући позитивне јоне. Ослобођени електрони се убрзавају електричним пољем и сударају са другим молекулима гаса, стварајући више јона у процесу који се назива лавина. Ова навала електрона производи кратак импулс електричне струје који се може детектовати и појачати електронским колом.
- Аццоунтант: Електронско коло броји ове импулсе и приказује резултат на дисплеју, указујући на број честица откривених у датом временском интервалу. То јест, сваки електрични импулс који генерише лавина представља детекцију јонизујуће честице. Електронско коло броји ове импулсе и приказује их на дисплеју, обезбеђујући меру радиоактивне активности.
Важно је истаћи неке додатне детаље, имајте на уму да радиоактивне честице имају довољно енергије да откину електроне од атома гаса, односно генеришу позитивне јоне и, са друге стране, слободне електроне. Када се ослобођени електрони убрзају електричним пољем према аноди (централној жици), током лавине се генерише реакција која се наставља, што би показало континуирано мерење. Да би се ово избегло и да би се извршила прецизна мерења у сваком тренутку, спроводи се процес гашења, спречавајући да електрични набој постане континуиран. Једна од најчешћих пракси за ово гашење је додавање мале количине гаса халогена да апсорбује електроне и јоне, чиме се враћа стање цеви за следеће мерење.
Доступне опције за креирање Гајгеровог бројача са Ардуином
Једном када знате шта је Гајгеров бројач и разумете како функционише, следећа ствар је да знате како можете направите сопствени уређај за мерење јонизујућег зрачења вашег окружења лако, јефтино и тачно.
En Амазон имате већ креирану једну од ових цеви, у модулу компатибилном са Ардуином, што чини ствари много лакшим. Поред тога, куповина ових сензора или цеви одвојено није лака и скупи су, можете наћи неке из совјетске ере половних на мрежи, али најбоље је купити овај:
Тамбиен екистен занимљиви комплети за склапање, са свиме што вам је потребно, што може бити од велике помоћи, а за које можете креирати сопствени кућиште користећи 3Д штампање и тако имати компактнији формат и сличан комерцијалним:
И, ако сте „уради сам“ мајстор и желите лемите компоненте од нуле, можете добити овај други:
Касније ћемо такође анализирати како да га подесимо и програмирамо...