Du har säkert sett många gånger, särskilt i filmer, serier eller dokumentärer, den berömda Gigerräknare, för att mäta joniserande strålning. Tja, du bör veta att du kan skapa en själv med Arduino. Ett mycket intressant vetenskapsprojekt med vilket du kommer att lära dig om dessa enheter och du kommer också att kunna göra mätningar i ditt område.
Så, låt oss åka dit...
Vad är en geigerräknare?
För de som inte vet ännu, a Geigerräknare, även känd som Geiger-Müller-röret, är ett instrument utformat för att upptäcka och mäta joniserande radioaktivitet. Det är ett grundläggande verktyg inom områden som kärnfysik, nuklearmedicin och strålskydd. Dess huvudsakliga funktion är att räkna joniserande partiklar, såsom alfa-, beta-partiklar och gammastrålar, som sänds ut av radioaktiva material, därav namnet: "räknare".
drift
Geigerräknarens funktion är baserad på en enkel men effektiv princip: jonisering av en gas. För att göra detta består den av följande grundläggande delar:
- Geiger-Müller-rör: Hjärtat i disken är ett cylindriskt metallrör med en central fintrådselektrod. Utrymmet mellan cylindern och tråden är fyllt med en ädelgas, såsom argon, vid lågt tryck.
- Högspänningsgenerator: En hög spänning appliceras mellan cylindern och tråden, vilket skapar ett starkt elektriskt fält. När en joniserande partikel kommer in i röret kolliderar den med gasmolekyler, slår av elektroner och skapar positiva joner. De frigjorda elektronerna accelereras av det elektriska fältet och kolliderar med andra gasmolekyler, vilket skapar fler joner i en process som kallas lavin. Denna ström av elektroner producerar en kort puls av elektrisk ström som kan detekteras och förstärkas av en elektronisk krets.
- Räknare: Den elektroniska kretsen räknar dessa pulser och visar resultatet på en display som indikerar antalet partiklar som detekterats under ett givet tidsintervall. Det vill säga att varje elektrisk puls som genereras av en lavin representerar detekteringen av en joniserande partikel. Den elektroniska kretsen räknar dessa pulser och visar dem på en display, vilket ger ett mått på den radioaktiva aktiviteten.
Det är viktigt att lyfta fram några ytterligare detaljer, tänk på att radioaktiva partiklar har tillräckligt med energi för att riva elektroner från gasatomer, det vill säga generera positiva joner och å andra sidan fria elektroner. När de frigjorda elektronerna accelereras av det elektriska fältet mot anoden (den centrala tråden), under lavinen, genereras en reaktion som fortsätter, vilket skulle visa en ihållande mätning. För att undvika detta och för att göra exakta mätningar i varje ögonblick genomförs en utsläckningsprocess som förhindrar att den elektriska laddningen blir kontinuerlig. En av de vanligaste metoderna för denna släckning är att tillsätta en liten mängd halogengas för att absorbera elektronerna och jonerna och på så sätt återställa rörets tillstånd för nästa mätning.
Tillgängliga alternativ för att skapa Geigerräknaren med Arduino
När du väl vet vad en geigerräknare är och förstår hur den fungerar, är nästa sak att veta hur du kan bygg din egen enhet för att mäta joniserande strålning av din miljö enkelt, billigt och exakt.
En Amazon du har ett av dessa rör redan skapat, i en modul som är kompatibel med Arduino, vilket gör saker mycket lättare. Dessutom är det inte lätt att köpa dessa sensorer eller rör separat och de är dyra. Du kan hitta några från sovjettiden begagnade online, men det är bäst att köpa den här:
También existen intressanta kit att montera, med allt du behöver, som kan vara till stor hjälp, och som du kan skapa ditt eget fodral till med hjälp av 3D-utskrift och därmed få ett mer kompakt format och liknande de kommersiella:
Och, om du är en gör-det-själv hantverkare och vill ha löd komponenterna från grunden, du kan få den här andra:
Senare kommer vi också att analysera hur man ställer in den och programmerar den...