Určitě jste mnohokrát viděli, zejména ve filmech, seriálech nebo dokumentech, slavné Gigerův počítač pro měření ionizujícího záření. Měli byste vědět, že si jej můžete vytvořit sami pomocí Arduina. Velmi zajímavý vědecký projekt, se kterým se dozvíte o těchto zařízeních a budete moci provádět měření ve svém okolí.
Tak jdeme tam...
Co je to Geigerův počítač?
Pro ty, kteří ještě nevědí, a Geigerův počítač, také známý jako Geiger-Müllerova trubice, je přístroj určený k detekci a měření ionizující radioaktivity.. Je základním nástrojem v oblastech, jako je jaderná fyzika, nukleární medicína a radiační ochrana. Jeho hlavní funkcí je počítat ionizující částice, jako jsou částice alfa, beta a gama záření, které jsou vyzařovány radioaktivními materiály, odtud jeho název: "počítač".
operace
Provoz Geigerova počítače je založen na jednoduchém, ale účinném principu: ionizace plynu. Za tímto účelem se skládá z následujících základních částí:
- Geiger-Müllerova trubice: Srdcem počítadla je válcová kovová trubice s centrální jemnou drátěnou elektrodou. Prostor mezi válcem a drátem je při nízkém tlaku vyplněn vzácným plynem, jako je argon.
- Vysokonapěťový generátor: Mezi válcem a drátem je aplikováno vysoké napětí, které vytváří silné elektrické pole. Když ionizující částice vstoupí do trubice, srazí se s molekulami plynu, srazí elektrony a vytvoří kladné ionty. Uvolněné elektrony jsou urychlovány elektrickým polem a srážejí se s jinými molekulami plynu, čímž vzniká více iontů v procesu zvaném lavina. Tento příval elektronů vytváří krátký puls elektrického proudu, který lze detekovat a zesílit elektronickým obvodem.
- Čítač: Elektronický obvod počítá tyto pulsy a zobrazuje výsledek na displeji s uvedením počtu částic detekovaných v daném časovém intervalu. To znamená, že každý elektrický impuls generovaný lavinou představuje detekci ionizující částice. Elektronický obvod počítá tyto pulsy a zobrazuje je na displeji, čímž poskytuje míru radioaktivní aktivity.
Je důležité upozornit na některé další detaily, mějte na paměti, že radioaktivní částice mají dostatek energie na to, aby odtrhávaly elektrony od atomů plynu, tedy generovaly kladné ionty a na druhé straně volné elektrony. Když jsou uvolněné elektrony urychlovány elektrickým polem směrem k anodě (centrální drát), během laviny je generována reakce, která pokračuje, což by ukázalo trvalé měření. Aby se tomu zabránilo a aby bylo možné provádět v každém okamžiku přesná měření, provádí se proces extinkce, který zabraňuje tomu, aby se elektrický náboj stal spojitým. Jedním z nejběžnějších postupů pro toto zhášení je přidání malého množství halogenového plynu k absorbování elektronů a iontů, čímž se obnoví stav trubice pro další měření.
Dostupné možnosti pro vytvoření Geigerova čítače pomocí Arduina
Jakmile budete vědět, co je to Geigerův počítač a pochopíte, jak funguje, další věcí je vědět, jak můžete sestrojte si vlastní přístroj na měření ionizujícího záření vašeho prostředí snadno, levně a přesně.
En Amazon máte jednu z těchto trubic již vytvořenou v modulu kompatibilním s Arduino, což hodně usnadňuje věci. Navíc koupit tyto senzory nebo elektronky samostatně není jednoduché a jsou drahé, některé ze sovětské éry seženete na internetu z druhé ruky, ale nejlepší je koupit tento:
También existuje zajímavé stavebnice na sestavení, se vším, co potřebujete, což může být velkým pomocníkem a pro které si můžete vytvořit vlastní pouzdro pomocí 3D tisku a mít tak kompaktnější formát a podobný těm komerčním:
A pokud jste kutil a chcete pájejte součásti od začátku, můžete získat tento další:
Později si také rozebereme, jak to nastavit a naprogramovat…