大名鼎鼎的仪器盖革计数器——一种可以检测辐射的仪器
发布时间:2022-03-27来源:尧熵(上海)电子科技有限公司
简单的说明一下原理,原子核被绕轨道运行的电子包围,就像太阳周围的行星一样。电子带负电荷,通常会抵消原子核中等量的带正电荷的质子。但如果一个电子从辐射中吸收能量,它就可以被推出轨道。这种作用被称为“电离”,产生一个“离子对”——一个带负电的自由电子和一个带正电的原子。人类无法通过五官感观测到离子对的产生。但盖革计数器的灵敏度足以检测电离。我们大多数人都听说过或见过盖革计数器。它们是最便宜的电子设备,可以告诉你周围有辐射,但它不能告诉你辐射的原始来源、类型或能量大小。
它是如何工作的?盖革计数器有两个主要部分:一个充满气体的密封管或腔室,以及一个信息显示屏。辐射进入电子管,当它与气体碰撞时,它将一个电子推离气体原子并产生一对离子。管中间的电线吸引电子,产生其他离子对并通过导线发送电流。电流进入信息显示屏,在刻度上移动指针或在屏幕上显示数字。这些设备通常提供“每分钟计数”,或每60秒产生的离子对数量。如果扬声器打开,它会在每次创建离子对时发出嘀嘀声。声音次数表明有多少辐射进入盖革计数器室。你一打开扬声器就会听到嘀嘀声,因为环境中总有一些辐射。这种辐射来自太阳、土壤中的天然铀、氡、花岗岩等特定类型的岩石、植物和食物,甚至其他人和动物。每分钟的本底计数会有所不同;即使附近没有已知的辐射源,指针也会移动或数字会改变。造成这种波动的因素很多,包括风、土壤湿度、降水(雨或雪)、温度、大气条件、海拔和室内通风。读数中的其他因素包括地理位置(海拔越高,计数越高)、探测器的大小和形状,以及探测器的结构材料和工作方式(不同的腔室材料和不同的气体)。根据海拔高度和盖革计数器的类型,典型的自然本底辐射水平为每分钟5到60计数或更多。因为本底辐射率是随机变化的,所以你可能会在一个点上看到这个范围。重要的是要了解盖革计数器指示离子对何时产生,但与辐射类型或其能量无关。
其他类型的仪器可以剂量率(以毫伦琴/小时或mR/hr表示)。必须校准这些计数器,以读取特定类型的辐射(α、β、γ、中子、x射线)以及发射的能量。读数仅适用于该类型的辐射和该能级。这些仪器需要定期校准,以确保它们测量得出准确的信息。
有关更复杂的环境辐射读数,请查看环境保护局的全国系统RadNet。在持续空气监测,定期采集降水、饮用水和巴氏杀菌牛奶的样本要使用比盖革管更敏感的仪器设备。
,RadNet已经在全国范围内建立了一个广泛的正常本底水平“基线”。通过将这一基线与2011年3月日本福岛核电站事故发生后美国各州的测量结果进行比较,
美国环保局能够在几个西方州检测到非常小的辐射增加。EPA检测到来自日本的辐射比自然本底辐射低10万倍,远低于任何值得关注的水平。远低于使用简单盖革计数器,甚至盖革计数器在全国范围内传播的任何明显值。如果RadNet检测到辐射量明显高于基线,EPA将立即进行调查。凭借其全国范围的监测系统和先进的分析能力,RadNet是美国环境辐射水平准确信息的最终来源。
顺便说一下,盖革计数器也被称为盖革-米勒管,或G-M计数器。它是以德国科学家汉斯·盖格的名字命名的,他在20世纪初致力于探测辐射。沃尔特·穆勒(Walter Mueller)
是大学的一名博士研究生,他在20世纪20年代末完善了气封探测器,并在命名盖革·穆勒管时获得了荣誉。