Contador Geiger
18 pág.

Contador Geiger


DisciplinaProjeto de Estudo6 materiais17 seguidores
Pré-visualização3 páginas
Contador Geiger construiu um­1 a partir de reciclados
Hoje, por pouco dinheiro, podemos comprar quase qualquer dispositivo eletrônico construído com
a mais recente tecnologia, a partir de pequeno MP3 pode armazenar milhares de músicas para
computadores poderosos com forma e tamanho não muito maior do que um telefone celular, e
ainda que todos estes aparelhos se tornaram "caixas pretas" dos que ignoram completamente o
seu funcionamento. Mesmo para aqueles que têm dedicado nossas vidas à eletrônica, novos
produtos se movendo tão rápido que custa­nos a adquirir mais do que idéias gerais dentro e
como eles funcionam. A ideia de construir este contador Geiger, no entanto, é a utilização de
componentes antigos recuperados a partir de outros dispositivos que passaram a uma vida
melhor, e montá­lo como antigamente, de modo "visível", e também, é minha intenção, que é
compreensível para qualquer pessoa com conhecimentos básicos de eletrônica.
O contador Geiger, mais corretamente chamado de Geiger­Müller, é um dispositivo para a
detecção de radiação ionizante, como os raios X usados \u200b\u200bem medicina ou os misteriosos raios
cósmicos do espaço sideral. Contadores Geiger também pode detectar partículas, tais como
alfa ou beta, por vezes acompanhada pela radiação gama emitida por substâncias radioactivas
na sua desintegração.
Mas como é que um contador Geiger?
Hans Geiger
O contador Geiger é baseado na ação de um tubo especial detector contendo dois eletrodos de
baixa pressão do gás e foi desenvolvido pelo físico alemão Hans Geiger em 1908, quando ele
trabalhava no laboratório de Ernest Rutherford. Mais tarde, em 1928, foi aperfeiçoado por ele
mesmo com a ajuda de um estudante chamado Walther Müller. Este detector tecnicamente
pertence à categoria chamada "tubos de cátodo frio", conhecidas como lâmpadas de néon,
publicidade sinais cartas ou tubos de gatilhos, contadores e exibe "ninfa", que foram utilizados
durante décadas no telefone, relógios, calculadoras e instrumentação.
Na sua forma mais típica, o detector de metal em forma de tubo Geiger, com as próprias
paredes formando o eléctrodo negativo, ou cátodo, e isolado no centro tem uma haste fina, que
é o eléctrodo positivo ou ânodo. Com esse arranjo, quando uma partícula ionizante entra
através de sua parede de metal ou uma janela frontal pode ser de vidro ou mica fina de metal, a
partícula colide com os átomos do gás, fazendo com que os elétrons saltam camadas mais
externas e criando o que que são chamados "pares" de electrões livres e átomos com carga
positiva (por causa de ter perdido electrões). Então, se a situação em que os eléctrodos
internos estão ligados a uma fonte com uma determinada diferença de potencial, a força do
campo eléctrico nas iões dirigido para o eléctrodo de sinal oposto, os electrões em direcção ao
ânodo, e os átomos de positivos, pares o primeiro, para o cátodo.
O sinal eléctrico, que é criado por este fenómeno é muito fraca, da ordem de fracções de MV,
mas seriam detectáveis \u200b\u200bnos chamados "detectores de ionização", mas não faz uso de um
Geiger­chamado efeito avalanche para sinais muito mais fortes. A maneira de gerar pressão
interna é menor e aumentar tanto o campo elétrico dos eletrodos até que a aceleração causada
por íons primários exige que eles colidem com outros átomos, puxando mais elétrons e produzir
muito mais pares. Nas avalanche subida da corrente é exponencial e faz a luz atinja o próprio
gás, apesar de, neste caso, um tubo fluorescente, mas sim como uma luz de néon uma
potência extremamente baixa. Sob estas condições, os intervalos do sinal de saída a partir de
uma a várias dezenas de volts e pode ser detectado com um circuito electrónico simples.
Ionização primária e avalanche em uma tubulação de gás
No entanto, para os livros físicos sabem que um tubo de gás normal, depois de ter sido
preparado, a condução não interrompa até que a tensão diminui abaixo do ponto de ajuste por
tempo suficiente para os íons se recombinam e desaparecem, de sob a forma de um tubo
teoria permanentemente alimentado superior a este valor seria capaz de detectar uma única
partícula, o que causou a partir precisamente. O Geiger entanto, pequenas quantidades de
gases contendo halogéneos, tais como cloro ou bromo para dentro, que actuam como
"capturadores de iões", extinguindo tubo de condução de alguns milissegundos depois do início.
Na verdade avalanche seqüência extinção é muito mais complexa do que esta descrição
simples, e envolve fatores como a radiação ultravioleta criado no próprio gás ou o efeito do
ânodo virtual "arrebatadora", formado pelos íons positivos em seu movimento em direção ao
cátodo, mas vamos ficar com a idéia básica e deixe­nos ir para a questão prática.
A partir desses pontos, podemos deduzir que o tubo Geiger tem algumas limitações, incluindo o
fato de que trabalha para "tudo ou nada". Se a energia da partícula é menor do que o limiar de
sensibilidade, isto é, pode não criar iões primárias suficiente simplesmente não detectam, e se
for superior, independentemente do seu valor, emitir um único sinal eléctrico. Modo
Autoextinguishing cria também um "tempo morto" na medida em que não se detectar as
partículas que passam através dele, mas com todos os dispositivos de acordo com este
dispositivo é simples, fiável e económica, e a partir de meados do século XX, tornou­se a
Popular para detectar essa radiação na prospecção e extracção mineira campo, na segurança
das instalações e equipamentos das unidades da NBC de todos os exércitos do mundo
nucleares.
Na prática, a detecção de uma fonte radioativa, utilizando um tubo Geiger soa como uma
cadência irregular de "cliques" som muito característico que, certamente, todos nós temos
ouvido em filmes e documentários que lidam com energia atômica ou radioatividade.
Como complemento a esta breve descrição da operação de um tubo Geiger, dizemos que os
gases utilizados são misturas de diferentes proporções e com uma pressão de alguns
milímetros de mercúrio, néon e árgon. Em relação às tensões de operação, que vão de 300 a
1200 volts, mas a corrente média absorvida durante o seu funcionamento e, assim, a energia é
negligenciável. A tensão de funcionamento é escolhido de acordo com as especificações do
fabricante do tubo, na região da sua curva característica, chamada "mesa" ou "patamar"
caracteriza­se por variadas muito pouco sensível às variações de tensão, embora estes
ignorado dados podem sempre tentar uma tensão entre 100 e 150 volts inferior priming.
Nossa Geiger montado a partir de materiais reciclados
Para projetar um detector Geiger é preciso primeiro pensar na fonte de alta tensão. No nosso
caso, usamos parte do circuito de luz Legrand marca danificadas emergência, o típico são
instalados em lojas e locais públicos. Retirar todo o seu circuito de alimentação e de
carregamento da bateria, e também os circuitos de controle, deixando apenas o circuito
impresso para o inversor de alta voltagem, um gerador que converte as baterias de 3,6 volt
continuamente em uma corrente alternada cujo picos exceder 500 volts, necessários para
preparar os alimentos frios fluorescentes.
Pequeno "investidor" fed tensão tubo fluorescente Legrand luz alta de emergência
Para alimentar o tubo Geiger actual vai precisar sem ruído adicionado, e, por conseguinte, será
necessário para rectificar e filtrar a saída do inversor, no entanto, a tensão VDC 600­650.
máxima que pode ser alcançada com este circuito é muito baixa para muitos tipos de tubos, e
como a nossa ideia é que podemos servir Geiger detector para uma gama muito ampla, é
preciso aumentar, pelo menos para 1200 V.
A maneira mais fácil é adicionar um multiplicador de tensão. Optamos por um circuito de
Cockcroft­Walton duas etapas, permitindo­nos alcançar tensões de até 1.500 volts, mas depois
vai se estabilizar em um valor menor. Os valores dos condensadores serão reduzidos, porque
o tubo Geiger consumo médio será muito baixa e a frequência do inversor é relativamente
elevada, oscilando em torno de 8­10 kHz.
Circuito inversor,