Ionizatsion kamera turlari

Ionizatsion kamera — gazsimon ionizatsiya detektorining eng oddiy turi boʻlib, rentgen nurlari, gamma nurlari, alfa zarralari va beta zarralari kabi koʻplab ionlashtiruvchi nurlanish turlarini aniqlash va oʻlchash uchun keng qoʻllanadi. Anʼanaviy ravishda "ionlash kamerasi" atamasi faqat elektr maydonini qoʻllash orqali gaz ichidagi toʻgʻridan-toʻgʻri ionlanish natijasida hosil boʻlgan barcha zaryadlarni toʻplaydigan detektorlarga tegishli. ^[1] U kichik toʻgʻridan-toʻgʻri oqim shaklida chiqish ishlab chiqarish uchun tushgan radiatsiya va gaz oʻrtasidagi har bir oʻzaro taʼsir natijasida yaratilgan diskret zaryadlardan foydalanadi. Bu shuni anglatadiki, individual ionlashtiruvchi hodisalarni oʻlchash mumkin emas, shuning uchun har xil turdagi nurlanish energiyasini farqlay olmaydi, lekin u umumiy ionlashtiruvchi taʼsirni juda yaxshi oʻlchash imkonini beradi.

Ishlash printsipi

Parallel plastinka ionlash kamerasining sxematik diagrammasi, ion juftlarining hosil bo'lishini va elektr maydon ta'sirida ionlarning siljishini ko'rsatadi. Elektronlar odatda kichikroq massa tufayli musbat ionlarga qaraganda 1000 marta tezroq siljiydi. ^[1]

Kontseptual simli silindrli gazsimon nurlanish detektori uchun kuchlanishga qarshi ion oqimining sxemasi. Ionlash kameralari eng past kuchlanish platosidan foydalanadi.

Gaz ionlash kamerasi zaryadni nurlanish natijasida gaz ichida hosil boʻlgan ion juftlari soni orqali oʻlchaydi. U ikkita elektrodli gaz bilan toʻldirilgan kameradan iborat boʻlib, ular bizga anod va katod sifatida tanilgan. Elektrodlar parallel plitalar (Parallel plastinka ionlash kameralari: PPIC) yoki ichki anod simli silindr shaklida boʻlishi mumkin.

Gaz bilan toʻldirilgan kamerada elektr maydonini yaratish uchun elektrodlar oʻrtasida kuchlanish potentsiali qoʻllanadi. Elektrodlar orasidagi gaz atomlari yoki molekulalari ionlashtiruvchi nurlanish taʼsirida ionlashganda, ion juftlari hosil boʻladi va natijada musbat ionlar va dissotsilangan elektronlar elektr maydoni taʼsirida qarama-qarshi qutbli elektrodlarga oʻtadi..Ionlash kamerasi dizayniga qarab, femtoamperdan pikoampergacha boʻlgan hududda elektrometr pallasida oʻlchanadigan va nurlanish dozasiga mutanosib boʻlgan ionlanish oqimini hosil qiladi. ^[1]

Ion oqimini kamaytiradigan ion juftlarining rekombinatsiyasini oldini olish uchun elektr maydoni etarli darajada kuchli boʻlishi kerak bu orqali musbat ionlar katodga yetib kelganida elektronlar bilan rekombinatsiya qilinishining oldi olinadi. Ushbu ish rejimi "joriy" rejim deb ataladi, yaʼni chiqish signali Geiger-Myuller trubkasi yoki proportsional hisoblagichdagi kabi impulsli chiqish emas, balki uzluksiz oqimdan iborat boʻladi. ^[1]

Kamera turlari va tuzilishi

Odatda quyidagi kamera turlari qoʻllanadi.

Erkin havo kamerasi

Bu atmosferaga erkin ochiq holda qoʻyilgan kamera boʻlib, u yerda toʻldiriladigan gaz atrof-muhit havosi hisoblanadi. Maishiy tutun detektori bunga yaxshi misol boʻlib, bunda havoning tabiiy oqimi, ion oqimining oʻzgarishi bilan tutun zarralarini aniqlash uchun zarur boʻladi.

Ventilli kamera

Ushbu kameralar odatda silindrsimon boʻlib, atmosfera bosimida ishlaydi, ammo namlikning kirib kelishiga yoʻl qoʻymaslik uchun ventilyatsiya liniyasiga quritgichni oʻz ichiga olgan filtr oʻrnatiladi. ^[2] Bu kameralar qalinligi bir necha millimetr boʻlgan alyuminiy yoki plastmassadan yasalgan silindrsimon korpusga ega.Ventilli kameralar havo bosimi ^[2] bilan samaradorlikdagi kichik oʻzgarishlarga moyil boʻlib, juda aniq oʻlchash ilovalari uchun tuzatish omillari qoʻllanishi mumkin.

Past bosimli kamera

Ular konstruktsiyasi boʻyicha ventilli kameraga oʻxshaydi, lekin muhrlangan va atmosfera bosimi ostida ishlaydi. Uning afzalliklaridan biri shundaki xonalarni shamollatish va quritishni talab qilmaydi. Aniqlash samaradorligini oshirish uchun ular toza gaz bilan toʻldiriladi, natijada havodagi yuqori elektromanfiy kislorod erkin elektronlarni osongina ushlab, manfiy ionlarni hosil qiladi.

Yuqori bosimli kamera

Idishdagi ikkita SBM-20 yuqori bosimli silindrsimon ion kamerasi.

Kameraning samaradorligi yuqori bosimli gazdan foydalanish orqali yanada oshirilishi mumkin. Odatda kamerada 8-10 atmosfera bosimidan foydalanish mumkin boʻladi va turli xil asil gazlar qoʻllanadi. Yuqori bosim kattaroq gaz zichligiga olib keladi va shu bilan toʻldirilgan gaz bilan toʻqnashuv va tushayotgan nurlanish natijasida ion-juft hosil boʻlish ehtimoli koʻproq boʻladi. Ushbu yuqori bosimga bardosh berish uchun zarur boʻlgan devor qalinligining oshishi tufayli faqat gamma nurlanishini aniqlash mumkin. Ushbu detektorlar tadqiqot oʻlchagichlarida va atrof-muhit monitoringi uchun ishlatiladi. ^[2]

Tadqiqot va kalibrlash kameralari

Ionizatsiya kamerasi Per Kyuri tomonidan 1895-1900 yillarda qilingan

Ion kamerasining dastlabki versiyalari Mari va Per Kyuri tomonidan radioaktiv materiallarni izolyatsiya qilishda oʻzlarining dastlabki ishlarida ishlatilgan. Oʻshandan beri ion kamerasi laboratoriyada tadqiqot va kalibrlash maqsadlarida keng qoʻllanadigan vosita boʻlib kelgan.

Tarixiy kameralar

Kondensatorli kamera

Kondensatorli kamerada kondansatör vazifasini bajaradigan dasta ichida ikkilamchi boʻshliq mavjud. Ushbu kondansatör toʻliq zaryadlangan boʻlsa, ustun ichidagi har qanday ionlanish bu zaryadga qarshilik koʻrsatadi va buning natijasida zaryadning oʻzgarishini oʻlchash mumkin. Ular faqat 2 MeV yoki undan kam energiyaga ega boʻlgan nurlar uchun qoʻllanadi.

Asbob turlari

Amaldagi qo'lda integral ion kamerali tadqiqot o'lchagich

Integral qo'lda ushlab turiladigan asbobda beta qalqonning ko'rinishi

Ion kameralari beta va gamma nurlarinii oʻlchash uchun qoʻlda yasalgan radiatsiya oʻlchash asboblaridan keng qoʻllanadi. Ular, ayniqsa, yuqori doza tezligini oʻlchash uchun samaralidir va gamma nurlanishi uchun ular 50-100 keV dan yuqori energiyalar uchun yaxshi aniqlik beradi. ^[1]

Ilovalar

Yadro sanoati

Ionizatsiya kameralari yadro sanoatida keng qoʻllanadi, chunki ular nurlanish dozasiga mutanosib boʻlgan ishlab chiqarishni taʼminlaydi. Ular doimiy yuqori doza tezligi oʻlchanadigan holatlarda keng qoʻllanadi, chunki ular standart Geiger-Myuller quvurlariga qaraganda koʻproq ishlash muddatiga ega.

Yana qarang

Soʻrilgan doza
Bragg-Grey boʻshliq nazariyasi
Dozimetriya
Gazli ionlanish detektori
Sievert kamerasi
Toʻxtatish kuchi (zarracha nurlanishi)

Foydalanilgan adabiyotlar

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 Knoll, Glenn F. Radiation detection and measurement, 3rd, New York: Wiley, 1999. ISBN 978-0-471-07338-3.
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 Steinmeyer, Paul R. (2003). „Ion Chambers: Everything You've Wanted to Know (But Were Afraid to Ask)“ (PDF). RSO Magazine. 8-jild, № 5. 2012-09-15da asl nusxadan (PDF) arxivlandi. Qaraldi: 2013-08-18.

[knoll-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 Knoll, Glenn F. Radiation detection and measurement, 3rd, New York: Wiley, 1999. ISBN 978-0-471-07338-3.

[radpro-2] 2,0 ^2,1 ^2,2 Steinmeyer, Paul R. (2003). „Ion Chambers: Everything You've Wanted to Know (But Were Afraid to Ask)“ (PDF). RSO Magazine. 8-jild, № 5. 2012-09-15da asl nusxadan (PDF) arxivlandi. Qaraldi: 2013-08-18.

[1]

[2]