Licznik siatki

Licznik brama jest detektor cząstek , który umożliwia pomiar dla niskich radioaktywności w przypadku, gdy aktywny izotop jest stosunkowo uboga w elemencie mierzonej albo w przypadku, gdy jest z natury ma niską aktywność. Urządzenie to zostało wynalezione przez Willarda Franka Libby na początku lat 30. XX wieku i pod koniec lat 40. stało się centralnym elementem technicznej realizacji datowania węglem-14 opracowanego przez Libby'ego i jego współpracowników.

Historyczny

Już w 1930 roku Libby zbudowała pierwszy w Stanach Zjednoczonych licznik Geigera-Müllera. System nagłośnienia rozwijany od czasu do czasu jest tematem pierwszego artykułu Libby. Inny artykuł opublikowany w 1934 roku w Physical Review przedstawia wnioski z pracy dyplomowej Libby'ego na temat naturalnej radioaktywności neodymu i samaru . Ważnym aspektem tego artykułu jest opis techniki pomiaru radioaktywności zwanej „  licznikiem ekranowym  ”.

Opis i zasada

Licznika Geigera-Muller zbudowany Libby 1930 składa się z rury z mosiądzu otaczający przewód i wypełniona powietrzem pod zmniejszonym ciśnieniem. Drut jest doprowadzany do dodatniego potencjału 2000 woltów w stosunku do rury. Kiedy promieniowanie jonizujące przechodzi przez rurkę, powoduje wyładowanie, które nagle obniża potencjał drutu. Po wzmocnieniu amperomierz wykrywa generowany prąd, a tym samym przechodzenie promieniowania.

Licznik Geigera-Müllera nie wykrywa promieniowania o zbyt małej energii, które przechodzi przez mosiężną rurkę (pełniącą rolę katody ). W liczniku siatki ta rura jest zastępowana przez dużą siatkę, aby przepuszczać całe promieniowanie, nawet najsłabsze. Często termin „licznik bramkowy” odnosi się nie tylko do licznika, ale, co za tym idzie, do całego urządzenia, które go otacza.

Aby zmierzyć niską radioaktywność, niezbędna jest metoda różnicowa, która koryguje szum tła spowodowany promieniowaniem kosmicznym i skażeniem niewielkimi ilościami bardzo radioaktywnych substancji. Ta metoda musi uwzględniać możliwe zmiany poziomu hałasu w tle w czasie. W tym celu uszczelniona cylindryczna komora jest wypełniona gazem ( np. Wodorem ), który można łatwo zjonizować. Licznik siatki zajmuje środek komory. Napięcia 50 V pomiędzy ścianką komory oraz siatki zapobiega gromadzeniu się jonów w przestrzeni pośredniej. Warstwa radioaktywnej próbki wystarczająco cienka, aby nie pochłaniać emitowanego promieniowania, jest osadzana na połowie wewnętrznej ściany cylindra, którego długość stanowi dwie trzecie długości komory. Cylinder jest umieszczony w komorze, gdzie może się przesuwać. W regularnych odstępach czasu cylinder przesuwa się o połowę swojej długości. Dlatego jedna połowa cylindra, a następnie druga, jest umieszczana na przemian w obszarze czułości licznika bramki, który w ten sposób mierzy aktywność próbki radioaktywnej plus szum tła, a następnie sam szum tła. Ruch cylindra i rejestracja czynności są zautomatyzowane.

Bibliografia

  1. WF Libby, 1932, „Prosty wzmacniacz do liczników Geigera-Müllera”, Physical Review 42 (3): 440-441.
  2. WF Libby, 1934, „Radioaktywność neodymu i samaru”, Physical Review 46 (3): 196-204.