(水)一道题目和脉冲电离室
FGA25N1202022/12/16原创 核技术与核仪器 IP:广东

声明:本人未接受过正规教育,文中所述很可能有与事实不符的情况,还请各位巨佬指教

这还得从一道题目说起

Screenshot_20221216_001328_com.microsoft.skydrive.jpg

题目中的主角就是脉冲电离室。其原理就是接收电离辐射在空气中产生的带电粒子来检测。由于空气中的组分电离能大约为30ev,则可以猜测在一定外加电压下,电离出的带电粒子数应该与能量正比。

后来想复刻,然后就去做实验了,随便搞了一个运放(lm324,肯定不满足要求),结果出来了非常标准的49.98Hz信号😅,意料之中,没做屏蔽。

于是查找资料,找到了一张图 20210512211554771.jpeg

图中不同曲线各自保持电离辐射强度相同,改变电压测量电流可以看出对图中参数,电压200v以下到约几十v都可以保持线性关系,因此如果我们做一个这样的装置,再串上一个电阻,测电阻压降就可以得到电流了。

在最简单的忽略相互作用,恒定迁移率,对称分布以及各种小量近似下随便乱写了点 1671122211753.png

rn_image_picker_lib_temp_504f77aa-800f-49a6-b608-ba1dfc705616.jpg

电压降大约长这样一个曲线(上升段) Screenshot_20221216_005708_org.geogebra.android.jpg

之后就是rc电路的事了,r上电压极大值约为电离电荷量除等效电容

本人两年前做过那道题,最近想把那个玩意复刻出来。不知道用单运放放大这样的信号行不行?这个方案可行性如何?目前钟意opa817这个运放,外加电压打算直接用电池串联。信号直接用示波器采集。如果这个玩意能成功的话,核爱好者就又有了一种办法探测α粒子并看到能谱了。

不过这个的用途相当有限,只能用于α粒子。而且α粒子穿透弱,目前不知道拿什么源进行检测效果。

最后,感谢@巨大橘子对本人的安全提醒与帮助,感谢@刘虎的安全教育。

本文如果有错,请大佬指出,不胜感激。

[修改于 1年3个月前 - 2022/12/16 23:51:24]

来自:物理高能技术 / 核技术与核仪器
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~~空空如也
WernerPleischner
1年3个月前 修改于 1年3个月前 IP:广东
912179

有用N头/罐头加达林顿管之类的土制DIY

https://www.kechuang.org/t/41607

我试过受电磁和潮湿干扰很严重

如果不限定脉冲的话类似还有累计电离室之类的设备

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巨大橘子
1年3个月前 IP:上海
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确实是一种α能谱,我忘记看到上个世纪谁的文献里提到的分辨率了,需要控制的因素很多,空气也不是一种很好的电离介质。

它作为最古老的一种辐射探测器,已经有很多成果了,或许直接百度都有文献可以参考。现在用途似乎大多是涂硼和裂变电离室,前者从γ背景中测得MeV级别的反应产物;后者甄别出几十到上百兆eV的裂变碎片,使之和敏感核素自身只有几MeV的α衰变区分开来。

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杂工1544
1年3个月前 IP:山东
912224

今年cpho复赛有一道类似的题来着好像

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FGA25N120作者
1年3个月前 IP:广东
912226

另:如果提高电压从饱和区改成正比区怎么样?

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twz562
1年3个月前 IP:山东
912240

测能谱用金硅面垒效果应该不错,脉冲电离室测能谱效果应该不好,而且容易受干扰

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WernerPleischner
1年3个月前 修改于 1年3个月前 IP:广东
912244

正比计数管里面要充稀有气体,有些XRF仪器里面能拆到,如果是测中子用还有装He3的。

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鹏啸鲲悦
1年1个月前 IP:江苏
917026

不光是这样算的,有一个叫做约化场强的量,你看到的横轴电压在不同气压下是不同的。第二、电离室的电子离子复合比较严重对气体的要求较高,第三个,对你的电路要求也很高,电流基本在pA或者uA级,RC电路收集估计噪声都淹没掉了。所以基本上你只看得到干扰看不到信号。

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