Физические основы получения атомной энергии - страница 17

Простейшей ионизационной камерой описанного типа является школьный электроскоп с листочком алюминиевой фольги (рис. 12). Одним электродом служит корпус прибора, другим — изолированный от корпуса металлический стержень с прикрепленным к нему листочком фольги.

Если с помощью эбонитовой палочки, натертой мехом, или при помощи батареи с достаточно большим напряжением зарядить электроскоп, то листочек фольги отклоняется от стержня.

При воздействии излучения образующиеся в воздухе ионы разряжают электроскоп, отклонение листочка фольги уменьшается. Чем сильнее излучение, тем быстрее спадает листочек. Можно отградуировать электроскоп таким образом, что по уменьшению отклонения алюминиевого листочка за определенное время можно будет определить количество излучения за это время.

Более совершенной является карманная ионизационная камера, применяемая для индивидуального дозиметрического контроля, то есть для определения дозы излучения, получаемой человеком. На рис. 13 показан разрез одной из возможных конструкций такой камеры, похожей по форме и размерам на автоматическую ручку. Она состоит из цилиндрического бакелитового корпуса 1, покрытого изнутри графитом, внутри которого натянута на изоляторах 2 проволока 3. Одним электродом является корпус камеры, другим — проволока. С помощью мембраны 4 камера заряжается до определенного напряжения и кладется в карман. Если данный человек не будет подвергаться действию радиоактивных излучений и если в камере хорошая электрическая изоляция, то напряжение сохранится без изменения. Если же человек подвергался облучению, то ионы, образующиеся в камере, разрядят ее в большей или меньшей мере, о чем можно судить по уменьшению напряжения камеры, измеряемому соответствующим прибором. По разности значений между измеренным напряжением и его начальной величиной можно будет определить количество (дозу) излучения, полученного человеком.

Можно применять ионизационную камеру, не отключая ее от батареи. В этом случае напряжение между электродами будет оставаться постоянным. В отсутствие радиоактивного излучения воздух, заполняющий камеру, является непроводником электричества, и поэтому ток в цепи батарея — камера будет отсутствовать. При воздействии излучения воздух ионизируется, то есть становится проводником, и в цепи появляется ток, называемый ионизационным током. По силе тока и судят о количестве излучения.

Так как ионизационный ток очень слаб, то для непосредственного его измерения требуется слишком чувствительный прибор. Поэтому этот ток сначала обычно усиливается с помощью усилителя, а уж потом подается для измерения на стрелочный прибор обычного типа.

Описанным здесь способом ионизационные камеры используются в некоторых дозиметрических приборах. Конструкции их могут быть самыми разнообразными. Применяемый усилитель ионизационного тока собирается на электронных лампах, подобных имеющимся в каждом ламповом радиоприемнике.

Газовый счетчик. Если радиоактивное излучение слабое, то вместо ионизационной камеры применяют газовые счетчики, позволяющие обнаружить появление отдельной ионизирующей частицы.

Простейший счетчик представляет собой стеклянный или металлический цилиндр Ц, по оси которого на изоляторах натянута тонкая проволока (рис. 14). Вся эта система наполняется обычно инертным газом (отсюда и само название «газовый счетчик») при давлении в несколько десятков миллиметров ртутного столба.

Показанный на рис. 14 стеклянный газовый счетчик предназначен для измерения гамма-излучений. Внутренняя поверхность стеклянного цилиндра покрыта тонким слоем металла, который соединяется с отрицательным полюсом батареи высокого напряжения Б. Второй электрод (проволока) присоединяется через большое сопротивление R к положительному полюсу. Напряжение батареи подбирается так, чтобы оно было немного меньше того напряжения, при котором в счетчике может произойти электрический пробой. При таком напряжении в отсутствие ионизирующих частиц тока между электродами счетчика не будет. При попадании же в счетчик такой частицы, образующей внутри его ионы, между электродами возникает разряд, и в цепи протекает ток. Напряжение на счетчике при этом уменьшается вследствие падения напряжения на сопротивлении