Sicherlich haben Sie das Berühmte schon oft gesehen, insbesondere in Filmen, Serien oder Dokumentationen Gigerzähler zur Messung ionisierender Strahlung. Nun, Sie sollten wissen, dass Sie mit Arduino selbst eines erstellen können. Ein sehr interessantes Wissenschaftsprojekt, mit dem Sie diese Geräte kennenlernen und auch Messungen in Ihrer Nähe durchführen können.
Also, lasst uns dorthin gehen...
Was ist ein Geigerzähler?
Für diejenigen, die es noch nicht wissen: a Der Geigerzähler, auch Geiger-Müller-Rohr genannt, ist ein Instrument zur Erkennung und Messung ionisierender Radioaktivität. Es ist ein grundlegendes Werkzeug in Bereichen wie Kernphysik, Nuklearmedizin und Strahlenschutz. Seine Hauptfunktion besteht darin, ionisierende Teilchen wie Alpha-, Betateilchen und Gammastrahlen zu zählen, die von radioaktiven Materialien emittiert werden, daher der Name: „Zähler“.
Betrieb
Die Funktionsweise des Geigerzählers basiert auf einem einfachen, aber effektiven Prinzip: die Ionisierung eines Gases. Zu diesem Zweck besteht es aus folgenden grundlegenden Teilen:
- Geiger-Müller-Röhre: Das Herzstück des Zählers ist ein zylindrisches Metallrohr mit einer zentralen Feindrahtelektrode. Der Raum zwischen Zylinder und Draht ist mit einem Edelgas, beispielsweise Argon, bei niedrigem Druck gefüllt.
- Hochspannungsgenerator: Zwischen dem Zylinder und dem Draht wird eine Hochspannung angelegt, die ein starkes elektrisches Feld erzeugt. Wenn ein ionisierendes Teilchen in die Röhre eindringt, kollidiert es mit Gasmolekülen, schlägt Elektronen ab und erzeugt positive Ionen. Die freigesetzten Elektronen werden durch das elektrische Feld beschleunigt und kollidieren mit anderen Gasmolekülen, wodurch in einem Prozess namens Lawine weitere Ionen entstehen. Dieser Elektronenstoß erzeugt einen kurzen elektrischen Stromimpuls, der von einer elektronischen Schaltung erfasst und verstärkt werden kann.
- Zähler: Die elektronische Schaltung zählt diese Impulse und zeigt das Ergebnis auf einem Display an, das die Anzahl der in einem bestimmten Zeitintervall erkannten Partikel angibt. Das heißt, jeder von einer Lawine erzeugte elektrische Impuls stellt die Entdeckung eines ionisierenden Teilchens dar. Die elektronische Schaltung zählt diese Impulse und zeigt sie auf einem Display an, was ein Maß für die radioaktive Aktivität darstellt.
Es ist wichtig, einige zusätzliche Details hervorzuheben. Bedenken Sie, dass radioaktive Teilchen über genügend Energie verfügen, um Elektronen aus Gasatomen herauszureißen, dh positive Ionen und andererseits freie Elektronen zu erzeugen. Wenn die freigesetzten Elektronen während der Lawine durch das elektrische Feld in Richtung Anode (zentraler Draht) beschleunigt werden, entsteht eine Reaktion, die sich fortsetzt, was eine anhaltende Messung anzeigen würde. Um dies zu vermeiden und jederzeit präzise Messungen durchführen zu können, wird ein Auslöschungsprozess durchgeführt, der verhindert, dass die elektrische Ladung kontinuierlich wird. Eine der gebräuchlichsten Methoden für diese Löschung besteht darin, eine kleine Menge Halogengas hinzuzufügen, um die Elektronen und Ionen zu absorbieren und so den Zustand der Röhre für die nächste Messung wiederherzustellen.
Verfügbare Optionen zum Erstellen des Geigerzählers mit Arduino
Sobald Sie wissen, was ein Geigerzähler ist und wie er funktioniert, müssen Sie als Nächstes wissen, wie Sie ihn einsetzen können Bauen Sie Ihr eigenes Gerät zur Messung ionisierender Strahlung Ihrer Umgebung einfach, kostengünstig und genau.
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Später werden wir auch analysieren, wie man es einrichtet und programmiert…