اتاقک یونیزاسیون

اتاقک یونیزاسیون چیست؟

محفظه یونیزاسیون ساده ترین آشکارساز تشعشعات پر از گاز است و به طور گسترده برای تشخیص و اندازه گیری انواع خاصی از پرتوهای یونیزان استفاده می شود.

اشعه ایکس، اشعه گاما و ذرات بتا. به طور معمول، اصطلاح “محفظه یونیزاسیون” منحصراً برای توصیف آشکارسازهایی استفاده می شود که تمام بارهای ایجاد شده توسط یونیزاسیون مستقیم در گاز را از طریق اعمال میدان الکتریکی جمع آوری می کند.

فقط از بارهای گسسته ایجاد شده توسط هر فعل و انفعال بین تابش تابشی و گاز استفاده می کند و مکانیسم های ضرب گاز را که توسط ابزارهای تشعشعی دیگر استفاده می شود، مانند گایگر- را شامل نمی شود.

شمارنده مولر یا شمارنده متناسب.

محفظه های یونی پاسخ یکنواخت خوبی به تابش در طیف وسیعی از انرژی دارند و ابزار ارجح برای اندازه گیری سطوح بالای تابش گاما هستند.

آنها به طور گسترده در صنعت انرژی هسته ای، آزمایشگاه های تحقیقاتی، رادیوگرافی، رادیوبیولوژی و نظارت بر محیط زیست استفاده می شوند.

اصل عملکرد

یک محفظه یونیزاسیون بار را از تعداد جفت یونهای ایجاد شده در گاز ناشی از تابش تابشی اندازه گیری می کند.

^{از یک محفظه پر از گاز با دو الکترود تشکیل شده است. به آند و کاتد معروف است. الکترودها ممکن است به شکل صفحات موازی (محفظه های یونیزاسیون صفحه موازی: PPIC) یا آرایش استوانه ای با سیم آند داخلی هم محور باشند.}

شکل : نمودار شماتیک محفظه یون صفحه موازی، که رانش یون ها را نشان می دهد.

الکترون‌ها به دلیل جرم بسیار کوچک‌تر معمولاً ۱۰۰۰ برابر سریع‌تر از یون‌های مثبت حرکت می‌کنند.

یک پتانسیل ولتاژ بین الکترودها اعمال می شود تا یک میدان الکتریکی در گاز پرکننده ایجاد شود.

هنگامی که گاز بین الکترودها توسط تشعشعات یونیزه تابشی یونیزه می شود،

جفت های یونی ایجاد می شوند و یون های مثبت حاصل و الکترون های جدا شده تحت تأثیر میدان الکتریکی به سمت الکترودهایی با قطب مخالف حرکت می کنند.

این جریان یونیزاسیون تولید می کند که توسط مدار الکترومتر اندازه گیری می شود.

الکترومتر باید بسته به طراحی محفظه، دوز تابش و ولتاژ اعمال شده،

بتواند جریان خروجی بسیار کمی را که در ناحیه فمتوآمپر تا پیکو آمپر است، اندازه گیری کند.

هر جفت یون باعث ایجاد رسوب یا بار الکتریکی کوچکی از یک الکترود یا از آن می شود، به طوری که بار انباشته شده متناسب با تعداد جفت یون های ایجاد شده و در نتیجه دز تابش است.

. این تولید مداوم شارژ یک جریان یونیزاسیون تولید می کند که معیاری از کل دوز یونیزه کننده وارد شده به محفظه است.

با این حال، محفظه نمی تواند بین انواع تابش (بتا یا گاما) تمایز قائل شود و نمی تواند طیف انرژی تابش تولید کند.

میدان الکتریکی دستگاه را قادر می سازد تا با پاک کردن الکترون ها به طور مداوم کار کند،

که از اشباع شدن گاز پرکننده، جایی که دیگر یونی نمی تواند جمع آوری شود، و با جلوگیری از ترکیب مجدد، جلوگیری می کند. جفت یون، که جریان یون را کاهش می دهد. این حالت عملکرد به عنوان حالت “جریان” نامیده می شود،

به این معنی که سیگنال خروجی یک جریان پیوسته است و نه یک خروجی پالس مانند موارد لوله گایگر مولر یا شمارنده متناسب.

با اشاره به نمودار جمع آوری جفت یون همراه، می توان مشاهده کرد که در منطقه عملیاتی “محفظه یونی” مجموعه جفت یون ها به طور موثر در محدوده ای از ولتاژ اعمال شده ثابت است.

به دلیل قدرت میدان الکتریکی نسبتا کم، محفظه یونی هیچ “اثر ضرب” ندارد.

این تفاوت با لوله گایگر-مولر یا شمارنده متناسب است که به موجب آن الکترون های ثانویه و در نهایت بهمن های متعدد، بار جریان یون اصلی را تا حد زیادی تقویت می کنند.

شکل: نمودار جریان یونی در برابر ولتاژ برای آشکارساز تشعشع گازی سیلندر سیمی. محفظه یونی از کمترین منطقه تشخیص قابل استفاده استفاده می کند.

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.