Archiwum - SENSORY 19

Lampa Geigera - Millera
uzywana jest do detekcji promieniowania jonizujacego X czyli rentgenowskiego, promieniowania  Alfa, Beta, Gamma oraz promieni kosmicznych i neutronow. Taka jaka obecnie znamy lampa powstala po 1928 roku, aczkolwiek idea zostala odkryta w 1908 roku. Katoda ma ksztalt walcowy a anoda to drut umieszczony wewnatrz katody - konstrukcja znajduje odbicie w symbolu lampy.
Pojedyncze zdarzenie jonizujace wywoluje w gazowanej  lampie ( mieszanka gazow inercyjnych - hel, neon, argon -  o niskim cisnieniu ) wyladowanie lawinowe Townsenda. Slowo tube znaczy rura ale lampy maja tez ksztalt dyskow czy nietypowe ksztalty.
Katoda licznika GM czulego na neutrony pokyta jest boronem a lampa napelniona jest  helem - 3. Okno lampy przez ktore wnika promieniowanie czesto jest mikowe. Jest bardzo delikatne i nie wolno go dotykac palcami.
Lampa Geigera - Millera jest tania i niezawodna. Nie nadaje sie do pomiaru promieniowania o duzym natezeniu. Koncerny oferuja po kilkadziesiat typow lamp do roznych zastosowan. Maja one okreslony zakres pomiaru. Kluczowy jest wiec wybor konkretnej lampy do konkretnego zastosowania.

Powyzej strona z katalogu Philipsa 1986.   W Data Sheet do kazdej lampy znajduja sie wykresy dotyczace ilosci zliczen w funkcji dawki promieniowania. Dla lamp do detekcji promieniowania Gamma testowe promieniowanie podaje sie z cezu 137.
Na wykresie ponizej pokazano ilosc zliczen w funkcji napiecia zasilania lampy. Poczatkowo liczba zliczen szybko rosnie wraz z napieciem zasilania. Nastepnie w zakresie tak zwanego plateu rosnie tylko po 5-10% na 100V przyrostu napiecia zasilania. Po czym za plateu znow wzrasta. Lampy uzywa sie tylko w zakresie napiec plateu a najlepiej w srodku plateu gdzie wrazliwosc na zmiany napiecia anodowego  jest najmniejsza.
Lampa od strony anody zawsze zasilana jest wysokim napieciem ( 500 - 900V) , napiecie podane jest dla anody kazdej lampy  przez duzy rezystor ( typowo 5-10 MOhm. Nie wolno lutowac koncowki anody i nalezy do polaczenia stosowac zalaczony zacisk ) zamontowany tuz przy lampie. Pojemnosc rozproszenia nie powinna przekraczac w tym miejscu 1 pF. Wieksza pojemnosc zwieksza czas martwy i ogranicza trwalosc lampy.  Sygnal mozna odbierac z podzielonego rezystora anodowego lub lepiej od strony katody.

Stala czasowa rezystora anodowego wraz z pojemnoscia rozproszenia anody decyduje o czasie narastania napiecia (czas martwy to conajmniej kilka stalych czasowych ) na anodzie po wyladowaniu i o kolejnej odpowiedzi lampy. Powyzej pewnej wartosci natezenia promieniowania ilosc wyladowan sie nasyca.

Na wykresie pokazano odpowiedz lampy ZP1200 koncernu Philips na intensywnosc promieniowania. Lampa ta ma odpowiedniki innych firm.
Impulsy z lampy mozna zliczac licznikiem mikrokontrollera a mozna tez mierzyc sredni prad pobierany przez lampe, proporcjonalny do ilosci zliczen na sekunde.
Od lat piecdziesiatych produkowane sa wojskowe przenosne rentgenoradiometry do celow wykrywania i pomiaru skazen po wybuchu termojadrowym.
Polskie ( licencja  ZSRR ), wojskowe  rentgenoradiometry DP-66 i DP-66M maja sondy umożliwiajace pomiar promieniowania gamma oraz beta. Sa bardzo przestarzale. Wada urzadzen jest dosc krotki czas pracy z bateriami.

W zastosowaniu gdzie bez znaczenia jest pobor pradu przez urzadzenie z lampa Geigera Millera, konstrukcja przetworniczki dostarczajacej wysokie napiecie jest typowa.
Znane sa natomiast konstrukcje specjalnych przetwornic ktore po startowym naladowaniu kondensatora wyjsciowego prostownika wysokiego napiecia  nie pracuja i odbywaja jeden cykl pracy (czyli transferu energi ) na kazdy zliczony impuls co podtrzymuje napiecie wyjsciowe na kondensatorze prostownika lub z braku impulsu co ustalony czas. Impuls wyjsciowy z lampy  jest podany do kilkutranzystorowego wzmacniacza o zerowym spoczynkowym poborze mocy,  ktory steruje trzeszczacy glosnik i miernik wychylowy ( przy duzym promieniowaniu ) oraz zalacza alarm Takie urzadzenie pobiera przy braku promieniowania znikomy prad i z bateri moze byc zasilane latami czuwajac i czekajac na zabojcze promieniowanie !