Аппаратура радиационного контроля

Я всего лишь хочу сказать что мёртвое время в современных приборах определяется резистором нагрузки и ёмкостью остальной схемы, а не временем рекомбинации которое заведомо меньше. В этом несложно убедиться с помощью простого эксперимента. Впрочем, при работе с газоразрядными счётчиками причина возникновения мёртвого времени совершенно не важна. Важно его знать и делать коррекцию при расчётах.
 
Я всего лишь хочу сказать что мёртвое время в современных приборах определяется резистором нагрузки и ёмкостью остальной схемы, а не временем рекомбинации которое заведомо меньше. В этом несложно убедиться с помощью простого эксперимента. Впрочем, при работе с газоразрядными счётчиками причина возникновения мёртвого времени совершенно не важна. Важно его знать и делать коррекцию при расчётах.
Это не так.... Емкость счетчика СБМ-20 - С=4,2 пФ, ваш резистор - R=5 Мом. Произведение этих двух величин дает постоянную времени RС=21 мкс. Но мертвое время СБМ-20 - 100 мкс.
Максимальная скорость счета начнет заметно снижаться лишь при R => 20-25 Мом. Увеличивать R имеет смысл, например, в продуктовом дозиметре, поскольку счетчик в нем заведомо не будет работать на больших скоростях.
 
Это не так.... Емкость счетчика СБМ-20 - С=4,2 пФ, ваш резистор - R=5 Мом. Произведение этих двух величин дает постоянную времени RС=21 мкс. Но мертвое время СБМ-20 - 100 мкс.
Максимальная скорость счета начнет заметно снижаться лишь при R => 20-25 Мом. Увеличивать R имеет смысл, например, в продуктовом дозиметре, поскольку счетчик в нем заведомо не будет работать на больших скоростях.
Не поленитесь - возьмите осциллограф, источник 400 вольт, резисторы, СБМ20 и конденсатор на 1-2 Пф чтобы поставить между анодом счётчика и входом осциллографа. Результат вас удивит.
В СБМ20 когда происходит пробой напряжение падает вольт до 50, и чтобы ему "выкарабкаться" на начало плато (именно там он должен оказаться чтобы дать следующий импульс) требуется гораздо больше времени чем RC. RC определяет, через какое время разница напряжений уменьшится в е (~2.7) раз.
Из опыта: при входной ёмкости пересчётной схемы 2.2 Пф со счётчиком СБМ20 при Rн=2.4 МОм мёртвое время составляет около 70 мкс, при Rн=6.8 МОм - около 180 мкс.
Увеличивать сопротивление нагрузки при низкой скорости счёта смысла практически нет: это не приведёт к экономии питания. Счётчик после импульса должен зарядиться обратно, и заряд в него будет втекать один и тот же, независимо от номинала резистора. Разница будет очень небольшая на времени развития пробоя в счётчике, которое составляет около 1 мкс, но по сравнению с временем его "зарядки" им можно пренебречь.
 
...Увеличивать сопротивление нагрузки при низкой скорости счёта смысла практически нет: это не приведёт к экономии питания...
1. Полный перепад напряжения - 3 RC = 63 мкс < 100 мкс.
2. Существуют высоковольтные преобразователи, энергопотребление которых зависит прежде всего от разрядного тока в счетчике Гейгера, т.е. - от R. (Ток,потребляемый таким преобразователем от 9-вольтного источника в режиме фонового счета - 20 мкА.)
 
1. Полный перепад напряжения - 3 RC = 63 мкс < 100 мкс.
2. Существуют высоковольтные преобразователи, энергопотребление которых зависит прежде всего от разрядного тока в счетчике Гейгера, т.е. - от R. (Ток,потребляемый таким преобразователем от 9-вольтного источника в режиме фонового счета - 20 мкА.)
Лет двадцать назад мне удавалось достичь полутора мка от 1.25 вольта для стс-5. :)
 
1. Полный перепад напряжения - 3 RC = 63 мкс < 100 мкс.
2. Существуют высоковольтные преобразователи, энергопотребление которых зависит прежде всего от разрядного тока в счетчике Гейгера, т.е. - от R. (Ток,потребляемый таким преобразователем от 9-вольтного источника в режиме фонового счета - 20 мкА.)
1. Не полный, а уменьшение разницы в е в кубе раз. И к чему это?
2. Вы удивитесь, но _разрядный_ ток в счётчике практически не зависит от резистора нагрузки. Зависит _зарядный_ ток, которым заряжается ёмкость счётчика после разряда. Чтобы преобразователь почувствовал эту разницу надо чтобы ёмкость конденсатора на его выходе была одного порядка с ёмкостью счётчика, что есть полный абсурд. Как правило используется минимум несколько Нф, что превышает ёмкость счётчика примерно в 1000 раз, и преобразователю неважно с какой скоростью из его выходного конденсатора "вытекут" эти кулоны.
 
Лет двадцать назад мне удавалось достичь полутора мка от 1.25 вольта для стс-5. :)
Неплохая заявка на победу. Как вам это удалось? Была ли стабилизация выходного напряжения? Какой использовался диод? При какой температуре проводилось измерение тока? Это ток покоя преобразователя или ток уже со счётчиком при естесственном фоне? Ну и самое главное: посмотреть на это можно?
 
Последнее редактирование:
Неплохая заявка на победу. Как вам это удалось? Была ли стабилизация выходного напряжения? Какой использовался диод? При какой температуре проводилось измерение тока? Это ток покоя преобразователя или ток уже со счётчиком при естесственном фоне? Ну и самое главное: посмотреть на это можно?
+1, тоже хотелось бы посмотреть на схему.
 
Да где же я сейчас эту схему найду! Кажется, блокинг-генератор был на 3107, трансформатор с разомкнутым магнитопроводом (ферритовый стерженёк от подстроечника фильтров ПЧ), диод какой-то высоковольтный, киловольт на семь; ток потребления замерялся уже со счётчиком, но! в цепи счётчика стоял делитель 100 Гом / 10 Мом, так что особой скорости счёта ожидать не приходилось - устройство разрабатывалось как детектор, поэтому важно было малое токопотребление (а литиевых батареек тогда не было); стабилизация была пассивная - телефонный варистор в отводе высоковольтной обмотки; с делителя сигнал снимался на часовую микросхему (тогда иной КМОП-логики, работающей от одного вольта, было не достать), эта же микросхема использовалась как пороговое устройство (при переполнении внутреннего счётчика за минуту), формирователь "попискивания" для пьезоэлемента в режиме "прямого" (беспорогового) включения (поисковый режим) и сигнала иной тональности при превышении порога. Понятно, порог задать можно было только равным или кратным числу 32768. В общем, детектор вполне себя оправдал и служил до самой потери в каком-то лесу.
 
в цепи счётчика стоял делитель 100 Гом / 10 Мом, так что особой скорости счёта ожидать не приходилось - устройство разрабатывалось как детектор, поэтому важно было малое токопотребление (а литиевых батареек тогда не было); стабилизация была пассивная - телефонный варистор в отводе высоковольтной обмотки;
Как были включены резисторы и счётчик? И ещё: что-то мне подсказывает что при таком вешании варистора такого потребления не добиться: варистор имеет значительную ёмкость.
От какого элемента питания питался сигнализатор и сколько он служил?
 
От катода счётчика 100 Гом, 10 Мом последовательно с ним и на землю; средняя точка на вход микросхемы. Варистор потому и выбирался телефонный, что у него маленькая ёмкость (так как на большие токи не рассчитан), да и включался он через буферный резистор или диод, а может, и через цепочку диод - резистор - уже не помню. Питание - крупная таблетка. То ли серебряно-цинковый элемент, то ли ртутно-цинковый. Скорее, последний. Покупался в магазине слуховых аппаратов. Работало устройство от одного элемента до полугода (наверное, могло и дольше, но веры элементу питания уже не было), понятно, в режиме порогового превышения, иначе пищалка быстро посадила бы батарею. Сейчас подобные характеристики (по экономичности) имеют полимастеровские часы-детектор.
 
1. Не полный, а уменьшение разницы в е в кубе раз. И к чему это?
... Вы удивитесь, но _разрядный_ ток в счётчике практически не зависит от резистора нагрузки....
1. Вообще-то полный перепад недостижим, поскольку экспонента никогда не кончается. На практике принято 3RC.
2. Что же касается реальной нагрузки высоковольтного преобразователя, то она зависит от тока в импульсе I = (400-50)/R, где 400 В - напряжение питания счетчика, а 50 В - напряжение на счетчике в момент его срабатывания. И этот ток не зависит от того, как его назвать.
3. И о высоковольтных преобразователях, работающих на экстранапряжениях (Ваш случай). Их фундаментальный недостаток - отсутствие стабилизации выходного напряжения. Причина проста - высоковольтных стабилитронов, работающих на нулевых токах, не существует. Не так уж они привлекательны и в практическом плане - саморазряд почти любой гальванической батареи куда больше. В общем, с "экстранапряженческой" идеи формирования высокого напряжения начинали многие...
 
Последнее редактирование:
1. Вообще-то полный перепад недостижим, поскольку экспонента никогда не кончается. На практике принято 3RC.
2. Что же касается реальной нагрузки высоковольтного преобразователя, то она зависит от тока в импульсе I = (400-50)/R, где 400 В - напряжение питания счетчика, а 50 В - напряжение на счетчике в момент его срабатывания. И этот ток не зависит от того, как его назвать.
3. И о высоковольтных преобразователях, работающих на экстранапряжениях (Ваш случай). Их фундаментальный недостаток - отсутствие стабилизации выходного напряжения. Причина проста - высоковольтных стабилитронов, работающих на нулевых токах, не существует. Не так уж они привлекательны и в практическом плане - саморазряд почти любой гальванической батареи куда больше. В общем, с "экстранапряженческой" идеи формирования высокого напряжения начинали многие...
1. Правильно. Но нам и не надо полного, "я согласен на медаль".
2. Да, полностью согласен. От резистора зависит ток, отбираемый от преобразователя. Но количество электричества (заряд) от сопротивления этого резистора практически не зависит. А так как преобразователь имеет на выходе конденсатор ёмкостью в тысячи раз больше ёмкости счётчика то ему всё равно каким током от него будет отобрано то количество эл-ва, которое необходимо для того чтобы зарядить счётчик. Хоть мы возьмём и подключим через переключатель разряженный конденстаор и включением переключателя быстро его зарядим.
3. Под экстранапряжениями что имеется в виду? ЭДС самоиндукции?
 
Можно подробней о стабилитронах и нулевых токах.
Реальный стабилитрон далёк от идеального. Ближе всего к "идеальным" подбираются стабилитроны на напряжения в районе 8-10 вольт. Для высоковольтных и низковольтных характерно увеличение дифференциального сопротивления на рабочем участке и наличие заметного тока при подходе к рабочему участку, что не даёт нам его использовать при токах стабилизации намного ниже номинального. А загонять сотни микроампер при напряжении 400 вольт очень накладно для батарейки...
 
1.
3. Под экстранапряжениями что имеется в виду? ЭДС самоиндукции?
U = di L. От конструктора требуется лишь организовать di - импульс тока достаточной амплитуды, но главное - с очень коротким спадом.
 
Последнее редактирование:
Преклоняюсь перед профессионалами физиками поскольку не силен в физике:) ждем иных кроме статики объяснений эффекта
Чудеса - те редкие случаи, когда эксперимент не имеет удовлетворительного теоретического толкования - бывают. Они, собственно, и представляют интерес для науки. Для науки, но не для практики! Здесь интересы теоретиков и прикладников расходятся кардинально.
 
Ясно. Спасибо за ответ. Тут мне на днях досталось понаблюдать за работой экотестовской "Спектры" (тов. KRANZ с ней имел дело поближе) так вот у нее примерно тоже самое. На стронций дикой активности не реагирует, урановая руда выдает радий.
Спектрометр остановился слишком рано... Ближе к урану-238 (чистому альфа- излучателю) протактиний-234 (Е=0,70 МэВ, 24% на распад; и Е=0,90 МэВ, 70% на распад). И уж совсем близко (первый дочерний): торий-234 (Е=0,063 МэВ, 3,5% на распад; и Е=0,093 МэВ, 4% на распад). В общем, хороший гамма-спектрометр должен дотягивать до первого "гаммасодержащего" дочернего и только тогда демонстрировать на табло имя возможного прародителя.
Интересно было бы узнать, как этот спектрометр реагирует на плутоний-239, который имеет 5 своих собственных гамма-излучателей (Е=0,039 МэВ, 0,007% на распад; Е=0,052 МэВ, 0,02% на распад; Е=0,129 МэВ, 0,005% на распад; Е=0,375 МэВ, 0,0012% на распад; Е=0,414 МэВ, 0,0012% на распад). А если обнаруживает, то какое время на это тратит.
 
Спектрометр остановился слишком рано... Ближе к урану-238 (чистому альфа- излучателю) протактиний-234 (Е=0,70 МэВ, 24% на распад; и Е=0,90 МэВ, 70% на распад). И уж совсем близко (первый дочерний): торий-234 (Е=0,063 МэВ, 3,5% на распад; и Е=0,093 МэВ, 4% на распад). В общем, хороший гамма-спектрометр должен дотягивать до первого "гаммасодержащего" дочернего и только тогда демонстрировать на табло имя возможного прародителя.
Интересно было бы узнать, как этот спектрометр реагирует на плутоний-239, который имеет 5 своих собственных гамма-излучателей (Е=0,039 МэВ, 0,007% на распад; Е=0,052 МэВ, 0,02% на распад; Е=0,129 МэВ, 0,005% на распад; Е=0,375 МэВ, 0,0012% на распад; Е=0,414 МэВ, 0,0012% на распад). А если обнаруживает, то какое время на это тратит.
Чистого плутония 239 исследовать пока не доводилось - дифицит, понимаете-ли. Ну а ту смесь изотопов что пихали 40 лет назад в РИД-1, при исследованиях, когда они у меня были, идентифицирует как Pu-WEP (тоесть оружейный плутоний по внутренней ФБРовской своей базе, так уж он запрограммирован). Время идентификации зависит естественно от активности источника. Спектр от капсулы АДИ (РИД-1) набирался секунд за 15 - активность там очень большая, светит в основном америцием. Характеристические гамма-линии по так называемому изотопу Pu-WEP в базе запрограммированы как 60, 104, 371, 200, 631 КэВ. Из них за 15 секунд найдены линии в 60 (Америций) и 104 КэВ. Линия Америция очень сильная и дале по времени приводит к перегрузке канала 60 КэВ. Исследование капсулы АДИ с дальнего расстояния в метр и более обнаруживает лишь линию Америция (защита от фона не используется). Капсула АДИ уверенно идентифицируется по Америцию на расстояниях примерно до 5 метров, и все это при естественном фоне в 10 микрорентген в час и без защиты детектора. Сцинтиллятор низкой энергии в коллиматоре регистрирует присутствие капсулы АДИ за 10 метров.
При всем при этом надо отметить, что гамма-фон от РИД-1 на расстоянии метра уже не превышает 12 микрорентген в час при естественном фоне в помещении ровно 10 микрорентген в час (добавка 2 мкр). Измерения проводились энергокомпенсированным прибором на основе сцинтиллятора Натрий-Йод.
 
Последнее редактирование:
Сверху