Buồng ion hóa đo bức xạ bằng dòng điện rất nhỏ như thế nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 12
Buồng ion hóa dùng điện trường để thu các điện tích do bức xạ tạo ra trong khí; ở chế độ dòng, mạch đo ghi dòng điện rất nhỏ từ quá trình thu ấy. Khác chế độ Geiger, nó làm việc trong miền không dựa vào một đợt phóng điện nhân lên mạnh để báo từng sự kiện.
Khí trở thành phần tử nhạy
Bức xạ hoặc các hạt thứ cấp của tương tác có thể lấy electron khỏi nguyên tử, phân tử khí. Những cặp điện tích xuất hiện rồi chuyển động về các điện cực theo điện trường.
Nếu không có cách thu kịp thời, một phần điện tích có thể tái hợp. Vì vậy, tạo điện tích và thu đủ điện tích là hai điều kiện khác nhau; chỉ có một hộp chứa khí chưa tạo được phép đo đáng tin cậy.
Điện áp phải nằm trong miền phù hợp
Khi điện trường quá yếu, việc tái hợp có thể làm mất một phần tín hiệu. Khi điện áp đủ cho thu điện tích hiệu quả mà chưa gây nhân khí đáng kể, buồng làm việc trong miền ion hóa mong muốn.
Tăng điện áp mãi không phải cách luôn cải thiện phép đo. Ở các miền điện trường khác, cơ chế nhân điện tích có thể xuất hiện, làm thiết bị không còn hoạt động như mô tả buồng ion hóa ban đầu.
Dòng nhỏ chứa thông tin gì?
Trong điều kiện kiểm soát, điện tích thu trong một khoảng thời gian liên quan năng lượng bức xạ đã để lại trong khí. Mạch đủ nhạy có thể theo dõi dòng trung bình thay vì phát một tiếng lách tách cho từng tương tác.
Hình dung nhiều giọt nước nhỏ được gom để đo tốc độ thu tổng: có thể biết mức dòng mà không tách riêng mọi giọt. Đây chỉ là phép so trực giác, vì tín hiệu thật còn phụ thuộc tương tác bức xạ và vận chuyển điện tích.
Muốn chuyển số đọc thành đại lượng liều phù hợp phải xét hiệu chuẩn, loại bức xạ, cấu tạo buồng và điều kiện sử dụng. Bài này không hướng dẫn tự chế hay dùng số đọc để tự quyết định mức an toàn bức xạ.
Hiểu lầm: mọi đầu dò chứa khí đều đo bằng cùng một quá trình phóng điện.
Ghi nhớ: ion hóa tạo điện tích, điện trường thu điện tích, mạch đọc dòng; hiệu chuẩn nối số đọc với đại lượng cần đo.
Đọc thêm
- Máy đếm Geiger nhận một sự kiện bức xạ bằng tín hiệu nào?
- Đầu báo khói nhận ra khói bằng những tín hiệu vật lý nào?