Enkel strålingsdetektor
Jeg bestemte meg for å bruke et lite ioniseringskammer med en strømforsterker bygget på en sammensatt transistor som sensor.
Men da jeg koblet bunnen av den sammensatte transistoren direkte til sensorledningen, var det praktisk talt ingen kollektorstrøm. Jeg forventet å se noe lekkasjestrøm på grunn av den "flytende basen" og en gevinst på titusenvis. Jeg vet ikke om alle kompositt-npn-transistorer er like gode som disse MPSW45A, men lekkasjestrømmen var overraskende lav og forsterkningen så veldig høy ut, kanskje 30 000, med en basisstrøm på flere titalls picoampere. (Jeg sjekket forsterkningen ved å bruke en 100 MΩ testmotstand koblet til en strømforsyning med regulert utgangsspenning.)
Plutselig så jeg en mulighet til å bruke disse vanlige komponentene til å lage en veldig følsom sensor. Jeg har lagt til en annen transistor som vist nedenfor
Hvem trenger forspenningsmotstander?! Jeg brukte en hermetikkboks ca 10 cm i diameter med hull i bunnen for antennetråd og aluminiumsfolie for å dekke den åpne delen.Jeg skjønte raskt at en motstand koblet til 2N4403-basen (10k) er en god idé for å forhindre kortslutningsskader. Ytelsen til denne kretsen var utmerket og oppdaget enkelt Thorium-glødenettet til en Coleman-lampe! Så hvorfor ikke legge til en annen sammensatt transistor? Det virket morsomt, men her er hva jeg kom på:
Jeg brukte en 9V forsyningsspenning, men vil anbefale å bruke en litt høyere spenning for å få tilstrekkelig potensial i ioniseringskammeret. Motstander ble lagt til for å beskytte mot utilsiktede kortslutninger, som raskt kunne ødelegge en transistor eller amperemeter. Under normal drift har de liten effekt på driften av kretsen.
Denne kretsen fungerte veldig bra, og etter de 5-10 minuttene det tok å stabilisere seg, kunne den oppdage glødenettet i en avstand på rundt ti centimeter. Men kretsen viste seg å være følsom for temperaturendringer og amperemeteravlesningene økte med en liten økning i temperaturen i rommet. Derfor bestemte jeg meg for å legge til temperaturkompensasjon ved å konstruere en identisk krets, men uten sensortråden koblet til transistorbasen, og koble en måleenhet mellom utgangspunktene til begge kretsene:
Dette ser litt forvirrende ut, men er faktisk ganske enkelt å gjøre. Kretsen ble satt sammen i samme boks som ble brukt i et av JFET-prosjektene beskrevet ovenfor, og alle deler av kretsen ble montert på et 8-pinners kretskort. Den skarpsindige leseren vil legge merke til at jeg faktisk brukte 2,4 kOhm og 5,6 kOhm motstander, men disse forskjellene i verdier utgjør ingen stor forskjell.Jeg brukte også en blokkeringskondensator koblet parallelt med batteriet, med en verdi på for eksempel 10 uF. Sensorledningen er direkte koblet til bunnen av transistoren og går gjennom et hull som er boret i bunnen av blikkboksen. Kretsen er ganske følsom for elektriske felt, så det er en god idé å ha en slik kretsbeslag.
La kretsen "varmes opp" i noen minutter etter påføring av forsyningsspenningen, hvoretter amperemeteravlesningen skal falle til svært lave verdier. Hvis amperemeteravlesningen er negativ, bytter du sensorledningen til bunnen av en annen transistor og snur polariteten til amperemeterforbindelsen. Hvis det er et merkbart spenningsfall over 2,2k motstandene, kanskje opptil én volt, prøv å rengjøre alt med løsemiddel og tørke det helt. Når amperemeteravlesningen blir lav og stabil, ta med en radioaktiv kilde, for eksempel et lysnett, til det foliedekkede vinduet og avlesningen bør stige raskt. Som måleapparat kan du bruke et digitalt voltmeter med en skala på opptil 1 V eller et amperemeter med en skala på 100 μA. Måleren vist nedenfor har allerede en skala gradert i enheter for radioaktivitet, og avlesningen på ca. 2,2 skyldes eksponering for glødelyset.
Dette er en enkel sensor tatt i betraktning dens følsomhet! En aktiv eksperimentator kan prøve andre transistorer, mest sannsynlig sammensatte som MPSA18, eller til og med en spenningskontrollert strømoperasjonsforsterker som CA3080 med åpen sløyfe-feedback.
] Lignende mesterklasser
Spesielt interessant
Kommentarer (26)
