Prosty detektor promieniowania
Jako czujnik zdecydowałem się zastosować małą komorę jonizacyjną ze wzmacniaczem prądowym zbudowanym na tranzystorze złożonym.
Ale kiedy podłączyłem bazę tranzystora złożonego bezpośrednio do przewodu czujnika, praktycznie nie było prądu kolektora. Spodziewałem się pewnego prądu upływowego ze względu na „pływającą podstawę” i zysk dziesiątek tysięcy. Nie wiem, czy wszystkie kompozytowe tranzystory npn są tak dobre jak te MPSW45A, ale prąd upływowy był zaskakująco niski, a wzmocnienie wyglądało na bardzo wysokie, może 30 000, przy prądzie bazowym kilkudziesięciu pikoamperów. (Wzmocnienie sprawdziłem za pomocą rezystora testowego 100 MΩ podłączonego do zasilacza o regulowanym napięciu wyjściowym.)
Nagle dostrzegłem możliwość wykorzystania tych typowych komponentów do stworzenia naprawdę czułego czujnika. Dodałem kolejny tranzystor, jak pokazano poniżej
Kto potrzebuje rezystorów polaryzacji?! Użyłem puszki o średnicy około 10 cm z otworem w dnie na przewód antenowy i folią aluminiową do zakrycia otwartej części.Szybko zorientowałem się, że rezystor podłączony do podstawy 2N4403 (10k) to dobry pomysł, aby zapobiec uszkodzeniom zwarciowym. Wydajność tego obwodu była doskonała i łatwo można było wykryć siatkę świecącą toru w lampie Colemana! Dlaczego więc nie dodać kolejnego tranzystora złożonego? Wydawało mi się to zabawne, ale oto, co wymyśliłem:
Użyłem napięcia zasilania 9V, jednak polecam zastosować nieco wyższe napięcie, aby uzyskać wystarczający potencjał w komorze jonizacyjnej. Dodano rezystory, aby zabezpieczyć przed przypadkowymi zwarciami, które mogłyby szybko zniszczyć tranzystor lub amperomierz. Podczas normalnej pracy mają niewielki wpływ na działanie obwodu.
Obwód ten działał naprawdę dobrze i po 5–10 minutach potrzebnych na ustabilizowanie się mógł wykryć siatkę jarzeniową w odległości około dziesięciu centymetrów. Ale obwód okazał się wrażliwy na zmiany temperatury i odczyty amperomierza wzrosły wraz z niewielkim wzrostem temperatury w pomieszczeniu. Dlatego zdecydowałem się na dodanie kompensacji temperaturowej, budując identyczny obwód, ale bez przewodu czujnikowego podłączonego do podstawy tranzystora i podłączając urządzenie pomiarowe pomiędzy punktami wyjściowymi obu obwodów:
Wygląda to trochę skomplikowanie, ale w rzeczywistości jest całkiem łatwe do wykonania. Obwód został zmontowany w tej samej puszce, co w jednym z opisanych powyżej projektów JFET, a wszystkie części obwodu zamontowano na 8-pinowej płytce drukowanej. Wnikliwy czytelnik zauważy, że faktycznie zastosowałem rezystory 2,4 kOhm i 5,6 kOhm, jednak te różnice w wartościach nie robią dużej różnicy.Użyłem też kondensatora blokującego połączonego równolegle z akumulatorem o wartości np. 10 uF. Przewód czujnika jest bezpośrednio podłączony do podstawy tranzystora i przechodzi przez otwór wywiercony w dnie puszki. Obwód jest dość wrażliwy na pola elektryczne, dlatego dobrym pomysłem jest posiadanie takiego opakowania obwodu.
Po podaniu napięcia zasilania należy pozostawić obwód na kilka minut, aby się „rozgrzał”, po czym wskazanie amperomierza powinno spaść do bardzo niskich wartości. Jeśli odczyt amperomierza jest ujemny, przełącz przewód czujnika na bazę innego tranzystora i odwróć polaryzację podłączenia amperomierza. Jeśli zauważalny jest spadek napięcia na rezystorach 2,2 kB, może do jednego wolta, spróbuj wyczyścić wszystko rozpuszczalnikiem i całkowicie wysuszyć. Kiedy odczyt amperomierza stanie się niski i stabilny, przyłóż źródło radioaktywne, takie jak siatka jarzeniowa, do okna zakrytego folią, a odczyt powinien szybko wzrosnąć. Jako urządzenie pomiarowe można zastosować woltomierz cyfrowy o skali do 1 V lub amperomierz o skali 100 µA. Miernik pokazany poniżej ma już skalę wyskalowaną w jednostkach radioaktywności, a odczyt wynoszący około 2,2 wynika z ekspozycji na siatkę żarową.
To prosty czujnik, biorąc pod uwagę jego czułość! Aktywny eksperymentator może wypróbować inne tranzystory, najprawdopodobniej złożone, takie jak MPSA18, lub nawet wzmacniacz operacyjny sterowany napięciem, taki jak CA3080 ze sprzężeniem zwrotnym w otwartej pętli.
] Podobne klasy mistrzowskie
Szczególnie interesujące
Komentarze (26)
