[@سعوديه@]

اجهزة قياس (الكشف)الاشعاع ومبدا عملها


من المعروف ان الانسان لا يستطيع ان يشعر بالاشعة المؤينة ولذلك كان لابد من الاعتماد كليا على اجهزة خاصة كشف وقياس الاشعة

فالكاشف النووي هو وسط مادي (غازي –صلب –سائل)والذي اذا تعرض للاشعاع تفاعل معه وانتج كميات فيزيائية اخرى أو غير شيئا من خواص هذا الوسط حيث تحصل ظواهر فيزيائية(تايين –تشكل فقاعة.........)بالاضافة الى مفعول الكهرضوئي,تشتت كومبتون,وانتاج الازواج الكترون –بوزيترون) بحيث يمكن قياس هذا الاشعاع من خلال معالجة هذه الكميات أو هذه التغيرات.وفي جميع الاحوال تكون استجابة جهاز الكشف مع كمية الاشعة الساقطة او مع مواصفات هذه الاجهزة عندما يتفاعل الاشعاع معها.

صمم العديد من النماذج وتطورت كثيرا مع الزمن لتلائم مختلف التطبيقات حيث اخترع عداد غايغر موللر عام 1904واجري عليه تطويرات واستخدم للكشف عن الاشعاع وقياس شدتها واخترع العداد التناسبي عام 1940فاسنخدم للكشف وقياس الطاقة.

ولاحظ العالم يونغ عام1958الآثار النووية في الجسم الصلب عندما شاهد أثارا صغيرة على بلورة فلوريد اليثيوم كانت على تماس مع رقاقة اليورانيوم شععت بالنترونات الحرارية.
يعتمد التصنيف الاساسي للكواشف على تفاعلات الاشعاع مع مادة الكاشف ,وهذه الاخيرة مبنية على تبادل الطاقة بين الاشعاع والمادة فيتم اثنائها فقدان او امتصاص للطاقة كلها او بعضها داخل مادة الكاشف.

كما يوجد تصنيف آخر من حيث استجابتها وتحصيل المعلومات خلال الزمن

-كواشف فعالة والتي تعطي عند مخرجها اشارة كهربائية تقيس الاشعاع بالزمن الحقيقي(اي تستخدم منبع كهربائي خارجي )مثل الكواشف التي تعمل بمدا التايين .

-كواشف غير فعالة(منفعلة) و التي لا تحتاج لاي مصدر كهربائي خارجي وانما تعتمد بشكل مباشر على تاثير الاشعاع على المادة الكاشف ومن ثم تحتاج لمعالجة خاصة (غالبا كيميائية)اي لايمكن اخذ معلومات في الزمن الحقيقيوغالبا ما تستخدم للمراقبة و للوقاية الفردية للاشخاص مثل(كواشف مستحلبات التصويرية ,التالق الحراري , والاثر النووي بالاجسام الصلبة

ويمكن تصنيفها حسب مبدا عملها ايضا :

__كواشف تجميع الايونات ومنها
-تجميع ومضاعفتها مثل عداد غايغر والتناسبي,الكاشف الوميضي
-تجميع ايوانات مثل نصف الناقلة والكواشف الغازية

__كواشف غير مبنية على تجميع الايونات وتضم كواشف التصوير الاشعاعي مثل حجرة الشرارة والحجرة الفقاعية الحجرة الضبابيةوغيرها

سنبدا باكثرها معرفة واستخداما الكواشف الغازية مبداها ومناطق عملها ثم نخوض في انواعها ومبدا عمل كل كاشف ولن اكثر بحيث اترك مجال للاستفسار ونجعلها سلسلة متتابعة مما يجعلها تترسخ بشكل اسهل لمن يهمه هذا الموضوع

بداية لنتحدث عن تسمية اجهزة القياس النووية وذلك وفقا لوظائفها:
عندما تؤلف مجموعة من الاجهزة بحيث يتم بواسطتها عد الجسينات الداخلة الى الكاشف فاننا نسمي المنظومة بمنظومة عد,وعندما تؤلف بشكل يتم معه تسجيل النتائج فتكون منظومة تسجيل وعندما يكون الغرض الكشف عن وجود اشعاعات نووية فتدعى بمنظومة كشف وهكذا يكون لدينا انواع مختلفة مثل:
-منظومة تشكيل التيار (الغرض منها تشكيل تيار متناسب مع سيل الاشعاع النووي)
-منظومة تشكيل نبضة (الغرض تشكيل نبضات جهد اوشحنة)
-منظومة معالجة النبضة(بغية الحصول على معلومات عن العينة المدروسة او المنبع وخصائص نواها)
-منظومة التزامن او عدم التزامن
-منظومة طيفية اومطيافية نووية (الغرض إيجاد علاقة بين مقداريين فيزيائين نوويين قابلين للقياس او اكثر مثل العد بدلالة الطاقة) وتسمى المطيافية وفقا للجسيم الذي نريد دراسة خواصه كمطيافية غاما ومطيافية بيتاو....أما اذا كان الغرض منها دراسة ظاهرة فيزيائية نوويةكالفناء أو التجاوب المغناطيسي فتدعى بمطيافي الفناء او المطيافية التجاوب.

كل إناء بما فيه ينضح .. لا أقدر إلا أنضح بوفائي لربعي .. و حبي لصحبي .. و على قدر ملأ كأسي من الخير لهم على قدر فيض الجوائش كرمى لهم ..


لنعود للكواشف الغازية :تعتبر من اقدم الكواشف واكثرها استخداما, وقد تطورت كثيرا مع الزمن وصمم العديد من النماذج لتلائم مختلف التطبيقات.
تعتمد هذه الكواشف على مبدأ التأيين ويكون الغاز هو وسط المؤين ,يمتص الاشعاع الذي طاقته اكبر من طاقة تأين الغاز ونحصل نتيجة التأيين على أزواج من حوامل الشحنة (الكترون-الايون الموجب) وعلى اعتبار ان ذرات الغازمنفصلة تماما فان حوامل الشحنة تكون منفصلة عن بعضها وعن الذرات الاخرى ويمكن تسريعها بتطبيق حقل كهربائي.
وبينهما الغاز ويتم (cathode) والمهبط (anode) فالمكونات الاساسية لهذا الكاشف هي المصعد
تطبيق توتر كهربائي عالي بين القطبين من خلال مقاومة كهربائية كبيرة من مرتبة(1010Ω)بعد ان يتم تأيين الغاز وتحرر كمية من حوامل الشحنة الاولية ,تسرع بواسطة الحقل الكهربائي الخارجي ,فتتحرك الكترونات نحو المصعد والايونات نحو المهبط وتتجمع عند القطبين(تلتقط) لتشكل شحنة كهرابائية من جراء تفاعل جسيم واحد قدرها: Qc حيث تنتج كمية شحنة
Qc=N*e=(E/W)*e ;N=E/W
طاقة الوسطية لتأيين الغازW طاقة الاشعاع المؤين و E عدد حوامل الشحنة الاولية و N حيث
شحنة الالكترون e=1.6*10-19 coulomb
-مناطق عمل الكواشف الغازية :
ان تغيير قيم الحقل الكهربائي بين القطبين يلعب الدور الاساسي في تحديد منطقة عمل الكاشف,فبتغيره يغير عدد حوامل الشحنة الملتقطة وبالتالي مطال الاشارة الكهربائية

مناطق عمل كواشف الغازية
المنطقةI :الجهد في هذه المنطقة منخفض حتى عدة عشرات من الفولط ,تسرع حوامل الشحنة الاولية ويتم فقد كثير منها عن طريق الاتحاد لتشكيل ذرات محايدة وتدعىبمنطقة اتحاد الايون.
المنطقةII:يطبق جهد بحوالي 100فولط فيقل الفقد ويستمر وصول حوامل الشحنة الى المساري ليصل كافة الحوامل الى ان نصل لمرحلة الاشباع,وتكون الاشارة في هذه المنطقة متناسبة مع طاقة الاشعاع (منطقة عمل حجرات التأيين)
تؤدي حركة الايونات الثقيلة البطيئة (حيث حركية الالكترونات اكبر بكثير وذلك لفارق الكتلة فلو فرضنا ان الغاز هو الهيدرجين فتكون سرعة الالكترونات اكبر ب2000مرة تقريبا)غالبا مايؤدي لتراكمها وينتج عن ذلك نشوء ظاهرة شحنة الفضاء والتي تنقص من قيمة الحقل داخل الكاشف وتعيق كشف جسيمات جديدة ويتم معالجة هذه الظاهرة باخلاؤها.
المنطقة III: يكون الجهد اكبر من عتبة معينة(200فولت)مما يزيد من قيمة الحقل والذي يكسب الالكترونات الاولية طاقة حركية مما يجعلها قادرة على تأيين ذرات اخرى عدة مرات حتى تصبح طاقتها اقل من طاقة تأين الغاز وينتج الكترونات ثانوية اكثر من الاولية وتأين بدورها الغاز وهكذا دواليك .وتسمى هذه الظاهرة بظاهرة التأيين المتسلسل او التكاثر الوابلي او الجرف,وتبقى الاشارة في هذه المنطقة متناسبة مع طاقة الاشعاع وذات مطال كبير ,وهذه المنطقة توافق (العداد التناسبي)
المنطقةVI:عند شدة حقل عالية جدا (تكون فيمة الجهدحوالي500فولت)ومن اجل غاز معين يحصل تأيين متكرر معطيا كمية كبيرة من الشحنات وهذا الجرف يسمى بالانفراغ .نتيجة لذلك يكون مطال النبضات اكبر ولكن غير متناسبة مع طاقة الاشعاع ومستقل عن العدد الاولي للايونات, وتوافقهذه المنطقة عمل عداد غايغر –موللر
المنطقةV:بزيادة الجهد عند نهاية منطقة غايغر للوصول لهذه المنطقة ,يدخل العداد في منطقة انفراغ مستمر ناتج عن تأين الغاز بواسطة الحقل الكهربائي العالي وليس بالاشعاع ,وبالتالي يفقد الكاشف خاصيته وبالتالي هذه المنطقة غير مهمة لانها لا تتاثر بالاشعاع الساقط.

[لودي*]

[غلاتي]

[mhmdmh]

بوركتِ عالموضوع الجميل
منتظرين ابداعاتكــــــــــ

[ام النووووون]

[ALIGN=CENTER][TABLETEXT="width:100%;"][CELL="filter:;"][ALIGN=center]بارك الله فيك

،،،[/ALIGN][/CELL][/TABLETEXT][/ALIGN]

[باسل وردان]

الله يسلم هالايدين
مشكووووووووووووووووووور