ENKEL STRåLINGSDETEKTOR

Send

Jeg bestemte meg for å bruke et lite ioniseringskammer med en strømforsterker bygget på en sammensatt transistor som en sensor.

Men da jeg koblet basen til den sammensatte transistoren direkte til sensorkabelen, var kollektorstrømmen praktisk talt fraværende. Jeg forventet å se noe lekkasjestrøm på grunn av den flytende basen og titusenvis få gevinst. Jeg vet ikke om alle sammensatte npn-transistorer er like bra som disse MPSW45A-ene, men lekkasjestrømmen var overraskende lav og gevinsten så veldig høy ut, kanskje 30 000, med en basestrøm på flere titalls picoamperer. (Jeg sjekket forsterkningen med en testmotstand med en motstand på 100 MΩ koblet til en strømkilde med en justerbar utgangsspenning).

Plutselig så jeg en mulighet til å bruke disse konvensjonelle komponentene for å lage en virkelig følsom sensor. Jeg la til en annen transistor som vist nedenfor

Hvem trenger skjevheter motstander ?! Jeg brukte en boks med en diameter på rundt 10 cm med et hull i bunnen for antennetråden og aluminiumsfolien som dekker den åpne delen. Jeg innså raskt at en motstand koblet til en 2N4403 base (10 kΩ) er en god idé å forhindre skade fra kortslutning. Effektiviteten til denne kretsen var utmerket; den oppdaget lett Coleman-lampen thorium-rutenettet! Så hvorfor ikke legge til en annen sammensatt transistor? Det virket latterlig, men her er det jeg bygde:

Jeg brukte en 9 V forsyningsspenning, men vil anbefale å bruke en litt høyere spenning for å få nok potensial i ioniseringskammeret. Motstander er lagt til for å beskytte mot utilsiktet kortslutning, som raskt kan skade en transistor eller ammeter. Under normal drift har de liten innvirkning på kretsens funksjon.

Denne kretsen fungerer virkelig bra, og etter 5-10 minutter som trengs for å stabilisere seg, kunne den oppdage et glødnett i en avstand på omtrent ti centimeter. Men kretsen viste seg å være følsom for temperaturendringer og ammeteravlesningene økte med en liten temperaturøkning i rommet. Derfor bestemte jeg meg for å legge til temperaturkompensasjon ved å konstruere en identisk krets, men uten en sensorkabel koblet til transistorbasen, og slå på måleenheten mellom utgangspunktene til begge kretsene:

Det ser litt forvirrende ut, men faktisk ganske enkelt å gjøre. Kretsen ble satt sammen i den samme blikkboksen som ble brukt i et av prosjektene ovenfor på felteffekttransistorer (JFET), og alle deler av kretsen ble montert på et kretskort med 8 ledninger. En oppmerksom leser vil legge merke til at jeg faktisk brukte motstander med en motstand på 2,4 kOhm og 5,6 kOhm, men disse forskjellene i rangeringene spiller ikke noen stor rolle. Jeg brukte også en blokkeringskondensator koblet parallelt med et batteri med en rating på for eksempel 10 uF. Sensortråden er direkte koblet til bunnen av transistoren og passerer gjennom et hull som er boret i bunnen av boksen. Kretsen er ganske følsom for elektriske felt, så det er en god ide å ha et skall som dette.

La kretsen "varme opp" noen minutter etter påføring av forsyningsspenningen, hvoretter ampereren skal reduseres til veldig små verdier. Hvis ammeteravlesningene er negative, bytter du sensorkabelen til basen til en annen transistor og endrer polariteten til amperetilkoblingen. Hvis en merkbar spenning synker på motstander med en motstand på 2,2 kOhm, kan den være opptil en volt, prøv å rengjøre alt med et løsemiddel og helt tørt. Når ammeteravlesningene blir lave og stabile, hold en radioaktiv kilde, for eksempel et gasbindnett, til vinduet dekket med folie, og avlesningene skal øke raskt. Et måleinstrument kan brukes et digitalt voltmeter med en skala opp til 1 V eller et ammeter med en skala på 100 μA. Måleren vist nedenfor har allerede en skala som er kalibrert i enheter av radioaktivitet, og en avlesning på omtrent 2,2 skyldes effekten av glødnettet.

Dette er en enkel sensor, gitt dens følsomhet! En aktiv eksperimentator kan prøve andre transistorer, mest sannsynlig sammensatte, for eksempel MPSA18, eller til og med en driftsspenningsstyrt strømforsterker, for eksempel CA3080 med en åpen tilbakemeldingssløyfe.

Send