2011年11月23日水曜日

ガイガーカウンターの仕組み1

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9800円のガイガーカウンターが人気です。ガイガーFUKUSHIMAです。
もっと高いガイガーカウンターはいくらでもあります。
では、これらの違いはなんなのでしょうか?

ガイガー番長はこれまであれこれいろいろと調べました。説明してみたいと思います。

仕組みは非常に単純です。値段の割には、現在のハイテク時代にしては、ローテクと言ってもいいでしょう。

ガイガーカウンターの心臓部はGM管です。GM管というものが、放射線を捕らえます。GM管に放射線が何回横切ったかを数えているだけのものです。非常に単純です。

ではGM管というのはどういうものでしょうか。

この図のように、GM管は細い金属パイプでできています。そして、パイプの中心部に針のような金属の電極が通っています。金属管内部は空気ではなくガスです。ガスが出てしまうと使えなくなります。
そして、内部の針の金属と外部の金属パイプの間に非常に高い電圧をかけます。400Vぐらいです。これで終わりです。

そうするとどうなるか。
次の図をみてください。
放射線がGM管を通過すると、先ほどの400Vがショートします。ショートするというのはどういうことかと言うと、たとえば、家にあるコンセントの2つの穴が銅線で接触してしまうと、「バシッ」と火花が飛びますよね。
それです。そのような状況がこのGM管の内部で起きます。つまり、GM管の内部で「バシッ」がおきるわけです。それは一瞬です。そしてその一瞬でもとの状態に戻ります。そして、次の放射線が入ってくると、また、「バシッ」となるわけです。

そして、この「バシッ」がたとえば、一分間に何回おきたかを数えればガイガーカウンターの出来上がりです。
このハイテク時代になんて単純な仕組みなのでしょうか。だれでも作れますね。
中国製が多いわけです。

専門的に言うと、400Vかけていたものが、「バシッ」がおきると、0Vになります。ショートした状態は0Vです。回路的には、単純で、高電圧から0Vなので、ノイズもなにもなくて、回路的にも比較的簡単です。

あと、この「バシッ」のパルスを、カウンターの回路で数えるだけです。数えるのは、人間が数えてもいいです。この「バシッ」のときに、音がでるようにしておけば、人間がかぞえれば、ガイガーカウンターになります。ガイガー番長も、最初にキットを作ったときには、音しか出せませんでしたので、数えていました。
一分間に何回この「バシッ」音が起きたのか数えました。

でも、そのうち数えるのが面倒になってきました。
そこで、iPhone につなげて、ガイガーポッドのアプリで数えてもらうことにしました。
これで、非常に便利になりました。
ガイガーカウンターの出来上がりです。

次回は、いろいろな製品の違いについて説明してみたいと思います。

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