Eenvoudige stralingsdetector

Ik besloot om een ​​kleine ionisatiekamer te gebruiken met een stroomversterker gebouwd op een composiet transistor als een sensor.

Maar toen ik de basis van de composiettransistor rechtstreeks op de sensordraad verbond, was de collectorstroom vrijwel afwezig. Ik verwachtte wat lekstroom te zien vanwege de zwevende basis en tienduizenden winst. Ik weet niet of alle samengestelde npn-transistoren zo goed zijn als deze MPSW45A's, maar de lekstroom was verrassend laag en de winst zag er erg hoog uit, misschien 30.000, met een basisstroom van enkele tientallen picoampes. (Ik controleerde de versterking met een testweerstand met een weerstand van 100 MΩ aangesloten op een stroombron met een instelbare uitgangsspanning).

Plots zag ik een kans om deze conventionele componenten te gebruiken om een ​​echt gevoelige sensor te maken. Ik heb nog een transistor toegevoegd zoals hieronder wordt getoond

Wie heeft biasweerstanden nodig?! Ik gebruikte een blik met een diameter van ongeveer 10 cm met een gat in de bodem voor de antennedraad en aluminiumfolie die het open gedeelte bedekte. Ik realiseerde me al snel dat een weerstand aangesloten op een 2N4403-basisstation (10 kΩ) een goed idee is om schade door kortsluiting te voorkomen. De efficiëntie van dit circuit was uitstekend; het detecteerde gemakkelijk het Coleman lamp thoriumrooster! Dus waarom niet nog een samengestelde transistor toevoegen? Het leek belachelijk, maar hier is wat ik heb gebouwd:

Ik gebruikte een voedingsspanning van 9 V, maar zou aanbevelen een iets hogere spanning te gebruiken om voldoende potentiaal in de ionisatiekamer te krijgen. Weerstanden zijn toegevoegd om te beschermen tegen onbedoelde kortsluiting, die snel een transistor of ampèremeter kan beschadigen. Tijdens normaal bedrijf hebben ze weinig effect op de werking van het circuit.

Dit circuit werkt echt goed, en na 5-10 minuten nodig om te stabiliseren, kon het een glimmend rooster detecteren op een afstand van ongeveer tien centimeter. Maar het circuit bleek gevoelig te zijn voor temperatuurveranderingen en de ampèremeterwaarden namen toe met een lichte stijging van de temperatuur in de kamer. Daarom besloot ik om temperatuurcompensatie toe te voegen door een identiek circuit te bouwen, maar zonder een sensordraad aangesloten op de basis van de transistor, en het meetapparaat aan te zetten tussen de uitgangspunten van beide circuits:

Het ziet er een beetje verwarrend uit, maar is eigenlijk vrij eenvoudig om te doen. Het circuit werd geassembleerd in dezelfde bus als gebruikt in een van de hierboven beschreven projecten met veldeffecttransistors (JFET's), en alle delen van het circuit werden gemonteerd op een 8-pins circuitbord. Een aandachtige lezer zal opmerken dat ik eigenlijk weerstanden heb gebruikt met een weerstand van 2, 4 kOhm en 5, 6 kOhm, maar deze verschillen in de beoordelingen spelen geen grote rol. Ik heb ook een blokkeercondensator gebruikt die parallel is aangesloten op een batterij met een vermogen van bijvoorbeeld 10 uF. De sensordraad is rechtstreeks verbonden met de basis van de transistor en gaat door een gat geboord in de bodem van het blik. Het circuit is vrij gevoelig voor elektrische velden, dus het is een goed idee om zo'n schaal te hebben.

Laat het circuit een paar minuten 'opwarmen' na het aanleggen van de voedingsspanning, waarna de ampèremeter tot zeer kleine waarden moet dalen. Als de ampèremeterwaarden negatief zijn, schakelt u de sensordraad naar de basis van een andere transistor en wijzigt u de polariteit van de ampèremeteraansluiting. Als een merkbare spanning op weerstanden met een weerstand van 2, 2 kOhm daalt, kan dit tot één volt zijn, probeer alles met een oplosmiddel te reinigen en volledig droog te zijn. Wanneer de ampèremeterwaarden laag en stabiel worden, breng dan een radioactieve bron, zoals een gloei-meter, naar het venster bedekt met folie, en de waarden moeten snel toenemen. Als meetapparaat kan een digitale voltmeter met een schaal tot 1 V of een ampèremeter met een schaal van 100 μA worden gebruikt. De hieronder getoonde meter heeft al een schaal gekalibreerd in eenheden van radioactiviteit en een waarde van ongeveer 2, 2 is te wijten aan het effect van het glimrooster.

Dit is een eenvoudige sensor, gezien zijn gevoeligheid! Een actieve experimentator kan andere transistors proberen, waarschijnlijk composiet, bijvoorbeeld MPSA18, of zelfs een operationele spanningsgestuurde stroomversterker, bijvoorbeeld CA3080 met een open terugkoppellus.