اطاقكهاي يونش

 اطاقكهاي يونش

اطاقكهاي يونش يا اطاقك يون بطور گسترده اي بعنوان مونيتورهاي تابش مورد استفاده قرار مي گيرند. اين دستگاهها مي توانند براي شمارش يا آشكارسازي ذرات آلفا، ذرات بتا، پرتو گاما، پرتويX و نوترون طراحي شوند. اطاقكهاي اصلي ترين نوع آشكارساز پرتو گازي است. چرا كه بدون تكثير گازي كار مي كند. اين محفظه ها بطور گسترده اي به نام اطاقكهاي جريان هستند چرا كه آنها غالباً با اندازه گيري مستقيم جريان خروجي كار مي كنند. هنگام كار در سطح جريان اشباع (ناحيه II شكل 8-2) اندازه يا مقدار جريان خروجي متناسب با شدت تابش فرودي بوده، و اندازه گيري مستقيم آهنگ پرتوگيري را امكان پذير مي سازد. در يك اطاقك يون با الكترودهاي ورقه هاي موازي و ميدان يكنواخت الكتريكي، پالسهاي جريان از هروزه بطور جداگانه مي تواند ثبت شده، لذا طیف نگاری انرژي تابش فرودي را مجاز مي سازد ليكن يا اما در معمولترين هندسه استوانه­اي ، محفظه هاي يونيزاسيون نمي تواند براي اين منظور بكار رود چرا كه اندازه يا ارتفاع پالس به محلي بستگي دارد كه در آن جفت يون- الكترون در آشكارساز تشكيل مي شوند.

 

اطاقك يونش پرتو- گاما

اطاقك يون پرتو گاما كه در حالت جريان كار ميكند، بسيار پايداربوده و داراي عمر طولاني است. اين اطاقكها مي توانند در اندازه ها و شكلهاي گوناگون ساخته شود. اطاقكهاي يوني بزرگ بعنوان مونيتورهاي محيط براي تابشهاي يونساز بكاررفته و محفظه هاي با فشار بالا حساسيت زيادي از خود نشان داده ، اندازه گيري آهنگهاي دز را تا 1μR/h امكان پذير  مي كند. اطاقكهاي كوچك با فشارهاي كم گاز مي توانند در ميدانهاي تابش آهنگهاي پرتوگيري تا 10⁷R/h كاركنند.

اطاقكهاي يونيزاسيون پر شده از هوا مرتبط با فشار اتمسفر غالباً براي اندازه گيري مفدار پرتوگيري بكار مي روند. پس از تشكيل يك جفت الكترون- يون، الكترونها و يونها از ميان گاز بطرف الكترودها ، جمع آوري آنها شروع به حركت مي كنند. با وجود اين اكسيژن الكترونگاتيو الكترون آزاد را براي توليد يك يون منفي سنگين سريعاً گير اندازي مي كند. با توجه به اين گيراندازي بخش اعظم الكترونهاي آزاد ناپديد شده و جريان محفظه بوسيله حركت يونهاي منفي و مثبت توليد مي گردد. هنگامي كه يك آشكار ساز در مد جريان كار ميكند تا زماني كه اختلاف پتانسيل كافي براي جلوگيري از تركيب مجدد وجود داشته باشد مشكل و مسئله اي نيست. با وجود اين، يك چنين اطاقكي براي كار در حالت- پالس مناسب نيست چرا كه يونهاي مثبت و منفي در مقايسه با سمت الكترون در ميدان الكتريكي يكسان بسيار آرام حركت كرده، و پالسهاي بسيار عريض از نظر زمان و غير قابل تفكيك از هم توليد مي شوند.

 

اطاقکهای یونش حساس به نوترون

با توجه به اينكه نوترونها مستقيماً توليد زوج يون – الكترون نمي كنند، يك اطاقك يوني حساس به نوترون بايد بهمراه بعضي از ايزوتوپهائي باشند كه با سطح مقطع بزرگ نوترون براي يك واكنش هسته اي توليد ذرات باردار كنند كه بنوبه به خود توليد زوج يون- الكترون در گاز محفظه مي نمايند. معمولترين گازهاي مصرف شده ³He  و BF₃ هستند. يا اينكه، ممكن است داخل لوله با يك لايه اي از ماده حساس به نوترون همچون B يا ²³⁵U پوشانده شود، كه در هنگام جذب نوترون ذرات باردار همچون ذرات آلفا يا پاره هاي شكافت در داخل گاز توليد كند اطاقك هائي كه با مواد قابل شكافت پوشانده شده اند به اطاقك شكافت معروف اند. چنين محفظه هائي غالباً در حالت شمارشگر تناسبي كار مي كنند.

محفظه هاي شكافت غالباً در جائي بكار مي رود كه ميدان تابش مخلوط همراه با بخش زيادي از پرتو گاما وجود داشته باشد. از آنجا كه اين آشكارسازها در مد پالس كار مي كنند، پالس بزرگ ولتاژ تشكيل شده بوسيله بار زياد توليد شده بوسيله يونيزاسيون محصولات شكافت باردار و سنگين يا راديواكتيويته حاصل از آنها شناسائي را در مقابل پالس كوچكتر ولتاژ حاصل از پرتو گاما امكان پذير مي سازد. محفظه­هاي شكافت پوشيده از لايه ²³⁵U يا ²³⁹PU آشكار سازهاي نوترون حرارتی كارآيي هستند كه غالباً براي كانالهاي شروع قلب راكتور هسته اي بكار مي روند.

يك اطاقك يوني جبراني يك آشكارساز نوتروني است كه بطور موثر جريان القائي پرتوگاما را تبعيض مي كند. معمولاً محفظه داراي سه الكترود متمركز بوده، يكي با ماده اي حساس به نوترون همچون ²³⁵U، يا تركيبي داراي ¹⁰B پوشش داده شده است. محفظه هاي يوني جبراني بطور گسترده اي در راكتورهاي هسته اي با توجه به توانائي آنها براي پاسخ به ميدانهاي نوتروني كه تا 10¹⁰ برابر متغيير است بكار مي روند، يعني اين آشكار سازها داراي "برد ديناميك" بسيار بزرگي هستند.