गैसीय आयनीकरण डिटेक्टर

गैसीय आयनीकरण डिटेक्टर विकिरण का पता लगाने वाले उपकरण हैं जिनका उपयोग कण भौतिकी में आयनकारी कणों की उपस्थिति का पता लगाने के लिए और विकिरण सुरक्षा अनुप्रयोगों में आयनकारी विकिरण को मापने के लिए किया जाता है।

वे गैस से भरे सेंसर पर विकिरण के आयनकारी प्रभाव का उपयोग करते हैं। यदि किसी कण में गैस परमाणु या अणु को आयनित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है, तो परिणामी इलेक्ट्रॉन और आयन धारा प्रवाह का कारण बनते हैं जिसे मापा जा सकता है।

गैसीय आयनीकरण डिटेक्टर विकिरण का पता लगाने और माप के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों का महत्वपूर्ण समूह बनाते हैं। यह लेख प्रमुख प्रकारों का त्वरित अवलोकन देता है और प्रत्येक उपकरण पर लेखों में अधिक विस्तृत जानकारी पाई जा सकती है। साथ में कथानक निरंतर घटना विकिरण के लिए अलग-अलग लागू वोल्टेज के साथ आयन जोड़ी पीढ़ी की भिन्नता को दर्शाता है। तीन मुख्य व्यावहारिक संचालन क्षेत्र हैं, जिनमें से प्रत्येक प्रकार का उपयोग करता है।

प्रकार
गैसीय आयनीकरण डिटेक्टरो के तीन मूल प्रकार हैं 1) आयनीकरण कक्ष, 2) आनुपातिक काउंटर और 3) गीजर-मुलर नली

इन सभी में हवा या विशेष भरण गैस द्वारा अलग किए गए दो इलेक्ट्रोड का ही मूल रचना है, किन्तु प्रत्येक एकत्र किए गए आयन-जोड़े की कुल संख्या को मापने के लिए अलग विधि का उपयोग करता है। इलेक्ट्रोड और भरण गैस के प्रकार दबाव के बीच विद्युत क्षेत्र की शक्ति आयनीकरण विकिरण के लिए डिटेक्टर की प्रतिक्रिया निर्धारित करती है।

आयनीकरण कक्ष
आयनीकरण कक्ष कम विद्युत क्षेत्र की शक्ति पर कार्य करते हैं, इस प्रकार से चुना जाता है कि कोई गैस गुणन नहीं होता है। आयन धारा आयन जोड़े के निर्माण से उत्पन्न होती है, जिसमें आयन और इलेक्ट्रॉन होता है। आयन कैथोड की ओर बहाव करते हैं जबकि मुक्त इलेक्ट्रॉन विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में एनोड की ओर बहाव करते हैं। यदि उपकरण आयन कक्ष क्षेत्र में संचालित किया जा रहा है तो यह धारा लागू वोल्टेज से स्वतंत्र है। उच्च विकिरण मात्रा दरों के लिए आयन कक्षों को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि उनके पास कोई मृत समय नहीं होता है, जो घटना उच्च मात्रा दरों पर गीजर-मुलर नली की त्रुटिहीनता को प्रभावित करती है।

लाभ गामा विकिरण के लिए अच्छी समान प्रतिक्रिया और त्रुटिहीन समग्र मात्रा रीडिंग हैं, जो बहुत उच्च विकिरण दर को मापने में सक्षम हैं, निरंतर उच्च विकिरण स्तर भरण गैस को नीचा नहीं करते हैं।

कमियां हैं 1) कम आउटपुट के लिए परिष्कृत इलेक्ट्रोमीटर सर्किट की आवश्यकता होती है और 2) संचालन और त्रुटिहीनता नमी से आसानी से प्रभावित होती है।

आनुपातिक काउंटर
आनुपातिक काउंटर थोड़े अधिक वोल्टेज पर कार्य करते हैं, ऐसे चुने जाते हैं कि असतत हिमस्खलन उत्पन्न होता है। प्रत्येक आयन जोड़ी हिमस्खलन उत्पन्न करती है जिससे उत्पादन स्पंद धारा उत्पन्न हो, जो विकिरण द्वारा जमा ऊर्जा के समानुपाती हो। यह आनुपातिक गणना क्षेत्र में है, शब्द गैस आनुपातिक डिटेक्टर (जीपीडी) सामान्यतः रेडियोमेट्रिक अभ्यास में प्रयोग किया जाता है। कण ऊर्जा का पता लगाने में सक्षम होने की संपत्ति अल्फा और बीटा कण पहचान और भेदभाव के लिए बड़े क्षेत्र के फ्लैट सरणी का उपयोग करते समय विशेष रूप से उपयोगी होती है, जैसे स्थापित कार्मिक नियंत्रण उपकरण में ।

तार कक्ष आनुपातिक काउंटर का बहु-इलेक्ट्रोड रूप है जिसका उपयोग अनुसंधान उपकरण के रूप में किया जाता है।

लाभ विकिरण की ऊर्जा को मापने और स्पेक्ट्रोग्राफिक जानकारी प्रदान करने, अल्फा और बीटा कणों के बीच भेदभाव करने और बड़े क्षेत्र डिटेक्टरों का निर्माण करने की क्षमता है।

कमियां यह है कि एनोड तार कमजोर होते हैं और जमाव के कारण गैस प्रवाह डिटेक्टरों में दक्षता खो सकते हैं, भरने वाली गैस में ऑक्सीजन के प्रवेश से प्रभावित दक्षता ,संचालन और बड़े क्षेत्र के डिटेक्टरों में माप खिड़कियां आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाती हैं।

माइक्रोपैटर्न गैसीय डिटेक्टर (एमपीजीडी) एनोड और कैथोड इलेक्ट्रोड के बीच उप-मिलीमीटर दूरी के साथ उच्च कणिकता गैसीय डिटेक्टर हैं। पारंपरिक तार कक्षों पर इन माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं के मुख्य लाभों में सम्मलित हैं। गणना दर क्षमता, समय और स्थिति संकल्प, कणिकता, स्थिरता और विकिरण कठोरता। एमपीजीडी के उदाहरण सूक्ष्म पट्टी गैस कक्ष, गैस इलेक्ट्रॉन गुणक और माइक्रोमेगास डिटेक्टर हैं।

गीजर-मुलर नली
गीजर-मुलर नली गीजर काउंटर के प्राथमिक घटक हैं। वे और भी उच्च वोल्टेज पर कार्य करते हैं, इन्हे इस प्रकार से चुना जाता है कि प्रत्येक आयन जोड़ी हिमस्खलन उत्पन्न करती है, किन्तु यूवी फोटोन के उत्सर्जन से, कई हिमस्खलन बनते हैं जो एनोड तार के साथ फैलते हैं और आसन्न गैस की मात्रा आयन के रूप में कम से कम आयनित होती है। जोड़ी घटना यह संचालन का गीजर क्षेत्र है। आयनीकृत घटनाएं द्वारा उत्पादित धारा दालों को प्रसंस्करण इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पारित किया जाता है जो गिनती दर विकिरण मात्रा का दृश्य प्रदर्शन प्राप्त कर सकता है और सामान्यतः हाथ से पकड़े जाने वाले यंत्रों के स्थितियों में, क्लिक उत्पन्न करने वाला ऑडियो उपकरण।

इसका लाभ यह है कि वे कई प्रकार के आकार और अनुप्रयोगों के साथ सस्ते और शक्तिशाली डिटेक्टर हैं। नली से बड़े उत्पादन में संकेत का उत्पादन होता है, जिसके लिए सरल गिनती के लिए न्यूनतम इलेक्ट्रॉनिक प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है और यह ऊर्जा क्षतिपूर्ति नली का उपयोग करते समय समग्र गामा मात्रा को माप सकता है।

कमियां यह है कि यह विकिरण की ऊर्जा कोई स्पेक्ट्रोग्राफिक जानकारी नहीं को माप नहीं सकता है, यह मृत समय के कारण उच्च विकिरण दर को नहीं मापेगा और निरंतर उच्च विकिरण स्तर भरने वाली गैस को नीचा दिखाएगा।

डिटेक्टर प्रकार के उपयोग पर मार्गदर्शन
यूके के स्वास्थ्य और सुरक्षा कार्यकारी ने संबंधित आवेदन के लिए सही सुवाहय़ उपकरण पर मार्गदर्शन नोट जारी किया है। इसमें सभी विकिरण उपकरण प्रौद्योगिकियां सम्मलित हैं और मापन अनुप्रयोग के लिए सही गैसीय आयनीकरण डिटेक्टर प्रविधि का चयन करने में उपयोगी है।

दैनिक उपयोग
आयनीकरण-प्रकार के धुआँ डिटेक्टर व्यापक उपयोग में गैसीय आयनीकरण डिटेक्टर हैं। रेडियोधर्मी अमेरिकाियम का छोटा सा स्रोत रखा गया है जिससे कि यह दो प्लेटों के बीच धारा बनाए रखे जो प्रभावी रूप से आयनीकरण कक्ष बनाती है। यदि उन प्लेटों के बीच धुआं हो जाता है जहां आयनीकरण हो रहा है, तो आयनित गैस को कम धारा में ले जाकर प्रभावहीन किया जा सकता है। धारा कम होने से अग्नि चेतावनी घंटी बजने लगती है।

यह भी देखें

 * रोकने की शक्ति (कण विकिरण)