Detektori zračenja

1. Uvod

Jonizujuće zračenje (alfa, beta, gama, X-zraci) ne možemo videti golim okom, ali ga možemo detektovati pomoću uređaja koji koriste sposobnost zračenja da jonizuje gas. Dva najpoznatija detektora su:

• Jonizaciona komora
• Gajger-Milerov brojač

2. Jonizaciona komora

Konstrukcija

• Metalna komora ispunjena gasom (najčešće vazduhom ili plemenitim gasom).
• Dva elektroda: anoda i katoda.
• Izvor napona između elektroda.

Princip rada

1. Kada jonizujuće zračenje uđe u komoru, sudara se sa molekulima gasa i stvara jon-parove (pozitivni jon + elektron).
2. Električno polje između elektroda privlači jone:
   • Elektroni idu ka anodi (+),
   • Pozitivni joni ka katodi (−).
3. Nastaje jonizaciona struja, proporcionalna intenzitetu zračenja.

Karakteristike

• Radi u jonizacionom režimu (nizak napon, bez lavine elektrona).
• Merenje daje apsolutnu vrednost doze zračenja.
• Koristi se u dozimetriji (merenje doze u medicini, nuklearnoj industriji).

3. Gajger-Milerov brojač

Konstrukcija

• Cilindrična cev ispunjena gasom (argon, neon) pod niskim pritiskom.
• Tanka žica u centru (anoda), cev je katoda.
• Visok napon (obično 400–900 V).

Princip rada

1. Zračenje ulazi u cev i jonizuje gas → nastaje početni elektron.
2. Zbog visokog napona, elektron ubrzava i sudara se sa drugim molekulima → lavina elektrona (Gajgerov efekat).
3. Lavina izaziva kratak impuls struje, koji se registruje kao „klik“ ili signal.
4. Nakon toga, gas se mora „ugasiti“ (quenching) da bi cev bila spremna za sledeći događaj.

Karakteristike

• Radi u Gajgerovom režimu (lavinska jonizacija).
• Broji pojedinačne čestice, ali ne meri energiju zračenja.
• Koristi se za detekciju prisustva zračenja (radiološka zaštita, terenska merenja).

4. Razlike između jonizacione komore i Gajger-Milerovog brojača

5. Formula za jonizacionu struju

Ako je broj jon-parova proporcionalan intenzitetu zračenja, jonizaciona struja $I$ je:

$ I = q \cdot N $

gde je:

• $q$ – naelektrisanje jednog jona,
• $N$ – broj jon-parova u jedinici vremena.