EINFACHER STRAHLUNGSDETEKTOR

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Ich entschied mich für eine kleine Ionisationskammer mit einem auf einem Verbundtransistor aufgebauten Stromverstärker als Sensor.

Als ich jedoch die Basis des Verbundtransistors direkt mit dem Sensordraht verband, fehlte praktisch der Kollektorstrom. Ich habe erwartet, dass aufgrund der schwebenden Basis und der Zehntausenderverstärkung ein gewisser Leckstrom auftritt. Ich weiß nicht, ob alle zusammengesetzten npn-Transistoren so gut sind wie diese MPSW45As, aber der Leckstrom war überraschend niedrig und die Verstärkung sah sehr hoch aus, vielleicht 30.000, mit einem Basisstrom von mehreren zehn Picoampere. (Ich habe die Verstärkung mit einem Testwiderstand mit einem Widerstand von 100 MΩ überprüft, der an eine Stromquelle mit einstellbarer Ausgangsspannung angeschlossen ist.)

Plötzlich sah ich eine Gelegenheit, diese herkömmlichen Komponenten zu verwenden, um einen wirklich empfindlichen Sensor herzustellen. Ich habe einen weiteren Transistor wie unten gezeigt hinzugefügt

Wer braucht Bias-Widerstände?! Ich benutzte eine Dose mit einem Durchmesser von ungefähr 10 cm mit einem Loch im Boden für den Antennendraht und Aluminiumfolie, die den offenen Teil bedeckten. Mir wurde schnell klar, dass ein Widerstand, der an eine 2N4403-Basis (10 kΩ) angeschlossen ist, eine gute Idee ist, um Schäden durch einen Kurzschluss zu vermeiden. Der Wirkungsgrad dieser Schaltung war ausgezeichnet, das Thoriumgitter der Coleman-Lampe konnte leicht erkannt werden! Warum also nicht einen weiteren Verbundtransistor hinzufügen? Es schien lächerlich, aber hier ist, was ich gebaut habe:

Ich habe eine 9-V-Versorgungsspannung verwendet, würde jedoch die Verwendung einer etwas höheren Spannung empfehlen, um genügend Potential in der Ionisationskammer zu erhalten. Zum Schutz vor versehentlichem Kurzschluss wurden Widerstände hinzugefügt, die einen Transistor oder ein Amperemeter schnell beschädigen können. Während des normalen Betriebs haben sie nur geringe Auswirkungen auf die Funktionsweise der Schaltung.

Diese Schaltung funktioniert wirklich gut und konnte nach 5-10 Minuten, die zur Stabilisierung benötigt wurden, ein Glühgitter in einem Abstand von etwa zehn Zentimetern erkennen. Die Schaltung erwies sich jedoch als empfindlich gegenüber Temperaturänderungen, und die Amperemeter-Messwerte stiegen mit einem leichten Temperaturanstieg im Raum an. Aus diesem Grund habe ich beschlossen, eine Temperaturkompensation hinzuzufügen, indem ich eine identische Schaltung aufgebaut habe, jedoch ohne einen Sensordraht, der mit der Basis des Transistors verbunden ist, und das Messgerät zwischen den Ausgangspunkten beider Schaltungen einschaltete:

Es sieht ein bisschen verwirrend aus, ist aber eigentlich recht einfach zu machen. Die Schaltung wurde in der gleichen Blechdose zusammengebaut, wie sie in einem der obigen Projekte für Feldeffekttransistoren (JFETs) verwendet wurde, und alle Teile der Schaltung wurden auf einer Leiterplatte mit 8 Leitern montiert. Ein aufmerksamer Leser wird feststellen, dass ich tatsächlich Widerstände mit einem Widerstandswert von 2,4 kOhm und 5,6 kOhm verwendet habe, aber diese Unterschiede in den Bewertungen spielen keine große Rolle. Ich habe auch einen Sperrkondensator verwendet, der parallel zu einer Batterie mit einer Nennleistung von beispielsweise 10 uF geschaltet ist. Der Sensordraht ist direkt mit der Basis des Transistors verbunden und geht durch ein Loch, das in den Boden der Dose gebohrt ist. Die Schaltung ist sehr empfindlich gegenüber elektrischen Feldern, daher ist es eine gute Idee, eine solche Hülle zu haben.

Lassen Sie den Stromkreis einige Minuten nach dem Anlegen der Versorgungsspannung „aufwärmen“. Danach sollte das Amperemeter auf sehr kleine Werte abfallen. Wenn die Amperemeter-Messwerte negativ sind, schalten Sie das Sensorkabel auf die Basis eines anderen Transistors und ändern Sie die Polarität des Amperemeter-Anschlusses. Wenn an Widerständen mit einem Widerstandswert von 2,2 kOhm eine merkliche Spannung abfällt, die bis zu 1 Volt betragen kann, versuchen Sie, alles mit einem Lösungsmittel zu reinigen und vollständig zu trocknen. Wenn die Amperemeter-Messwerte niedrig und stabil werden, bringen Sie eine radioaktive Quelle, wie z. B. eine Glimmanzeige, zum mit Folie abgedeckten Fenster. Die Messwerte sollten sich schnell erhöhen. Als Messgerät kann ein digitales Voltmeter mit einer Skala von bis zu 1 V oder ein Amperemeter mit einer Skala von 100 μA verwendet werden. Das unten abgebildete Messgerät hat bereits eine in Radioaktivitätseinheiten kalibrierte Skala, und ein Messwert von etwa 2,2 ist auf die Wirkung des Glühgitters zurückzuführen.

Dies ist ein einfacher Sensor, da er empfindlich ist! Ein aktiver Experimentator kann andere Transistoren, höchstwahrscheinlich zusammengesetzte, beispielsweise MPSA18, oder sogar einen betriebsspannungsgesteuerten Stromverstärker, beispielsweise CA3080, mit einer offenen Rückkopplungsschleife ausprobieren.

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