DETECTOR SIMPLES DE RADIAçãO

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Decidi usar uma pequena câmara de ionização com um amplificador de corrente construído em um transistor composto como sensor.

Mas quando conectei a base do transistor composto diretamente ao fio do sensor, a corrente do coletor estava praticamente ausente. Eu esperava ver alguma corrente de fuga devido à base flutuante e dezenas de milhares de ganhos. Não sei se todos os transistores npn compostos são tão bons quanto esses MPSW45As, mas a corrente de fuga foi surpreendentemente baixa e o ganho parecia muito alto, talvez 30.000, com uma corrente base de várias dezenas de picoamperes. (Eu verifiquei o ganho com um resistor de teste com uma resistência de 100 MΩ conectada a uma fonte de energia com uma tensão de saída ajustável).

De repente, vi uma oportunidade de usar esses componentes convencionais para criar um sensor verdadeiramente sensível. Eu adicionei outro transistor como mostrado abaixo

Quem precisa de resistores de polarização ?! Usei uma lata com um diâmetro de cerca de 10 cm com um orifício na parte inferior para o fio da antena e a folha de alumínio cobrindo a parte aberta. Eu rapidamente percebi que um resistor conectado a uma base 2N4403 (10 kOhm) é uma boa idéia para evitar danos durante um curto-circuito. A eficiência deste circuito foi excelente: detectou facilmente a grade de tório da lâmpada Coleman! Então, por que não adicionar outro transistor composto? Parecia ridículo, mas aqui está o que eu construí:

Usei uma tensão de alimentação de 9 V, mas recomendo usar uma tensão um pouco mais alta para obter potencial suficiente na câmara de ionização. Foram adicionados resistores para proteger contra curtos-circuitos acidentais, que podem danificar rapidamente um transistor ou amperímetro. Durante a operação normal, eles têm pouco efeito no funcionamento do circuito.

Esse circuito realmente funciona bem e, após 5 a 10 minutos necessários para estabilizar, ele pode detectar uma grade de brilho a uma distância de cerca de dez centímetros. Mas o circuito acabou sendo sensível às mudanças de temperatura e as leituras do amperímetro aumentaram com um ligeiro aumento de temperatura na sala. Portanto, decidi adicionar compensação de temperatura construindo um circuito idêntico, mas sem um fio sensor conectado à base do transistor, e ligando o dispositivo de medição entre os pontos de saída dos dois circuitos:

Parece um pouco confuso, mas na verdade é bastante fácil de fazer. O circuito foi montado na mesma lata usada em um dos projetos acima em transistores de efeito de campo (JFETs), e todas as partes do circuito foram montadas em uma placa de circuito com 8 derivações. Um leitor atento perceberá que eu realmente usei resistores com uma resistência de 2,4 kOhm e 5,6 kOhm, mas essas diferenças nas classificações não desempenham um papel importante. Também usei um capacitor de bloqueio conectado em paralelo a uma bateria com uma classificação de, por exemplo, 10 uF. O fio do sensor é conectado diretamente à base do transistor e passa por um orifício perfurado no fundo da lata. O circuito é bastante sensível aos campos elétricos, por isso é uma boa ideia ter uma concha como essa.

Deixe o circuito “aquecer” alguns minutos após aplicar a tensão de alimentação, após o que o amperímetro deve diminuir para valores muito pequenos. Se as leituras do amperímetro forem negativas, mude o fio do sensor para a base de outro transistor e altere a polaridade da conexão do amperímetro. Se uma tensão perceptível cair através dos resistores com uma resistência de 2,2 kOhm, ela pode chegar a um volt, tente limpar tudo com um solvente e secá-lo completamente. Quando as leituras do amperímetro ficarem baixas e estáveis, segure uma fonte radioativa, como uma grade de gaze, na janela coberta com papel alumínio, e as leituras devem aumentar rapidamente. Um voltímetro digital com uma escala de até 1 V ou um amperímetro com uma escala de 100 μA pode ser usado como um dispositivo de medição. O dispositivo de medição mostrado abaixo já possui uma escala calibrada em unidades de radioatividade, e uma leitura de cerca de 2,2 é devida à exposição à grade de brilho.

Este é um sensor simples, dada a sua sensibilidade! Um experimentador ativo pode tentar outros transistores, provavelmente os compostos, por exemplo, MPSA18, ou mesmo um amplificador de corrente operacional controlado por tensão, por exemplo, CA3080 com um loop de feedback aberto.

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