О способах и методах исследований параметров окружающей природной среды.
Эта информация предназначена для тех, кто интересуется проблематикой о том как в режиме поточного (реального) времени можно осуществлять мониторинг земель (или активных площадных радиационных источников) на определение их умеренного уровня потенциальной радиационной опасности ("мысли вслух").
Условно, можно представить себе две тонкие пластины, например, медные или алюминиевые, размером 100мм х 50 мм, помещённые в газоразрядную емкость, заполненную, скажем, ксеноном. На поверхность «контактной - возбуждаемой» пластины может быть нанесён тонкий слой чувствительного к ионизации вещества с определённым порогом ионизации, например, цезия (оксид), под действием внешнего облучения, освободившиеся элементарные частицы будут создавать дополнительный электрический потенциал, который под воздействием электрического напряжения от внешнего источника будет приводить к увеличению силы тока в пластине, что будет регистрироваться датчиком.
Если «контактно-возбуждаемая пластина» будет покрыта с обеих сторон чувствительным к ионизации веществом, например цезием (оксидом), то вторая «эталонная» пластина, которая состоит только из проводника (меди или алюминия) будет регистрировать изменение напряжения, спровоцированного эффектами вторичной ионизации чувствительного вещества (цезия(оксида)) и ионизацией газа, находящегося между пластинами, который изначально имеет функцию диэлектрика.
Для повышения уровня достоверности ионизации контактной и эталонной пластин, их внешние поверхности могут быть заключены в отдельные диэлектрические объёмы вакуума.
(19.07.2021 15 часов 36 минут, дополнительное размышление, не подкреплённое точной научной информацией и не проверенное практическими экспериментами:
Химическое перераспределение электронных зарядов и электрических потенциалов, при сочетании меди и цезия может быть значительно большим, чем при сочетании алюминия с цезием (оксидом) за счёт возникновения на поверхности алюминия устойчивой оксидной плёнки.
Увеличить химическую устойчивость алюминиевой пластины можно при нанесении на её поверхность дополнительного защитного покрытия (например, лакового).
Применение серебряных контактных пластин с нанесённым цезием (оксидом) более эффективно по причине большей химической устойчивости и лучшей электрической проводимости, но будет значительно дороже). Эта информация мною не проверена, а написана "по ходу мысли" о том "будет ли такое работать?".
(Простая информация получилась достаточно сложной для того, чтобы понять принцип действия такой газоразрядной камеры, предназначенной для определения уровней поверхностной активности площадных источников ионизирующего излучения, например, при натурном определении уровня загрязнения земной поверхности).
(Здесь написано то, о чём я подумал, без какого-то существенного научного анализа этих размышлений).
Автор текста радиоэколог, медицинский психолог, 19.07.2021 года.
Дополнительная информация по этой теме может быть полезна, но, при этом, этот комментарий становиться информационно перегруженным.
http://electricalschool.info/Газы в нормальном состоянии являются хорошими диэлектриками (например чистый, неионизированный воздух). Однако, если газы содержат в себе влагу с примесью органических и неорганических частиц и при этом они ионизированы, то они проводят электричество.
Во всех газах еще до воздействия на них электрического напряжения всегда имеется некоторое количество электрически заряженных частиц - электронов и ионов, которые находятся в беспорядочном тепловом движении. Это могут быть заряженные частицы газа, а также заряженные частицы твердых и жидких веществ - примесей, находящихся, например, в воздухе.
Образование электрически заряженных частиц в газообразных диэлектриках вызывается ионизацией газа внешними источниками энергии (внешними ионизаторами): космическими и солнечными лучами, радиоактивными излучениями Земли и др.
Электропроводимость газов зависит главным образом от степени их ионизации, которая может быть осуществлена различными способами. В основном ионизация газов осуществляется в результате отщепления электронов от нейтральной молекулы газа.
Выделившийся из молекулы газа электрон перемешается в междумолекулярном пространстве газа, и здесь в зависимости от рода газа он может сохранить относительно долго "самостоятельность" своего движения (например, в таких газах, кик водород H2, азот N2) или, наоборот, быстро проникнуть в нейтральную молекулу, превратив ее в отрицательный ион (например, в кислороде).
Наибольший эффект ионизации газов достигается путем облучения их рентгеновыми, катодными лучами или лучами, испускаемыми радиоактивными веществами.
Атмосферный воздух летом весьма интенсивно ионизируется под влиянием солнечных лучей. Влага, находящаяся в воздухе, конденсируется на его ионах, образуя мельчайшие капельки воды, заряженные электричеством. В конечном итоге из отдельных электрически заряженных капелек воды образуются грозовые тучи, сопровождаемые молниями, т. с. электрическими разрядами атмосферного электричества.
Процесс ионизации газа внешними ионизаторами заключается в том, что они сообщают часть энергии атомам газа. При этом валентные электроны приобретают дополнительную энергию и отделяются от своих атомов, которые превращаются в положительно заряженные частицы - положительные ионы.
Образовавшиеся свободные электроны могут длительно сохранять самостоятельность движения в газе (например, в водороде, азоте) или через некоторое время они присоединяются к электрически нейтральным атомам и молекулам газа, превращая их в отрицательно заряженные ионы.
Появление электрически заряженных частиц в газе может быть также вызвано выходом электронов с поверхности металлических электродов при их нагревании или воздействии на них лучистой энергии. Находясь в беспорядочном тепловом движении, некоторая часть противоположно заряженных (электронов) и положительно заряженных (ионов) частиц воссоединяется друг с другом и образует электрически нейтральные атомы и молекулы газа. Этот процесс называется восстановлением или рекомбинацией.
Если между металлическими электродами (диски, шары) заключить какой-то объем газа, то при приложении к электродам электрического напряжения на заряженные частицы в газе будут действовать электрические силы - напряженности электрического поля.
Под действием этих сил электроны у и ионы будут перемещаться от одного электрода к другому, создавая электрический ток в газе.
Ток в газе будет тем больше, чем разного диэлектрика больше заряженных частиц образуется в нем в единицу времени и чем большую скорость приобретают они под действием сил электрического поля.
Ясно, что с повышением напряжения, приложенного к данному объему газа, электрические силы, действующие на электроны и ионы, увеличиваются. При этом скорость заряженных частиц, а следовательно, и ток в газе возрастают.
Изменение величины тока в зависимости от напряжения, приложенного к объему газа, выражается графически в виде кривой, называемой вольтамперной характеристикой.
Вольтамперная характеристика показывает, что в области слабых электрических полей, когда электрические силы, действующие на заряженные частицы, относительно невелики (область I на графике), ток в газе возрастает пропорционально величине приложенного напряжения. В этой области изменение тока происходит согласно закону Ома.
С дальнейшим ростом напряжения (область II) пропорциональность между током и напряжением нарушается. В этой области ток проводимости не зависит от напряжения. Здесь происходит накопление энергии заряженными частицами газа - электронами и ионами.
С дальнейшим же повышением напряжения (область III) скорость заряженных частиц резко возрастает, вследствие чего происходят частые соударения их с нейтральными частицами газа. При этих упругих соударениях электроны и ионы передают часть накопленной ими энергии нейтральным частицам газа. В результате электроны отделяются от своих атомов. При этом образуются новые электрически заряженные частицы: свободные электроны и ионы.
Ввиду того что летящие заряженные частицы соударяются с атомами и молекулами газа очень часто, образование новых электрически заряженных частиц происходит весьма интенсивно. Этот процесс называется ударной ионизацией газа.
В области ударной ионизации (область III на рисунке) ток в газе интенсивно возрастает при малейшем повышении напряжения. Процесс ударной ионизации в газообразных диэлектриках сопровождается резким уменьшением величины удельного объемного сопротивления газа и возрастанием тангенса угла диэлектрических потерь.
Естественно, что газообразные диэлектрики могут использоваться при напряжениях, меньших тех значений, при которых возникает процесс ударной ионизации. В этом случае газы являются очень хорошими диэлектриками, у которых удельное объемное сопротивление очень велико (1020 омх см), а тангенс угла диэлектрических потерь очень мал (tgδ ≈ 10-6). Поэтому газы, в частности воздух, используются в качестве диэлектриков в образцовых конденсаторах, газонаполненных кабелях и высоковольтных выключателях.
Роль газа ка диэлектрика в электроизоляционных конструкциях
В любой изоляционной конструкции в качестве элемента изоляции присутствует в той или иной мере воздух или какой-либо иной газ. Провода воздушных линий (ВЛ), шины распределительных устройств, выводы трансформаторов и различных аппаратов высокого напряжения отделены друг от друга промежутками, единственной изолирующей средой в которых является воздух.
Нарушение электрической прочности таких конструкций может произойти как путем пробоя диэлектрика, из которого изготовлены изоляторы, так и в результате разряда в воздухе или вдоль поверхности диэлектрика.
В отличие от пробоя изолятора, который приводит к полному выходу его из строя, разряд вдоль поверхности обычно повреждением не сопровождается. Следовательно, если изоляционную конструкцию выполнить таким образом, чтобы напряжение перекрытия по поверхности или разрядные напряжения в воздухе были меньше пробивных напряжений изоляторов, то фактическая электрическая прочность таких конструкций будет определяться электрической прочностью воздуха.
В указанных выше случаях воздух имеет значение как естественная газовая среда, в которой находятся изоляционные конструкции. Наряду с этим воздух или иной газ часто применяется в качестве одного из основных изоляционных материалов при выполнении изоляции кабелей, конденсаторов, трансформаторов и других электрических аппаратов.
Для обеспечения надежной и безаварийной работы изоляционных конструкций необходимо знать, как влияют на электрическую прочность газа различные факторы, такие, как форма и длительность действия напряжения, температура и давление газа, характер электрического поля и т. п.
Смотрите по этой теме: Виды электрического разряда в газах
Понятие электрического разряда в газах включает все случаи перемещения в газах под действием электрического поля заряженных частиц (электронов и ионов), возникших в результате ионизационных процессов. Обязательным условием возникновения разряда в газах является наличие в нем свободных зарядов — электронов и ионов.
Газ, состоящий только из нейтральных молекул, совершенно не проводит электрического тока, т. е. является идеальным диэлектриком. В реальных условиях за счет воздействия естественных ионизаторов (ультрафиолетовое излучение Солнца, космические лучи, радиоактивное излучение Земли и т. п.) в газе всегда имеется некоторое количество свободных зарядов — ионов и электронов, которые сообщают ему определенную электропроводность.
Мощность естественных ионизаторов очень мала: в результате их воздействия в воздухе ежесекундно образуется около одной пары зарядов в каждом кубическом сантиметре, что соответствует приращению объемной плотности зарядов ро=1,6-19 Кл/(см3 х с). Такое же количество зарядов подвергается ежесекундно рекомбинации. Числе зарядов в 1 см3 воздуха при этом остается постоянным и равным 500—1000 парам ионов.
Таким образом, если к пластинам плоского воздушного конденсатора с расстоянием S между электродами приложить напряжение, то в цепи установится ток, плотность которого J=2poS = 3,2х10-19 S А/см2.
Применение искусственных ионизаторов во много раз увеличивает плотность тока в газе. Например, при освещении газового промежутка ртутно-кварцевой лампой плотность тока в газе возрастает до 10 - 12 А/см2, при наличии искрового разряда вблизи ионизируемого объема создаются токи порядка 10-10 А/см2 и т. д.
Рассмотрим зависимость тока, проходящего через газовый промежуток с однородным электрическим полем, от величины приложенного напряжения (рис. 1).
Вначале по мере увеличения напряжения ток в промежутке возрастает за счет того, что все большее количество зарядов попадает под действием электрического поля на электроды (участок OA). На участке АВ ток практически не меняется, так как все образующиеся за счет внешних ионизаторов заряды попадают на электроды. Величина тока насыщения Is определяется интенсивностью воздействующего на промежуток ионизатора.
При дальнейшем увеличении напряжения ток резко возрастает (участок ВС), что свидетельствует об интенсивном развитии процессов ионизации газа под действием электрического поля. При напряжении U0 происходит резкое увеличение тока в промежутке, который при этом теряет свойства диэлектрика и превращается в проводник.
Явление, при котором между электродами газового промежутка возникает канал высокой проводимости, называют электрическим пробоем (пробой в газе часто называют электрическим разрядом, имея в виду весь процесс образования пробоя).
Электрический разряд, соответствующий участку ОАВС характеристики, называют несамостоятельным, так как на этом участке ток в газовом промежутке определяется интенсивностью воздействующего ионизатора. Разряд на участке после точки С называют самостоятельным, так как ток разряда на этом участке зависит только от параметров самой электрической цепи (ее сопротивления и мощности источника питания) и для его поддержания не требуется образования заряженных частиц за счет внешних ионизаторов. Напряжение Uo при котором начинается самостоятельный разряд, называют начальным напряжением.
Формы самостоятельного разряда в газах в зависимости от условий, в которых протекает разряд, могут быть различными.
При малых давлениях, когда из-за небольшого числа молекул газа в единице объема промежуток не может приобрести большую проводимость, возникает тлеющий разряд. Плотность тока при тлеющем разряде невелика (1—5 мА/см2), разряд охватывает все пространство между электродами.
При давлениях газа, близких к атмосферному и выше, в случае, если мощность источника питания невелика или напряжение прикладывается к промежутку на короткое время, имеет место искровой разряд. Примером искрового разряда является разряд в виде молнии. При длительном действии напряжения искровой разряд имеет вид искр, последовательно возникающих между электродами.
В случае значительной мощности источника питания искровой разряд переходит в дуговой, при котором через промежуток может протекать ток, достигающий сотен и тысяч ампер. Такой ток способствует разогреву канала разряда, увеличению его проводимости, и в результате происходит дальнейшее увеличение тока. Так как этот процесс требует для своего завершения некоторого времени, то при кратковременном приложении напряжения искровой разряд в дуговой не переходит.
В резконеоднородных полях самостоятельный разряд начинается всегда в виде коронного разряда, который развивается только в той части газового промежутка, где напряженность поля наиболее высока (около острых краев электродов). При коронном разряде между электродами не возникает сквозного канала высокой проводимости, т. е. промежуток сохраняет свои изолирующие свойства. При дальнейшем увеличении приложенного напряжения коронный разряд переходит в искровой или дуговой.
Коронный разряд — вид стационарного электрического разряда в газе достаточной плотности, возникающего в сильном неоднородном электрическом поле. Ионизация и возбуждение нейтральных частиц газа лавинами электронов локализованы в ограниченной зоне (чехол короны или зона ионизации) сильного электрического поля вблизи электрода с малым радиусом кривизны. Бледноголубое или фиолетовое свечение газа в зоне ионизации по аналогии с ореолом солнечной короны дало повод к названию данного вида разряда.
Помимо излучения в видимой, ультрафиолетовой (главным образом), а также в более коротковолновой частях спектра, коронный разряд сопровождается движением частиц газа от коронирующего электрода — т. н. «электрическим ветром», шелестящим шумом, иногда радиоизлучением, химия, реакциями (например, образованием озона и окислов азота воздуха).
Закономерности возникновения электрического разряда в различных газах одинаковы, разница заключается в значениях коэффициентов, характеризующих процесс.
Добавлено спустя 24 минуты 54 секунды:Re: Последствия 1986 г. Загрязнение Америцием 241. Наше время.О мерах предосторожности "как после работы хочется покушать".
Проведённые 16.07.2021 года замеры артериального давления и пульса, после значительных умственных и умеренных физических нагрузок, но при высокой температуре окружающей природной среды (+33 градуса Цельсия):
1. В состоянии умеренной физической усталости давление 128 на 73, пульс 69 ударов в минуту.
2. После принятия пищи: 1 тарелка красного борща (объём до 1 литра), 1 головка лука (до 100 грамм), 3 зубка чеснока (50-70 грамм), 3 куска хлеба (до 200 грамм): давление 126 на 76, пульс 149 ударов в минуту.
3. Спустя 1 час отдыха (сна) после принятия пищи: давление 119 на 76, пульс 72 удара в минуту.
В этот день до и после указанного приема пища каких-либо лекарственных средств я не принимал.
Свежий лук и чеснок (а также их синергетическое сочетание) могут провоцировать рост артериального давления, тахикардию, аритмию, также в сочетании с горячей пищей.
Может и глупо писать о этом, но, с точки зрения радиационной экологии, правил безопасности и охраны труда, даже такие "мелочи", как пища и режим труда и отдыха могут иметь существенное значение для жизнедеятельности человеческого организма.
Теперь для общего развития взял на работу книжку "Прописывание, несовместимость и побочные действия лекарственных средств", Я. Б. Максимович, А. И. Гайденко, Киев, "Здоровье", 1988, - буду читать в свободное от работы время, потому, что после работы чтение и восприятие научной информации становиться работой, за которую дополнительный отдых не предусмотрен.
Автор текста радиоэколог, медицинский психолог.