「电路分享」世界上最小的盖革计数器

它可能不是最小的，也不是真正的盖革计数器（没有盖革管，它不计数），但每当有足够能量的粒子撞击微型PIN光电二极管时，这个非常小的辐射探测器就会闪烁LED。这个小型探测器用一个2磁共振源（使用一个旧的沉降掩体盖革计数器和测试源作为参考）每秒发出1个脉冲。这种灵敏度足以确定灯笼罩是放射性的还是矿物样品是铀。最重要的是，它的小尺寸使它不引人注意！一个典型的钍灯罩每两秒钟发出一次闪光。钍化的焊条大约每10秒闪烁一次，而弱凡士林玻璃大理石每45秒只进行一次计数，因此探测器对于较弱的光源变得不切实际。更大的PIN二极管是提高灵敏度的最简单方法。

该电路设计为几乎不消耗电力，这样探测器就可以在没有电源开关的情况下长时间工作。当LED不闪烁时，总的电流消耗只有3uA，这使得wimpy型10A（30mA小时）的电池使用寿命超过一年。由于背景辐射，LED的随机闪烁可能会缩短寿命。普通的9伏矩形电池几乎不会受到影响。

当粒子撞击PIN二极管时，2N4417的栅极上会出现微小的正脉冲。这些脉冲被2N4117和MPSA18放大，并应用到双晶体管单稳态闪光灯上。2N4117通过选择源中的1兆欧电阻器进行偏置，使漏极至少比源高几伏。漏极是直流耦合到MPSA18，它应该有几伏从集电极到****极。因为第一个晶体管的临界电压很小，所以第一个脉冲很小。2N4401由两个串联的62兆欧电阻器和接地3兆欧的电阻器偏置，因此闪光器电路处于闪烁的边缘。如果3兆欧太大，LED将持续闪烁，如果3兆欧太小，电路将不灵敏。也可以使用其他高值电阻，但电阻值应远高于1兆欧，并且选择的比率应确保闪光灯容易被放大脉冲触发。当闪光灯没有点亮LED时，它不会消耗大量的电流，所以静态电流是由前两个放大器级产生的，只有大约3uA。

这个“盖革”计数器像盖革管探测器一样闪烁LED，LED和电阻器上连接的水晶耳机会发出咔哒声，就像盖革计数器一样，但检测机制明显不同。主要的不同点在于PIN二极管通常将整个粒子的能量转换成一个脉冲，因此脉冲高度可以用来确定粒子的初始能量。（我应该提到高能伽马射线可以穿过PIN二极管而不会损失所有能量。脉冲会很大，但不一定代表真正的能量。伽马射线探测器通常使用大块的材料来捕捉整个粒子。）复杂的探测器按振幅对脉冲进行分类，并可以确定是什么元素产生了脉冲，但这种简单的探测器只需寻找高于某个水平的脉冲。

必须遵守某些预防措施，以使一个工作单位。首先，PIN二极管对光非常敏感，必须保持在完全黑暗的环境中。我甚至有一个问题，光通过主体的发光二极管，即使它是安装在一个单独的隔间！我最终在PIN二极管的背面涂上了黑色的“液体胶带”，并添加了一个内部遮光罩。电路对电场也非常敏感，必须屏蔽。因为各种各样的原因，我决定用米诺克斯的相机做什么都不做！它不透光，但不提供电屏蔽。第一步是将PIN二极管粘在外壳的一端，并以薄铜电路板材料的形式添加内部屏蔽。可焊金属箔也可以。

这种施工技术可称为“瓶中之船”法。别开玩笑，这个小玩意的构造需要很多技巧！电池座是首先建造的，使用了一个AA电池支架的弹簧的一部分，另一端是一块PCB材料。印刷电路板材料形成了正连接，是通过用研磨切割轮在电路板中间蚀刻一块焊盘，并在隔离区域的中间钻一个孔来做红线。持有红色导线的焊料形成了电池的正极端子。一旦电池腔被制造出来，电路中的闪光器部分似乎可以安装在正上方的小空腔中。它做到了，只是勉强。这个位置看起来不错，因为光线可以通过LED主体进入。PIN光电二极管位于上图左侧，FET和MPSA18位于同一腔体中。没有显示的是黑色的“液体胶带”，我滴在光电二极管上，两条电线从闪光灯部分通过，以阻挡更多的光线。此外，还增加了一个电屏蔽，通过在电子设备上方添加一个金属板，用一根电线将其连接到地上，从而完全屏蔽电子设备。安装盖时，此护罩固定到位。这个放大器非常灵敏，PIN二极管的微小外露部分吸收电场。在电视机、电脑等产生的大电场附近，该装置将无法正常工作。

该电路说明了如何使用PIN二极管获得盖革计数器般的脉冲，更实用的封装安排将使结构更容易。我计划把这个秘密探测器带到沃尔玛和其他商店寻找放射性的灯笼罩、矿物质等。