【氣象萬千】伽馬線報

● GM管探測伽馬輻射的原理就是當伽馬射線射入管內,令管內的氣體電離,過程中產生的氣體放電現會輸出脈衝電流信號。 影片截圖
● GM管探測伽馬輻射的原理就是當伽馬射線射入管內,令管內的氣體電離,過程中產生的氣體放電現會輸出脈衝電流信號。 影片截圖

  香港天文台最近開展了一個讓學校參加的「伽馬線報」先導計劃,到學校舉辦STEM工作坊,讓同學用實踐的方式去認識輻射。其實我們四周都有天然輻射,而輻射要用合適的儀器來測量,像高中的物理課也要學輻射。

  天文台和一些學校合作舉辦了Gamma Go「伽馬線報」工作坊。在工作坊中,同學會在「麵包板」上接駁一個簡單的電路,裝上探測輻射的GM管(蓋革·彌勒管),還有溫度、濕度、氣壓測量感應器,以及其他組件,再加上Arduino微型控制器裝嵌在一起,之後同學就可以利用製成品在校園遊走測量,數據會即時在「伽馬線報」的專有共享平台上顯示,之後天文台人員更會與同學分析量度到的數據。

  不說也不知道,原來地質、四周環境建設,還有天氣,例如有否下雨,都會影響一個地方的輻射水平。不同型號的輻射探測器,如果沒有經過校準,又或者校準的時候測量應用範圍不同,讀數都可能會有很大差異。

  至於GM管探測伽馬輻射的原理,則是一條密封的玻璃管,當連接了高壓電之後,中心那條鎢絲就會作為正極,緊貼在玻璃管內壁的導電性物料就作為負極。管內充滿着惰性氣體,例如氬氣、氦氣或氖氣。當伽馬射線射入管內,能量足以將氣體原子外的電子踢出來,即是令管內的氣體電離,帶負電的自由電子就會很快走到中心鎢絲的正極,而帶正電的離子就會走到管壁的負極,過程中發生很多粒子碰撞,繼續產生很多自由電子,在鎢絲和管壁之間就產生迅速的氣體放電現象,每放一次電就會輸出一個脈衝電流信號,這樣就能探測到電離輻射。

  ●香港天文台(本欄以天文台的網上氣象節目《氣象冷知識》向讀者簡介有趣的天氣現象。詳請可瀏覽天文台YouTube專頁:https://www.youtube.com/user/hkweather。 )