La El tipo de detector era un detector de neutrones de rango de fuente. Los detectores más comunes utilizados para este propósito son un contador proporcional BF3 o un contador proporcional B-10. Estos se utilizan en la mayoría de los reactores de agua presurizada para la detección de flujo de neutrones excore. No hay nada clasificado aquí. Esta es la instrumentación estándar de detección de neutrones. Los detectores se colocan fuera del núcleo y miden los neutrones térmicos que se escapan del núcleo. Esto produce una aproximación muy rápida (cientos de tiempo de respuesta de microsegundos) del nivel de potencia del núcleo. Por nivel de potencia, me refiero al nivel de energía nuclear. Cuando el uranio se fisiona, se producen dos neutrones en promedio. Al medir el número de neutrones, puede determinar si las reacciones nucleares están aumentando o disminuyendo e inferir la tasa de fisión.

Los detectores de rango de fuente se utilizan cuando el reactor se apaga o durante el arranque. Debido a la naturaleza de la construcción del detector, debe apagarse a altos niveles de potencia o se destruirá. A niveles de potencia más altos, hay demasiados neutrones para contar pulsos individuales y se utilizan otros métodos.

El propósito de la resistencia de gran valor es detectar la corriente y desarrollar un voltaje. La razón por la que estaba envuelto en baquelita era porque había un potencial de alto voltaje a través de él. La cámara BF3 o B10 requería un voltaje de polarización de 1500-3000 Vdc para operar en la región proporcional. Normalmente, la tensión de polarización es de 2500 V CC. Los pulsos de neutrones de este tipo de detector son del orden de aproximadamente 0,1 picocolombos (pC). La corriente es culombios por segundo. Un pulso de 0.1 pC a través de una resistencia de 1 T ohm producirá un voltaje de 100 mV. Luego, este voltaje se puede amplificar y contar.Dado que los pulsos debidos a neutrones son más grandes que los pulsos debidos a la radiación gamma de fondo, los pulsos de neutrones se distinguen de los gamma de fondo en función de la altura del pulso.

Es muy difícil medir 1 Tohm, pero esto generalmente se hace en estos detectores. Cualquier fuga de corriente puede enmascarar las señales de neutrones y contribuir a un error en la medición. Para medir un millón, un millón de ohmios, una fuente de alimentación de alto voltaje produce un voltaje de polarización a través del detector. Se conecta un amperímetro flotante en serie con el voltaje de polarización y se realiza una medición de corriente en el lado alto. La corriente tarda varias horas en estabilizarse. Caminar o incluso mover la mano sobre el equipo afecta la medición. Dado que la resistencia de 1 millón, millón de ohmios se puede lograr usando una cámara y un cableado de unas pocas pulgadas de diámetro, estimaría que la resistencia entre ustedes es sustancialmente mayor.

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• ¡¡Guau !! Es ‘ asombroso el tipo de respuesta detallada y de calidad que uno puede obtener si no ‘ t trata de ocultar información. Gracias, usuario. Había olvidado muchos de los detalles porque habían pasado más de 35 años desde que trabajé con estas cosas.

Solía hacer un mantenimiento periódico en un sistema detector de partículas de bajo nivel de potencia

Bueno, la carga en esas partículas podría ser la carga en un electrón (1.60217662 × 10 ^-19 coulombs) y si se recolectaran 1000 electrones cada segundo, la corriente sería 1.60217662 × 10 ^-16 amperios.

Ahora que todavía es muy pequeño, si tiene un amplificador de transimpedancia especializado con una resistencia de retroalimentación de 10 \ $ ^ {12} \ $ ohmios, generaría un voltaje nivel de señal de 1,60217662 × 10 ^-4 voltios o aproximadamente 0,16 mV. Eso es detectable como una señal.

La siguiente tabla da una idea sobre el valor de la resistencia necesario para producir 1 voltio para la corriente dada: –

Tenga en cuenta que 1 pA es aproximadamente 62 millones de electrones por segundo.

Estoy pensando en una espectrometría de masas de gas muy sensible aquí y en el circuito colector de haz de iones, pero ¿tal vez su máquina tenía algo más que ver con el conteo de fotones?

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• Yo ‘ supongo que estas resistencias exóticas solo estarían disponibles en tolerancias estrictas como +/- 0.001% o algo y costarían una fortuna. estaba en una maceta con un material similar a la baquelita, entonces tal vez el corte láser no estaba ‘ t disponible en ese momento.
• uh, bueno, usted ‘ de nada, Andy 🙂 confundido ¿No ‘ no esperaba una gratitud explícita por la edición no relacionada con el contenido? ! ¡Que tenga un hermoso día!
• Gracias por responder. Lamento ser vago, pero ‘ no sé cuánto puedo decir
• Acabo de leer sobre amplificadores de transimpedancia en Wikipedia. Dice que generalmente se implementaron mediante amplificadores operacionales. Nuestro equipo en general usó un buen número de ellos, por lo que es probable que sea lo que se estaba usando aquí.
• En una nota relacionada, hago espectrometría de masas de gases nobles como mi trabajo diario y el detector de Copa Faraday que usamos en un instrumento tiene una resistencia de 10 ^ 10 Ohm para su amplificador de transimpedancia. Un detector similar en otro instrumento similar que requiere mayor sensibilidad tiene una resistencia de 10 ^ 13 Ohm.

Es una resistencia de 1T \ $ \ Omega \ $, que está cerca del extremo superior de lo que suele ser útil incluso en rincones extraños de la electrónica. Puedes comprar dos 500G resistencias disponibles en Digikey y ponerlas en serie. Otros fabricantes ofrecen resistencias de 1T \ $ \ Omega \ $, tal vez incluso más altas. Ohmcraft en un momento ofreció resistencias impresas de un valor ridículamente alto, pero parece que se han reducido a más valores sensibles.

Un amplificador operacional Ib muy bajo podría tener una corriente de polarización de entrada garantizada de < 25fA, por lo que una resistencia de 1T \ $ \ Omega \ $ a tierra caería menos de 25 mV, lo cual no es tan malo.

Por supuesto que todo tiene que ser «justo» para obtener ese nivel de fuga, no es solo una cuestión de juntar todo un PCB barato. (Foto de Keysight).

Tenga en cuenta que incluso a 1fA (1mV a través de 1T) todavía hay bastantes electrones por segundo, más de 6.000 de los pequeños. También habrá mucho ruido Johnson-Nyquist en un resistor de ese valor alto, varios mV a temperatura ambiente en un ancho de banda de 1 kHz. Se afirma que el instrumento Keysight que se muestra arriba resuelve 0.01fA o alrededor de 60 electrones por segundo (aunque la especificación de corriente de polarización no es espectacular).

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• ¡El sistema de detección definitivamente no era barato! Tampoco había PCB disponibles. 🗿 Gracias por la información.
• Para ahorrarle una búsqueda: Keysight B2987A . Precio inicial: $ 11,241.

Las otras respuestas han explicado el uso de la resistencia en el circuito, pero esta parte aún no tiene respuesta:

Quiero decir, ¿no hay menos resistencia entre tú y yo en este momento?

Supongamos que estamos a 1 metro de distancia (en lugar de la mitad del camino alrededor del globo) el uno del otro. Hay dos caminos para la corriente entre nosotros:

1. A través del aire . La resistencia del aire para un volumen de 2×0.5×1 metros es de aproximadamente 10 ¹⁶ ohmios.
2. A través de la superficie del piso, que podemos asumir es relativamente similar a Superficie de PCB . Aquí es donde se marca la diferencia: dependiendo de qué tan limpia esté la superficie, su resistencia para una distancia de 1 metro puede variar desde 10 ⁹ ohmios hasta 10 ¹⁷ ohmios.

Así que la resistencia de aislamiento de más de 10 ¹² ohmios es ciertamente alcanzable, pero no un hecho. Cuando trabaje con ese dispositivo, probablemente debería evitar dejar sus huellas digitales en los aisladores.

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• No dejar huellas digitales es importante, pero una Un colega me dijo hace años que sin una limpieza especial de la resistencia de alto valor, el ajuste de un circuito para la medición de radiación no era posible.
• Siempre he asumido que la razón principal por la que la resistencia estaba encajada en ese ladrillo era específicamente para minimizar problemas potenciales con huellas dactilares, humedad, polvo, miradas realmente malas, etc.

La respuesta podría ser producir una constante de tiempo de fuga larga.

Ciertamente ha habido mucho interés en esta pregunta y muchas respuestas interesantes, pero ninguna parece explicar por qué se necesita una resistencia tan alta.

Pensamos en la corriente continua como el flujo constante de cargas por segundo [C / s] y, por lo tanto, no tiene espectro de frecuencia.

Pero, ¿qué pasa si la corriente mide ed, son solo pequeñas transferencias de carga que ocurren al ser transferidas desde un detector de muy baja capacitancia en intervalos de segundos, minutos u horas.

Incluso un paso en el campo E estático sin flujo de corriente o descargas aleatorias en espacio galáctico que puede tener intervalos muy largos. El campo E de fondo debe anularse mientras que la acumulación de carga puede ocurrir durante un intervalo largo para eventos.

O considere el diseño de monitorear campos E estáticos de alto voltaje que ahora son voltajes microscópicos en uniones de obleas de tamaño nanométrico en una línea de fabricación o procesamiento de obleas para el monitoreo en tiempo real de la prevención de ESD en una sala limpia con pistas de silicio capaces de descargar a 100 uV por nanómetro. Cualquier cambio en los campos E que se elevan lentamente debido a las partículas de polvo que se mueven en el piso debido al movimiento de los operadores que usan botines de sala limpia con suela pegajosa sobre sus calcetines puede ser dañino incluso si se usan correas para sanar / puntera en pisos disipados.

Si no tiene partículas de polvo, no puede haber acumulación de carga y viceversa en este entorno.

Tenga en cuenta que los desafíos de la fabricación de obleas y las pequeñas descargas estáticas de campo electrónico pueden dañar una oblea por contaminación iónica y ESD descarga.

Como con cualquier cosa, el lema de los ingenieros de pruebas es …

Si no puedes medirlo, no puedes controlarlo.

Quizás ya entiendas Se necesita una respuesta de frecuencia muy baja o una constante de tiempo muy larga con una tasa de descarga controlada con una resistencia muy grande.

No todos los sensores de campo electrónico, fotones, electrones o positrones tienen 1pF y pueden ser más grandes o más pequeños , ya que hay muchas aplicaciones diferentes para voltaje de carga estática o detección de campo E con cambios de frecuencia muy bajos. Solo podemos especular para qué se usa ESTE detector.

Por lo tanto, sugiero que esta resistencia es necesaria para cortar los campos E estáticos parásitos que son verdaderamente estáticos y no varían en el tiempo, de modo que durante el intervalo de tiempo más largo que T = RC, en un ambiente benigno, puede decaer a cero, mientras que los eventos que ocurren más rápido que esta constante de tiempo prolongada pueden acumularse como un voltaje de carga en un detector de sub-pF muy pequeño.

Sabemos que El acoplamiento de voltaje de los campos E de la serie a la capacitancia de derivación del sensor se transforma como un divisor de voltaje resistivo, excepto como un divisor de voltaje capacitivo. por lo que cuanto menor sea la capacitancia del detector, mejor para una baja atenuación.

^{simula este circuito – Esquema creado con CircuitLab}

«ESCÚSAME, MIENTRAS SIENTO EL SKY

El Keithley B2987A es notable porque puede medir resistencias de hasta 10 PΩ \ $ (10 ^ {16} \ Ω) \ $

Este es el probable TIA pero el amplificador no sería un OpAmp compensado interno convencional con un producto GBW de solo 1 ~ 10MHz. Para tener una alta ganancia para un < ~ 50MHz pulso

Comentarios

• Esta es una aplicación interesante para una resistencia muy alta. Nada de esto me suena familiar, pero no he trabajado en el equipo mencionado en el OP desde mediados a lat e-80. (El equipo probablemente se diseñó a finales de los 50 o principios de los 60). Dado que detectaba niveles bajos de potencia, es posible que haya sido necesaria una constante de tiempo prolongada. ¿Rechaza la idea de que 1 TΩ sea una resistencia de retroalimentación de un amplificador de transimpedancia? Siento que es más probable que responda en general: ¿para qué se pueden usar resistencias de valor tan alto?
• Tony, acabo de visitar su página de perfil. ¡Su gráfico compacto Unicode de caracteres EE copiables es genial! Lo gracioso fue que para mi comentario había hecho una búsqueda en Google para encontrar el carácter Ω. El tuyo hubiera sido mucho más fácil de encontrar. 😎
• Sí, puede usarse para ganar, pero la parte interesante es que la gran realimentación R implica un TIA de ancho de banda muy bajo. Mientras que para la detección de campo E o detección de carga pC, implica un corte muy bajo para HPF de banda ancha, que es más útil. Tendría que estar libre de contaminación por fuga en todas las superficies conductoras para lograr esto y potencialmente podría tener voltajes muy altos en kV o MV imponiendo un tamaño grande y también podría usarse para escalado de voltaje reductor de alto voltaje, pero generalmente los divisores de tapa son utilizado para divisores AC y R para DC. Por lo tanto, podría usarse para HVDC, que era popular a finales de los 60 ‘ s. © ®
• Este equipo de detección se ajusta a la factura para » muy bajo ancho de banda «. Mientras el sistema en general estaba encendido, este equipo de detección en particular se mantuvo apagado. Solo cuando el sistema se apagaba se encendía. Dejemos que los ‘ s lo llamen » fuera del medidor «. 🤖 El alto voltaje no fue un problema. ⚡️
• ¿Se usó con un detector de campo electrónico Tempest RF? para captar píxeles CRT al otro lado de la calle.