Solía ​​hacer mantenimiento periódico en un sistema detector de partículas de bajo nivel de potencia. Su circuito incluía una resistencia de un millón de megaohmios . Estaba en un ladrillo sólido sellado hecho quizás de baquelita , aproximadamente 4 "x2" x0.5 ". Quiero decir, ¿no hay menos resistencia entre usted y yo en este momento? ¿Cómo fue eso algo útil?

/ editar agregar 2016.12.13

Parece que he estado jugando un juego tonto sin querer, sin decir para qué era este equipo. Como todos los manuales de tecnología estaban marcados como clasificados, me sentí incómodo al decir cuál era el equipo. Esos manuales tienen ahora más de 55 años. Además, cualquiera podría haberse vinculado desde mi perfil, haber ido a mi sitio y haber visto mi currículum. Esto demostraría que yo era un operador de reactor en un submarino nuclear. La información, al menos en general, es extremadamente improbable que todavía se clasifique, y mi carrera nunca lo ha sido. Entonces, he decidido decirlo.

Estoy hablando del sistema detector de neutrones de bajo nivel de potencia en mi submarino. Estaba activo mientras el reactor estaba apagado. Apagamos esto durante el arranque y lo volvemos a encender al final del apagado. También teníamos un sistema de detección de rango intermedio separado (utilizado durante los arranques y paradas), y un sistema de detección de alta potencia utilizado durante la operación.

Lo siento si esta falta de información fue frustrante para la gente. Fue frustrante para mí, sentir que estaba hablando de cosas que debería decir.

El tipo de detector era un detector de neutrones de rango 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 a presión 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 mircosegundos) del nivel de potencia del núcleo. Por nivel de potencia, me refiero al nivel de potencia nuclear. Cuando las fracciones de uranio, 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 corriente y desarrollar un voltaje. La razón por la que estaba encerrada en baquelita era porque tenía un alto potencial de voltaje. La cámara BF3 o B10 requería un voltaje de polarización de 1500-3000 Vcc para operar en la región proporcional. Por lo general, el voltaje de polarización es de 2500 V CC. Los pulsos de neutrones de este tipo de detector son del orden de aproximadamente 0,1 picocolumb (pC). La corriente es de culombios por segundo. Un pulso de 0.1 pC a través de una resistencia de 1 T ohm producirá un voltaje de 100 mV. Este voltaje puede entonces amplificarse y contarse. Dado que los pulsos debidos a los neutrones son más grandes que los pulsos debido 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 corriente de fuga puede enmascarar las señales de neutrones y contribuir con un error a 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 lateral alta. La corriente tarda varias horas en estabilizarse. Caminar o incluso renunciar a su mano sobre el equipo afecta la medición. Dado que la resistencia de 1 millón, millones 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.

Solía ​​hacer 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 por segundo, la corriente será 1.60217662 × ^10-16 amperios.

$^{12}$

La tabla a continuación da una idea sobre el valor de 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 del colector de haz de iones, pero ¿tal vez su máquina tuvo algo más que ver con el conteo de fotones?

$\Omega$$\Omega$

$\Omega$ resistencia de a tierra caería a menos de 25mV, lo cual no es tan malo.

Por supuesto, todo tiene que ser 'justo' para obtener ese nivel de fuga, no se trata solo de juntar todo en 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 de Johnson-Nyquist en una resistencia de alto valor, 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 aproximadamente 60 electrones por segundo (sin embargo, la especificación de corriente de polarización no es espectacular).

Las otras respuestas han explicado el uso de la resistencia en el circuito, pero esta parte sigue sin respuesta:

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

Supongamos que estamos separados 1 metro (en lugar de la mitad del mundo) uno del otro. Hay dos caminos para la corriente entre nosotros:

1. A través del aire . La resistencia del aire para un volumen de 2x0.5x1 metros es aproximadamente 10 ¹⁶ ohmios.
2. A través de la superficie del piso, lo que podemos suponer es relativamente similar a la superficie de PCB . Aquí es donde se hace la diferencia: dependiendo de qué tan limpia esté la superficie, su resistencia para una distancia de 1 metro puede variar de 10 ⁹ ohmios a 10 ¹⁷ ohmios.

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

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 lo que, si se mide la corriente, 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 el espacio galáctico que podría tener intervalos muy largos. El campo E de fondo debe anularse, mientras que la acumulación de carga puede ocurrir durante un largo intervalo para eventos.

O considere el diseño de monitoreo de 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 levante lentamente de las partículas de polvo que se mueven en el piso por el movimiento de los operadores que usan botines de sala limpia con suelas pegajosas sobre sus calcetines puede ser dañino incluso si usan correas de curación / puntera en los pisos que se disipan.

Si tiene cero 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 E pueden dañar una oblea por contaminación iónica y descarga ESD.

como con cualquier cosa, el lema de los ingenieros de pruebas es ...

Si no puede medirlo, no puede controlarlo.

Quizás ya comprenda que se necesita una respuesta de frecuencia muy baja o una constante de tiempo muy larga con una velocidad de descarga controlada con una resistencia muy grande.

No todos los sensores de campo electrónico, fotones, electrones o positrones son de 1pF y pueden ser más grandes o más pequeños, ya que existen muchas aplicaciones diferentes para el voltaje de carga estática o la detección de campos E con cambios de muy baja frecuencia. Solo podemos especular para qué se utiliza ESTE detector.

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

Sabemos que el acoplamiento de voltaje de los campos E de la capacitancia en derivación de la serie al sensor se transforma como un divisor de voltaje resistivo, excepto como un divisor de voltaje capacitivo. Por lo tanto, cuanto menor es la capacidad del detector, mejor para una baja atenuación.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

'PERDÓNAME, MIENTRAS SIENTO EL CIELO

$(10^{16} \ Ω)$

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