UWAGA ::: Zanim zaczniesz przeglądać treść strony przeczytaj -> disclaimer ::: UWAGA

   

Przyrządy do pomiaru promieniowania

   Przy doświadczeniach z promieniowaniem X miałem okazję (i konieczność) pobawienia się kilkoma różnymi miernikami promieniowania jonizującego. Wszystkie poza jednym z POLARON-ów kupiłem na aukcjach internetowych, ich ceny wahają się w dużym przedziale w zależności od chwilowego popytu na taki sprzęt. Dzięki temu cierpliwie obserwując sytuację w serwisie aukcyjnym można tanio kupić taki miernik, pobawić się, a następnie sprzedać go, z odrobiną szczęścia zarabiając przy tym na zakup następnego :) Wszystkie urządzenia przedstawione tutaj, z wyjątkiem ostatniego, działają na zasadzie licznika Geigera-Müllera.

geiger counter dosimeter

   Poniżej zdjęcia, schematy i moje uwagi na temat tych przyrządów.

  • BIEA
  • GORIN
  • RKSB-104
  • POLARON-PRIPYAT
  • ANRI-01 SOSNA
  • SIM-03
  • GRYF-1
  • DP-66 i DP-66M
  • D-08

      Dozymetr BIEA

    biea bella biella         biea bella biella

    SCHEMAT IDEOWY

       Dozymetr BIEŁŁA (lub BELLA, zależy jak się przeczyta) to prosty w budowie i dość popularny dozymetr osobisty. Jako czujnik promieniowania wykorzystana jest tuba geigera SBM-20. Pomiar natężenia promieniowania sprowadza się do zliczenia impulsów z licznika w okresie 40 sekund. Nie ma tutaj żadnych wyszukanych funkcji, do dyspozycji mamy tylko włącznik zasilania i włącznik głośniczka, który pika przy każdym impulsie z czujnika. Jest to jeden z najtańszych dostępnych obecnie u nas dozymetrów.
       Dozymetr ten umożliwia pomiar promieniowania gamma o energii >0,1MeV w zakresie 0,01-100 uSv/h. Nie mierzy on promieniowania beta, po otwarciu obudowy widać nawiniętą na stałe na czujnik osłonę zatrzymującą promieniowanie beta (mogłoby ono zakłócać pomiar promieniowania gamma). Do celów pomiaru promieniowania X zdjąłem tą osłonę, co znacznie zwiększyło czułość dozymetru na miękkie promieniowanie.

      Dozymetr GORIN

    rksb-104 rkcb-104     rksb-104 rkcb-104

    SCHEMAT IDEOWY

       To jest już bardziej rozbudowany dozymetr. Mierzy natężenie promieniowania gamma i beta w dwóch zakresach, z dokładnością do 1 i 10 nSv/h. Przełączenie zakresu na wyższy powoduje po prostu 10-krotne wydłużenie czasu pomiaru :) Ten dozymetr jest wyposażony w dwie połączone równolegle tuby geigera (SBM-20), dzięki czemu jest bardziej dokładny i mniej podatny na zakłócenia. Z tyłu posiada klapkę, w którą wmontowana jest osłona przed promieniowaniem beta (do pomiaru tego promieniowania trzeba zdjęć klapkę).
       Miernik może pełnić dwie funkcje: pomiar aktywności izotopów lub alarm o programowalnej wartości progowej. Pomiar aktywności to zliczanie impulsów z czujnika przez odpowiedni okres czasu (dla dwóch zakresów odpowiednio około 25 i 250 sekund), zakończenie pomiaru sygnalizowane jest dźwiękowo. Funkcja alarmu polega na zliczaniu impulsów w takich samych okresach czasu jak napisałem przed chwilą, z tą różnicą, że po upływie tego czasu licznik jest od razu resetowany i zlicza od nowa. Gdy wartość licznika przekroczy zaprogramowaną wartość włącza się alarm dźwiękowy.
       Z tyłu dozymetru, pod klapką, znajduje się osiem mikroprzełączników (widoczne na trzecim zdjęciu). Nie rozumiem do końca rosyjskiej instrukcji, ale udało mi się doświadczalnie ustalić co które z tych przełączników robią. Ustawienie pierwszych trzech wpływa na czas pomiaru, służą prawdopodobnie do ustalania wartości i rodzaju promieniowania jakie chcemy mierzyć. Czwarty od góry przełącznik po prostu odłącza zasilanie przetwornicy dostarczającej wysokie napięcie do czujnika (odczytałem to ze schematu). Nie wiem w jakim celu jest zrobiona taka funkcja, przecież to blokuje pracę całego urządzenia. Może chodzi o zachowanie wyniku pomiaru? Cztery ostatnie przełączniki służą do ustawiania progu alarmu, liczbę ustawia się w systemie binarnym, na zdjęciu widać który przełącznik za jaką wartość odpowiada. Czyli przy włączonych pierwszych trzech z tych czterech przełączników mamy wartość alarmu 100+200+400=700 impulsów. Będzie to wartość 7 lub 0,7 uSv/h zależnie od ustawienia przełącznika zakresu. Niestety GORIN ma jedną, moim zdaniem istotną wadę - nie ma funkcji "pikania" głośniczkiem z każdym impulsem z czujnika. Przez to, żeby zauważyć od razu wzrost natężenia promieniowania (np. przy włączaniu lampy rentgenowskiej) trzeba cały czas obserwować wyświetlacz.

       Poniżej zdjęcia przedstawiające ten dozymetr po zdjęciu obudowy.

           

      Dozymetr RKSB-104

           

    SCHEMAT IDEOWY

       Ten dozymetr to dokładnie to samo co opisany wyżej GORIN, tylko podpisany inaczej. W związku z tym nie ma tutaj nic do dodania :) Schemat z instrukcji różni się chyba tylko rozmieszczeniem graficznym elementów.

      Dozymetr POLARON-PRIPYAT

    polaron pripyat     polaron pripyat

    SCHEMAT IDEOWY

       Jest to dozymetr podobnej klasy co RKSB-104 i GORIN. Również ma dwie tuby geigera (tak samo SBM-20), zdejmowalną osłonę beta, mierzy promieniowanie gamma i beta oraz ma rozbudowane funkcje, jednak jest jedna zasadnicza różnica. W przeciwieństwie do powyższych dozymetrów ten nie liczy impulsów. Pomiar jest jakby uśredniany, impulsy z czujnika po uformowaniu ładują kondensator, a wynik pomiaru to napięcie na tym kondensatorze. Dzięki temu pomiar jest dużo szybszy. Przy stałym natężeniu promieniowania liczba na wyświetlaczu stabilizuje się dość szybko. Nie trzeba czekać kilkadziesiąt lub więcej sekund na dokończenie zliczania a wynik jest widoczny bez przerwy i aktualizowany co sekundę. Takie rozwiązanie jest dobre np. do pomiaru aktywności minerałów, gdy mamy do czynienia ze stabilnym promieniowaniem o znacznym w stosunku do tła natężeniu. Jednak ma też swoje wady, wynik pomiaru jest mniej dokładny przy małych natężeniach i dużo trudniej jest stwierdzić, czy przyrząd jest dobrze skalibrowany. W dozymetrach liczących właściwie jedyne co może się rozstroić to czas pomiaru, a ten można łatwo zmierzyć i ewentualnie skorygować. Za to ten dozymetr ma możliwość sygnalizowania impulsów głośniczkiem, czego w GORIN-ie brakuje :)
       Poniżej filmik z tymi dwoma dozymetrami, na którym widać różnicę w metodzie pomiaru i jej skutki przy odczycie. Na wyświetlaczu POLARON-a wartość rośnie, a po zaniku promieniowania powoli maleje, natomiast GORIN po prostu liczy impulsy.

       Wielkości mierzone przez ten dozymetr to moc równoważnika dawki [Sv/h lub mR/h], natężenie strumienia beta [rozp./cm^2*min] oraz aktywność właściwa [Ci/kg], wszystkie w dwóch podzakresach. Zakres pomiaru promieniowania gamma tym dozymetrem wynosi 0,1-200uSv/h.

      Dozymetr ANRI-01 SOSNA

       

       Kolejny dozymetr to twór o nazwie ANRI-01 SOSNA. Posiada dwie rurki geigera i mierzy promieniowanie gamma oraz beta w jednym zakresie - do 100uSv/h (tak samo jak biełła). Czas pomiaru to około 20s, pomiar rozpoczyna się nie w momencie włączenia zasilania a po wciśnięciu środkowego przycisku. Zakończyć zliczanie przed czasem można wciskając przycisk STOP. Dozymetr ten wydaje z siebie piknięcia, ale nie z każdym zliczonym impulsem jak to zazwyczaj bywa tylko co 10 impulsów. Drugim trybem pracy jest pomiar dawki, czyli po prostu zliczanie impulsów bez ograniczenia czasowego. W tym trybie głośniczek jest wyłączony. Osłona promieniowania beta jest zrobiona w postaci metalowej klapki z tyłu urządzenia, co widać na jednym ze zdjęć.
       Poniżej filmik pokazujący pracę "sosny". Źródłem promieniowania jest kawałek blendy uranowej, zawierającej tlenek uranu. Pomiar jest dokonywany z zamkniętą osłoną, więc mierzone jest tylko promieniowanie gamma.

      SIM-03

       

       Jest to prosty sygnalizator, alarmujący użytkownika gdy natężenie promieniowania przekroczy zadany próg. Z wyglądu do złudzenia przypomina stare, "ruskie" radio kieszonkowe :) Próg natężenia ustala się w zakresie 0,6-32 uSv/h za pomocą przełącznika i potencjometru. Przekroczenie progu jest sygnalizowane dźwiękowo przerywanym piskiem. Dodatkowo im większe jest natężenie promieniowania (ponad ustawionym progiem) tym wyższa jest częstotliwość przerywania dźwięku. Niestety nie mam instrukcji do tego urządzenia, właściwie możliwe, że w ogóle takiej nie było, bo na obudowie jest napisane co się z tym robi.

      GRYF-1

       

       GRYF-1 to coś pomiędzy sygnalizatorem SIM-03 a Biełłą. Jest wyposażony w pikający głośniczek i malutki jednocyfrowy wyświetlacz 7-segmentowy LED. Po wciśnięciu przycisku wyświetlacz się zapala (normalnie jest wygaszony, pewnie w imię oszczędności baterii) i zaczyna się zliczanie impulsów. Liczba wyświetlana zwiększa się o 1 co cztery impulsy z czujnika. Czas pomiaru trwa około 10s po czym gaśnie kropka na wyświetlaczu i przestaje on liczyć. Jeśli w tym czasie liczba przekroczy 9 to zapala się większa dioda obok wyświetlacza. Liczba wyświetlana po dokonaniu pomiaru na pewno przelicza się na natężenie promieniowania ale nie wiem jak, bo nie mam żadnej instrukcji od tego przyrządu. Mogę się tylko domyślać - biełła (z takim samym czujnikiem promieniowania) liczy impulsy 40 sekund i zliczona liczba wyraża natężenie promieniowania w dziesiątkach nSv/h, więc skoro GRYF-1 zlicza co czwarty impuls w czasie 4x krótszym to wyświetlaną cyfrę należy przemnożyć przez 0,16 aby uzyskać natężenie w uSv/h. W każdym razie ten przyrząd raczej służy do detekcji i sygnalizacji promieniowania niż do rzetelnego pomiaru.

      Rentgenometry DP-66 oraz DP-66M

    SCHEMAT IDEOWY

       Te dwa mierniki to polskie, wojskowe rentgenometry wyprodukowane w latach 1960-1970. DP-66M (na zdjęciu po prawej) to nieco ulepszony zastępca DP-66, nie różnią się zbyt wiele ale mają np. inną konstrukcję sondy pomiarowej. Nie wiem dlaczego DP-66M nie ma pod wskazówką skali do pomiaru promieniowania beta, chociaż wyraźnie jest przystosowany do pomiaru również tego promieniowania. Te dwa modele różnią się też opakowaniem - DP-66M ma mniejszą walizkę co widać na prawym zdjęciu poniżej.

       W skład wyposażenia wchodzi skrzynka, instrukcja obsługi i serwisowania, skórzany futerał z paskami, kontrolne źródło promieniowania, słuchawka, narzędzia i części zamienne, teleskopowe ramię do przedłużenia sondy oraz przejściówka do zasilania z zewnętrznego źródła (normalnie przyrząd zasilany jest dwoma bateriami R20). Wielką zaletą tych rentgenometrów jest ogromny zakres pomiarowy: 0,1mR/h do 200R/h. Jak na wojskowy sprzęt są bardzo czułe, wykrywają nawet promieniowanie tła (jest to natężenie około 0,2uSv/h, widać drgnięcia wskazówki i słychać tykanie w słuchawce), jednak nadają się też do pomiaru bardzo dużych natężeń, nawet 10000 razy większych niż górne granice zakresów dozymetrów opisanych wyżej! Taki szeroki zakres uzyskano dzięki zastosowaniu trzech różnych czujników promieniowania zawartych w obudowie sondy. Jeden z nich (najczulszy) to ... SBM-20 :)
       Poniżej zdjęcia przedstawiające sondy pomiarowe, po lewej z zamkniętą a po prawej z otwartą osłoną blokującą promieniowanie beta. Sonda górna to DP-66M, dolna to DP-66.

       Na lewym zdjęciu poniżej widać wnętrze rentgenometru DP-66. Ta szara rura w górnej części to miejsce na baterie, niżej widać sześć topornych potencjometrów do kalibracji. Tak właśnie wyglądał profesjonalny sprzęt w tamtych latach :)

       Na prawym zdjęciu dwa kontrolne źródła promieniowania (górne od DP-66 a dolne od DP-66M). Jest to emitujący promieniowanie beta izotop strontu Sr-90, w czasie świetności tych przyrządów źródła te miały aktywność 10uCi. Czas połowicznego rozpadu tego izotopu to około 28 lat, więc teraz mają aktywność na poziomie 5uCi. Promieniowanie beta to strumień elektronów, więc można łatwo je kontrolować - nie jest tak przenikliwe jak gamma. Te źródła promieniowania wyposażone są w odpowiednią "klapkę", po zamknięciu której promieniowanie nie wydostaje się na zewnątrz. Dzięki temu taki izotop, trzymany dodatkowo z dala od ludzi, jest całkowicie bezpieczny.
       Poniższy filmik prezentuje reakcję dozymetru GORIN na jedno z tych źródeł promieniowania :)

      Rentgenometr D-08

    SCHEMAT IDEOWY

       Jest to toporny rentgenometr zupełnie nieczuły na małe natężenia promieniowania. Do kontroli bezpieczeństwa przy zabawie z promieniowaniem X zupełnie się nie nadaje, niestety dowiedziałem się o tym dopiero po jego zakupie (był to pierwszy sprzęt tego typu jaki nabyłem) :P Na szczęście udało mi się go sprzedać bez ponoszenia żadnych strat finansowych (ach, to cudowne allegro). Rentgenometr ten mierzy promieniowanie za pomocą powietrznej komory jonizacyjnej a nie licznika Geigera. Prąd jest wzmacniany przy pomocy lampy elektronowej a następnie mierzony miernikiem wychyłowym. Ten sprzęt ma bardzo duży błąd pomiaru, właściwie trzeba go kalibrować przed każdym użyciem. Dodatkowo do zasilania wymaga jakichś dziwnych wysokonapięciowych baterii (chyba, że jest nowszym modelem wyposażonym w przystawkę z przetwornicą). Obecnie jego zastosowanie nie ma w ogóle sensu, zwłaszcza do detekcji promieniowania X, więc nie radzę go kupować (no, chyba ze w celach kolekcjonerskich) :)

       Poniżej zdjęcia komory jonizacyjnej i układu elektronicznego z lampą.

       








  • Webdesign ©2006 c4r0 ::: Contents ©2006-2015 c4r0