Într-o zi, ministrul Finanțelor, palid ca moartea, a apărut la televizor și a spus:
Criza financiară nu ne va afecta. Deoarece. Vă spun sigur.
Populația, care știe multe despre declarațiile oficialilor, a înjurat în liniște și s-a dus să cumpere sare, chibrituri și zahăr.
M. Zhvanetsky Recent, subiectul viitorului al treilea război mondial a fost popular în mass-media americană (și nu numai). Unii chiar cred că va fi atomic ( exemplu tipic Statele Unite și Rusia se pregătesc pentru Ziua Apocalipsei
) și se va întâmpla în următoarele șase luni sau cam asa ceva. Dacă ați verificat deja trusa de prim ajutor, ați cumpărat cereale, săpun, sare, chibrituri și zahăr, atunci este timpul să vă gândiți la un atribut atât de important al întâlnirii Doomsday ca dozimetru. Circuitul dozimetrului propus se caracterizează printr-o sensibilitate ridicată și ușurință în fabricare datorită absenței necesității de a bobina un transformator de înaltă tensiune. De asemenea, avantajele designului includ utilizarea de piese utilizate pe scară largă și capacitatea de a lucra din diferite surse de energie (sper că toată lumea își amintește cum să facă baterii din cartofi), astfel încât repararea și operarea într-o lume post-apocaliptică nu va fi prea dificil.
*Intensimetru - dozimetrul densității fluxului energetic al particulelor ionizante.
Dozimetrul este construit pe patru contoare Geiger-Muller (denumite în continuare „tub” sau, nu în întregime, „contor”) - tuburi SBM-20 populare și accesibile. Când cumpărați, trebuie să acordați atenție datei de fabricație. Tubul este sensibil la la β și limitată α , și nu sunt sensibile la
- radiatii.
SBM-20 este realizat sub forma unui tub metalic ondulat cu pereți subțiri etanș, din care aerul este pompat, iar în schimb se adaugă un gaz inert la presiune scăzută, cu adăugarea unei impurități (Ne + Br 2 + Ar). ). Un fir subțire este întins de-a lungul axei tubului, iar un cilindru metalic este situat coaxial cu acesta. Atât tubul, cât și firul sunt electrozi: tubul este catodul, iar firul este anodul. Un minus de la o sursă de tensiune constantă este conectat la catod, iar un plus de la o sursă de tensiune constantă este conectat la anod printr-o rezistență constantă foarte mare. Când o particulă încărcată intră în contor, o anumită cantitate de gaz este ionizată și, sub influența tensiunii dintre catod și anod, ionii și electronii încep să se miște - un curent de scurtă durată apare în tub. Tensiunea de la anodul tubului scade pentru scurt timp - obținem un impuls inversat.
SBM-20 are contacte pentru conectarea la bază. Nu lipiți-le sub nicio circumstanță.. Pentru a conecta SBM-20, sunt potrivite contacte flexibile pentru o placă de circuit imprimat, proiectate pentru siguranțe tubulare cu un diametru de 6,3 mm.
Circuitele vechilor dozimetre ale armatei se bazează, în primul rând, pe cerințele de rezistență a echipamentului la efectele unui impuls electromagnetic de la o explozie nucleară din apropiere, alimentate cu baterii utilizate pe scară largă (două dimensiuni carbon-zinc sau alcaline D ( LR20)). Indicarea radioactivității - fie audibilă în căști, fie în căști și în același timp pe un microampermetru cu o scală cu mai multe intervale și verificarea sursei de alimentare. Inițial, dozimetrele (IBG-58T) au folosit un convertor de tensiune de vibrație, iar apoi a fost folosit un generator bazat pe un tranzistor și un transformator de ferită o lampă - un stabilizator corona - pentru a stabiliza tensiunea.
Schema schematică a indicatorului de radioactivitate al armatei cehoslovace IBG-58T
Majoritatea circuitelor de pe Internet sunt construite pe un convertor de tensiune folosind un transformator pe un miez de ferită, ceea ce oprește adesea pe cei care doresc să facă un dozimetru. Și tensiunea de alimentare este de obicei crescută la 12 volți.
Principalele mele cerințe pentru circuit au fost:
- în aplicarea tensiunilor utilizate în circuite cu microcontrolere - 5 volți sau mai puțin;
- inductori sau transformatoare ușor accesibile;
- scalabilitate și capacitatea de a utiliza alte contoare Geiger-Muller prin ajustarea tensiunii în intervalul de cel puțin 200-460 volți;
- constând din blocuri funcționale separate conectate în serie;
- structura poate fi reparată cu ușurință.
Circuit dozimetru cu ieșire logică către un microcontroler. „Blocuri” funcționale sunt evidențiate cu un fundal galben și alb.
Primul bloc este un generator de oscilații cu o frecvență constantă de aproximativ 1,5 kHz și un ciclu de lucru de aproximativ 1:1. Generatorul este construit pe un cronometru de 555 (în versiunea CMOS - alimentat de 3 volți). Rezistorul trimmer vă permite să reglați frecvența în intervalul de la 1,1 la 5,2 kHz, astfel încât este posibil să reglați stabilizarea tensiunii în cel mai larg interval. În mod implicit, rezistența de tuns este setată la mare, ceea ce corespunde unei frecvențe scăzute generate.
A doua unitate este un convertor boost cu un inductor miniatural de 33 mH ușor disponibil (Matsutami 09P-333J). A cărui ieșire, înaintea multiplicatorului de tensiune, este de aproape 300 de volți. Din acest motiv, a fost selectat un tranzistor 2N6517 cu o tensiune maximă (VV) de 350 volți. Tensiunea în timpul funcționării este prezentată mai jos în oscilogramă:
Oscilogramă
Multiplicatorul de tensiune folosește condensatori cu film metalic de 22N 400V. La condensatorul electrolitic de ieșire de 1 uF, tensiunea poate fi de 450 volți dacă conectați un lanț de diode zener BZX83V075 (75V x5) în paralel, fără de care tensiunea poate ajunge la 600 volți și în acest caz este necesar să folosiți un 630 condensator de volți. La măsurarea tensiunii înalte trebuie să se țină cont de faptul că noul condensator electrolitic are scurgeri mai mari și trebuie modelat. În 15 minute de funcționare a noului condensator, tensiunea se stabilizează.
Vedere a dispozitivului asamblat pe o placă
Tensiunea de pe tub este stabilizată la 375 volți. Acesta este mai mic decât 400 de volți recomandat de producător și alte instrucțiuni pentru fabricarea dozimetrelor. Am încercat să măsoare sensibilitatea tubului pe măsură ce tensiunea se modifică, iar în intervalul 330-460 de volți, modificarea tensiunii nu duce la o modificare semnificativă a sensibilității, iar la aproximativ 300 de volți există o scădere ușoară. Funcționarea tubului se schimbă dramatic la o tensiune de aproximativ 270 de volți.
Convertorul de tensiune este o sursă destul de blândă, iar conectarea unui voltmetru de 10 MΩ duce la o cădere de tensiune vizibilă. Efectul voltmetrului va fi neglijabil dacă rezistența acestuia este de aproximativ 100 MOhm. Un astfel de voltmetru improvizat poate fi realizat prin conectarea unui voltmetru de 10 MΩ prin nouă (9) rezistențe de 10 MΩ conectate în serie. Tensiunea măsurată trebuie înmulțită cu 10.
Sensibilitatea SBM-20 la diferite tensiuni anodice.
Rezistorul anodic al unui contor Geiger este alcătuit din cinci rezistențe de 1 MΩ. Un rezistor de 100 kOhm este inclus în circuitul contracatodului, din care impulsurile de ieșire inversate sunt îndepărtate și apoi aduse la un nivel logic de 5V de către un tranzistor. Impulsurile au o durată de aproximativ 250 de microsecunde. Aceste impulsuri sunt procesate de intrarea microcontrolerului ( poate fi procesat cu un smartphone prin adăugarea unui condensator de cuplare - ca în publicația MaxFactor „Cum să faci un dozimetru și să-l conectezi la Android”).
Dacă scopul este doar de a indica intensitatea radiației fără procesare ulterioară, atunci vom furniza un alt cip de 555, a cărui durată a impulsurilor de ieșire este stabilită de un rezistor de tăiere în intervalul 2,5 ms - 25 ms. La niveluri scăzute de intensitate a luminii, LED-ul intermitent este mult mai vizibil. De asemenea, mai vizibil decât „trosnitul” obișnuit este tonul sonor al difuzorului activ (buzzer) KPE222A, cu o frecvență naturală a semnalului de 3,2 kHz.
Unitate suplimentară de indicare a luminii și a sunetului.
Tensiunea de pe tubul de 375 volți rămâne constantă atunci când tensiunea de alimentare se modifică în intervalul de la 3,8 până la 5,5 V. Consumul convertorului este de 12 mA la 5 volți, ceea ce nu va fi o problemă pentru a-l alimenta de la sursa de alimentare a microcontrolerului . Ca dispozitiv separat, dozimetrul poate funcționa din 4 elemente nichel-hidrură metalică, 3 elemente Ni-Zn sau de la un stabilizator de 5 V de la orice sursă cu o tensiune de până la 24 V.
La crearea primei versiuni a dispozitivului pe o placă, s-a dovedit că este necesar să se acorde atenție curățării temeinice a plăcii de flux. De exemplu, resturile de pastă de lipit Pro"sKit au cauzat curenți de scurgere care au redus tensiunea la ieșirea convertizorului de tensiune la 120 de volți. Colofonia clasică este mult mai bună, dar în acest caz, curățarea plăcii este adecvată.
Dacă tubul de contor Geiger-Muller este situat departe de placă, atunci ar trebui să acordați atenție cablului deoarece Nu toate caracteristicile sunt potrivite pentru 400 de volți. Am întâlnit o defecțiune pe vechiul cablu coaxial, care s-a reflectat în măsurarea impulsurilor. Capacitatea cablului este, de asemenea, importantă; tubul în sine are o capacitate de 4 pF, iar cablul afectează timpul necesar pentru recuperarea tubului după trecerea unei particule și, în consecință, afectează liniaritatea și limita superioară a măsurătorilor. Este de dorit ca cablul să aibă o capacitate cât mai mică.
Carcasă metalică pentru contor Geiger-Muller
Tuburile pot fi amplasate direct pe placa sau in interiorul carcasei. Ei vor măsura nivelurile de radiație în spațiu, dar este puțin probabil să poată studia o sursă punctuală de radiație și, de asemenea, își vor pierde o mare parte din sensibilitatea la sursele slabe de radiație, care este foarte dependentă de distanța minimă de la sursă la tub. .
Pentru separare Tubul este sensibil laŞi β - radiații la care contorul este sensibil, se poate folosi o carcasă din aluminiu cu diafragmă, ca în fotografia anterioară. Tubul este sensibil laŞi β trece liber prin fante, și numai Tubul este sensibil la pătrunde prin carcasa de aluminiu de 5 mm. Când este instalat în carcasă, tubul trebuie să fie orientat corect, carcasa este împământătă și firul este izolat. Pentru experimentele noastre, este suficient să folosim doar un tub cu cabluri izolate.
Dozimetrul asamblat și pornit a înregistrat un fundal de aproximativ 20 de impulsuri pe minut. Răspuns fiabil la o minge de sticlă de uraniu aplicată pe tub și chiar la o rețea strălucitoare (Torium-232) de la o distanță de 10 cm. Sursele de radiații mai slabe, cum ar fi cenușa sau praful de spălat, nu sunt de obicei foarte bine recunoscute la ureche, dar sunt convingător. determinată prin înregistrarea grafică a rezultatelor măsurătorilor . În continuare, vom conecta un dozimetru sensibil la Arduino și vom „investiga” radiațiile radioactive de la articolele de uz casnic.
Conectarea la Arduino
În viitorul apropiat, scopul nostru va fi finalizarea creării unui dispozitiv de măsurare convenabil cu afișaj, cu recalcularea dozei de expunere la radiații în timpul observației pe termen lung, cu afișare grafică sau control al nivelurilor de intensitate a radiațiilor prestabilite și o alarmă atunci când nivelurile sunt depășite. Deocamdată ne vom concentra pe afișajele grafice simple. Sensibilitatea ridicată și filtrarea mai mare a zgomotului ne vor permite să realizăm experimente cu surse mai slabe de radiații radioactive.Și așadar conectați ieșirea dispozitivului de la Arduino Uno la pinul D2. Impulsurile unice sunt însumate într-o variabilă prin procesarea întreruperii, iar numărul de impulsuri pe minut este afișat grafic. Pentru a începe să experimentăm cu un astfel de program, acest lucru este suficient pentru noi. Chiar și un tub poate măsura destul de precis, dar va dura destul de mult timp pentru a finaliza măsurătorile. Este necesar să petreceți zeci de minute pe cicluri, iar o măsurătoare din mai multe cicluri poate dura câteva ore. O altă modalitate de a face același lucru pe care îl putem vedea în dispozitivele de producție în serie este creșterea numărului de contoare Geiger-Muller conectate în paralel, ceea ce va crește numărul de particule captate. Această diagramă arată cum să conectați mai multe telefoane:
Conectarea în paralel a mai multor receptoare
//Măsurători de radiații beta / gamma int pocet; // variabilă pentru numărarea particulelor nesemnate de lungă durată; // timpul de observare void setup() ( pinMode(2, INPUT); // pin 2 intrare de la contorul Geiger attachInterrupt(0, nacti, RISING); // setarea întreruperii Serial.begin(9600); // setarea rata de transfer de date prin interfața serială Serial.println(" "); // Linie nouă la resetare) void nacti() ( poet = pocet++; // procesare int0 ) void loop() ( poet = 0; // nou timp de măsurare = millis() + 60000 // ora de încheiere a măsurării în timp ce (time > millis()) () // așteptați 1 minut dacă (pocet);< 10) Serial.print(" "); // форматировать согласно количества цифр
if (pocet < 100) Serial.print(" ");
if (pocet < 1000) Serial.print(" ");
Serial.print(pocet); // написать количество распадов/мин
Serial.print(" ");
for (int i = 0; i < pocet; i++) { // графический вывод
Serial.print("#");
}
Serial.println(" "); // окончание строки
}
Figura următoare arată rezultatul măsurării radiației lentilei de la un proiector vechi de mare putere. Sticla optică are o activitate foarte scăzută în comparație cu sticla cu uraniu. La „ascultare”, s-a notat o anumită activitate, dar a fost dificil de evaluat cât de mult a fost.
Măsurarea activității lentilelor optice
În înregistrare, un semn hash (#) corespunde unui impuls. Fondul radioactiv a fost înregistrat în primele 20 de minute. Cel mai mic număr de impulsuri înregistrat a fost 13, maximul a fost 36. Linia roșie arată valoarea medie, în acest caz, 23 de impulsuri pe minut.
Înregistrarea măsurătorilor activității lentilelor optice
După 16 minute de înregistrare cu obiectivul sprijinit pe tub, valoarea medie a devenit 46 de impulsuri pe minut. Exact de două ori mai mult. Putem concluziona că lentila optică a contribuit cu 23 de numărări pe minut, deși acest rezultat este doar aproximativ și nu este complet fiabil statistic. Putem încerca chiar să măsurăm surse slabe de radiații precum detergentul de rufe, cenușa, fructele tropicale, aliajele metalice, magneții sau orice altceva. În mod similar, putem încerca să detectăm prezența surselor de radiații la distanțe scurte, dar poate și la 10, 30 sau 100 cm Un rezultat similar pe care îl oferă obiectivul menționat și prin măsurarea unui tahometru vechi la o distanță de 0,5 metri sau verificarea vechiului. haldele miniere de lângă Mniszech -sub-Brdi.
Efectuând un ciclu de măsurare timp de 5 minute și efectuând 10 cicluri fără sursă (măsurare de fundal) și apoi 10 cicluri cu o sursă, este posibilă detectarea activității în banane. Din păcate, nu am putut determina în mod specific originea bananelor, a căror activitate depinde destul de mult de aceasta. Numai o măsurătoare care durează 100 de minute nu este orientativă - creșterea numărului de impulsuri față de fundal este de aproximativ 20%. Și acest lucru ar putea fi redus la o eroare statistică, dar luând patru măsurători la rând (două măsurători ale fundalului, sursei și două măsurători în ordine inversă) devine destul de evident că „există ceva acolo” și putem chiar estimați cât de intens este. Contribuția medie a bananelor a fost de 4 particule detectate pe minut, ceea ce ar corespunde cu 8
În legătură cu consecințele asupra mediului ale activităților umane legate de energia nucleară, precum și industria (inclusiv cea militară) care utilizează substanțe radioactive ca componentă sau bază a produselor lor, studiul elementelor de bază ale siguranței radiațiilor și dozimetriei radiațiilor devine un subiect destul de relevant astăzi. Pe lângă sursele naturale de radiații ionizante, în fiecare an apar tot mai multe locuri care sunt contaminate cu radiații ca urmare a activității umane. Astfel, pentru a vă păstra sănătatea și sănătatea celor dragi, trebuie să cunoașteți gradul de contaminare a unei anumite zone sau obiecte și alimente. Un dozimetru poate ajuta în acest sens - un dispozitiv pentru măsurarea dozei efective sau a puterii radiațiilor ionizante pe o anumită perioadă de timp.
Înainte de a începe fabricarea (sau achiziționarea) acestui dispozitiv, trebuie să aveți o idee despre natura parametrului măsurat. Radiația ionizantă (radiația) este un flux de fotoni, particule elementare sau fragmente de fisiune atomică care pot ioniza materia. Împărțit în mai multe tipuri. Radiația alfa este un flux de particule alfa - nuclee de heliu-4, particulele alfa generate în timpul dezintegrarii radioactive pot fi oprite cu ușurință de o foaie de hârtie, astfel încât reprezintă un pericol în principal atunci când intră în organism. Radiația beta- acesta este un flux de electroni care apar în timpul dezintegrarii beta pentru a proteja împotriva particulelor beta cu o energie de până la 1 MeV, este suficientă o placă de aluminiu cu o grosime de câțiva milimetri; Radiația gamma are o capacitate de penetrare mult mai mare, deoarece constă din fotoni de înaltă energie care nu au încărcătură elemente grele (plumb, etc.) într-un strat de câțiva centimetri sunt eficienți pentru protecție. Capacitatea de penetrare a tuturor tipurilor de radiații ionizante depinde de energie.
Contoarele Geiger-Muller sunt utilizate în principal pentru detectarea radiațiilor ionizante. Acest dispozitiv simplu și eficient constă de obicei dintr-un cilindru de metal sau sticlă metalizat din interior și un fir subțire de metal întins de-a lungul axei acestui cilindru cilindrul în sine este umplut cu gaz rarefiat. Principiul de funcționare se bazează pe ionizarea prin impact. Când radiația ionizantă lovește pereții contorului, electronii sunt scoși din el, mișcându-se în gaz și ciocnând cu atomii de gaz, scot electronii din atomi și creează ioni pozitivi și electroni liberi. Câmpul electric dintre catod și anod accelerează electronii până la energiile la care începe ionizarea de impact. Are loc o avalanșă de ioni, ducând la multiplicarea purtătorilor primari. La o intensitate a câmpului suficient de mare, energia acestor ioni devine suficientă pentru a genera avalanșe secundare capabile să susțină o autodescărcare, determinând creșterea bruscă a curentului prin contor.
Nu toate contoarele Geiger pot detecta toate tipurile de radiații ionizante. Ele sunt în primul rând sensibile la un tip de radiații - radiații alfa, beta sau gamma - dar adesea pot detecta și alte radiații într-o oarecare măsură. De exemplu, contorul SI-8B Geiger este proiectat pentru a înregistra radiația beta moale (da, în funcție de energia particulelor, radiația poate fi împărțită în moale și tare), dar acest senzor este, de asemenea, oarecum sensibil la radiația alfa și radiația gamma. radiatii.
Cu toate acestea, apropiindu-ne de designul articolului, sarcina noastră este să facem cât mai simplu, natural portabil, un contor Geiger, sau mai degrabă un dozimetru. Pentru a face acest dispozitiv, am reușit doar să pun mâna pe SBM-20. Acest contor Geiger este proiectat pentru a detecta radiațiile beta și gamma hard. Ca majoritatea celorlalte contoare, SBM-20 funcționează la o tensiune de 400 volți.
Principalele caracteristici ale contorului Geiger-Muller SBM-20 (tabel din cartea de referință):
Acest contor are o precizie relativ scăzută în măsurarea radiațiilor ionizante, dar este suficient pentru a determina dacă doza de radiații care depășește doza permisă pentru o persoană este depășită. SBM-20 este utilizat în prezent în multe dozimetre de uz casnic. Pentru a îmbunătăți performanța, mai multe tuburi sunt adesea folosite simultan. Și pentru a crește acuratețea măsurării radiațiilor gamma, dozimetrele sunt echipate cu filtre de radiații beta, în acest caz, dozimetrul înregistrează doar radiația gamma, dar destul de precis.
Atunci când se măsoară doza de radiații, există mai mulți factori de luat în considerare care pot fi importanți. Chiar și în absența completă a surselor de radiații ionizante, contorul Geiger va produce un anumit număr de impulsuri. Acesta este așa-numitul fundal contra. Aceasta include și mai mulți factori: contaminarea radioactivă a materialelor contorului în sine, emisia spontană de electroni din catodul contorului și radiația cosmică. Toate acestea dau un anumit număr de impulsuri „în plus” pe unitatea de timp.
Deci, diagrama unui dozimetru simplu bazat pe contorul Geiger SBM-20:
Asamblez circuitul pe o placă:
Circuitul nu conține piese rare (cu excepția, desigur, contorul în sine) și nu conține elemente programabile (microcontrolere), care vă vor permite să asamblați circuitul într-un timp scurt, fără prea multe dificultăți. Cu toate acestea, un astfel de dozimetru nu conține o scară, iar doza de radiații trebuie determinată după ureche, după numărul de clicuri. Aceasta este varianta clasică. Circuitul este format dintr-un convertor de tensiune 9 volți - 400 volți.
Cipul NE555 conține un multivibrator a cărui frecvență de funcționare este de aproximativ 14 kHz. Pentru a crește frecvența de funcționare, puteți reduce valoarea rezistorului R1 la aproximativ 2,7 kOhm. Acest lucru va fi util dacă sufocul pe care l-ați ales (sau poate cel pe care l-ați făcut) scoate un scârțâit - pe măsură ce frecvența de funcționare crește, zgomotul scârțâit va dispărea. Inductorul L1 este necesar cu un rating de 1000 - 4000 µH. Cea mai rapidă modalitate de a găsi un inductor potrivit este într-un bec consumat de energie ars. Un astfel de șoc este utilizat în circuitul din fotografia de mai sus este înfășurat pe un miez, care este de obicei utilizat pentru fabricarea transformatoarelor de impulsuri. Tranzistorul T1 poate fi utilizat cu orice alt tranzistor cu efect de câmp cu canale n cu o tensiune de drenare-sursă de cel puțin 400 de volți și, de preferință, mai mult. Un astfel de convertor va produce doar câțiva miliamperi de curent la o tensiune de 400 de volți, dar acest lucru va fi suficient pentru a opera un contor Geiger de mai multe ori. După oprirea alimentării din circuit, condensatorul încărcat C3 va funcționa aproximativ 20-30 de secunde, având în vedere capacitatea sa mică. Supresorul VD2 limitează tensiunea la 400 volți. Condensatorul C3 trebuie utilizat pentru o tensiune de cel puțin 400 - 450 volți.
Orice difuzor piezo sau difuzor poate fi folosit ca Ls1. În absența radiațiilor ionizante, curentul nu trece prin rezistențele R2 – R4 (în fotografie sunt cinci rezistențe pe placa, dar rezistența lor totală corespunde circuitului). De îndată ce particula corespunzătoare lovește contorul Geiger, gazul se ionizează în interiorul senzorului și rezistența acestuia scade brusc, rezultând un impuls de curent. Condensatorul C4 oprește partea constantă și transmite doar un impuls de curent către difuzor. Auzim un clic.
În cazul meu, două baterii reîncărcabile de la telefoane vechi sunt folosite ca sursă de alimentare (două, deoarece puterea necesară trebuie să fie mai mare de 5,5 volți pentru a porni circuitul datorită bazei elementului utilizat).
Deci, circuitul funcționează, face clic ocazional. Acum cum să-l folosești. Cea mai simplă opțiune este că face clic puțin - totul este bine, face clic des sau chiar continuu - este rău. O altă opțiune este să numărați aproximativ numărul de impulsuri pe minut și să convertiți numărul de clicuri în microR/h. Pentru a face acest lucru, trebuie să luați valoarea sensibilității contorului Geiger din cartea de referință. Cu toate acestea, surse diferite oferă întotdeauna cifre ușor diferite. În mod ideal, este necesar să se efectueze măsurători de laborator pentru contorul Geiger selectat cu surse de radiație de referință. Deci, pentru SBM-20, valoarea sensibilității variază de la 60 la 78 de impulsuri/μR în funcție de diferite surse și cărți de referință. Deci, am calculat numărul de impulsuri într-un minut, apoi înmulțim acest număr cu 60 pentru a aproxima numărul de impulsuri într-o oră și împărțim toate acestea la sensibilitatea senzorului, adică cu 60 sau 78 sau orice este mai aproape. la realitate, iar în final obținem valoarea în microR/h. Pentru o valoare mai fiabilă, este necesar să se facă mai multe măsurători și să se calculeze media aritmetică dintre ele. Limita superioară a nivelurilor sigure de radiație este de aproximativ 20 - 25 µR/h. Nivelul admis este de până la aproximativ 50 µR/h. Cifrele pot varia în diferite țări.
P.S. Am fost îndemnat să iau în considerare acest subiect de un articol despre concentrația de gaz radon care pătrunde în camere, apă etc. în diverse regiuni ale ţării şi sursele acesteia.
Lista radioelementelor
| Desemnare | Tip | Denumire | Cantitate | Nota | Magazin | Blocnotesul meu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | Cronometru programabil și oscilator | NE555 | 1 | La blocnotes | ||
| T1 | tranzistor MOSFET | IRF710 | 1 | La blocnotes | ||
| VD1 | Dioda redresoare | 1N4007 | 1 | La blocnotes | ||
| VD2 | Dioda de protectie | 1V5KE400CA | 1 | La blocnotes | ||
| C1, C2 | Condensator | 10 nF | 2 | La blocnotes | ||
| C3 | Condensator electrolitic | 2,7 uF | 1 | La blocnotes | ||
| C4 | Condensator | 100 nF | 1 | 400V |
În acest articol veți găsi o descriere a circuitelor simple de dozimetru pe contorul SBM-20, care au o sensibilitate suficientă și înregistrează cele mai mici valori ale particulelor radioactive beta și gamma. Circuitul dozimetrului se bazează pe senzorul de radiații casnic tip SBM-20. Arată ca un cilindru metalic cu un diametru de 12 mm și o lungime de aproximativ 113 mm. Dacă este necesar, poate fi înlocuit cu ZP1400, ZP1320 sau ZP1310.
O diagramă simplă a unui dozimetru pe SBM-20 |
Designul este conectat doar la o baterie AA. După cum știți, tensiunea de funcționare a senzorului SBM-20 este de 400 de volți, așa că devine necesară utilizarea unui convertor de tensiune.
Convertorul boost se bazează pe un simplu oscilator de blocare. Impulsurile de înaltă tensiune de la înfășurarea secundară a transformatorului sunt rectificate de o diodă de înaltă frecvență.
Dacă contorul SBM-20 este situat în afara zonei de radiație, ambele tranzistoare VT2 și VT3 sunt închise. Alarmele sonore și luminoase nu sunt active. De îndată ce particulele radioactive lovesc contorul, gazul din interiorul senzorului este ionizat, iar la ieșirea acestuia apare un impuls, care trece la amplificatorul tranzistorului și se aude un clic în difuzorul telefonului și LED-ul se aprinde.
La intensitatea scăzută a radiației naturale, LED-urile clipesc și clicurile sunt repetate la fiecare 1...2 secunde. Aceasta indică doar radiația normală de fond. Pe măsură ce nivelul de radioactivitate crește, clicurile vor deveni mai dese și, la valori critice, se contopesc într-un singur trosnet continuu, iar LED-ul va fi aprins constant.
Deoarece designul radioamator are un microampermetru, sensibilitatea citirilor este ajustată cu ajutorul unui trimmer.
Transformatorul convertor este asamblat folosind un miez blindat cu diametrul de 25 mm. Înfășurările 1-2 și 3-4 sunt realizate din sârmă de cupru cu diametrul de 0,25 mm și conțin 45, respectiv 15 spire. Înfășurarea secundară este tot din sârmă de cupru, dar cu diametrul de 0,1 mm - 550 de spire.
Design simplu al unui contor de radioactivitate pe opțiunea SBM-20 2 |
Senzorul dozimetrului este un contor Geiger SBM20. Generatorul de blocare generează o tensiune înaltă la anodul său - de la înfășurarea transformatorului, impulsurile urmează prin diodele VD1, VD2 și încarcă capacitatea filtrului C1. Rezistența R1 este sarcina contorului.
Monovibratorul este realizat pe elementele DD1.1, DD1.2, SZ si R4, care convertesc impulsurile provenite de la contorul Geiger si avand o scadere prelungita in cele dreptunghiulare. Un generator de frecvență audio este realizat folosind elementele DD1.3, DD1.4, C4 și R5. Amplificator de prag, asamblat pe cipul DD2.
Tensiunea pe capacitatea C9 depinde de rata de repetare a pulsului de la contorul Geiger; când atinge nivelul de deschidere al tranzistorului inclus în DD2, se aprinde LED-ul HL1, a cărui frecvență de clipire va crește odată cu creșterea cuantelor de radiație care lovin senzorul.
Transformatorul T1 este realizat manual pe un miez inel M3000NM K16x10x4,5 mm. Înfășurarea primară conține 420 de spire de sârmă PEV-2-0,07. Înfășurarea secundară este formată din 8 spire de sârmă cu diametrul de 0,15...0,2 mm; a treia înfășurare 3 spire cu același fir.
Dozimetrele de uz casnic produse în Rusia și alte țări CSI ocupă poziții de lider pe piața mondială, așa că numai astfel de dispozitive au fost selectate pentru testul editorial. Au fost testate în condiții de laborator (surse alfa, beta și gamma), precum și la unul dintre locurile de contaminare radioactivă (radiu-226, 0,92 µSv/h) și în condiții domestice (îngrășăminte cu potasiu, electrozi de sudare cu adaos de toriu si detectoare de fum cu ionizare). Pentru control, am folosit un spectrometru gamma Exploranium GR-130. Toate dozimetrele au măsurat nivelul de radiație gamma (cu excepția celor soft) în cadrul erorii specificate, dar pentru alte tipuri de radiații discrepanțele au fost semnificative. Majoritatea dozimetrelor testate folosesc contorul clasic Geiger-Muller SBM-20 fabricat de Elektrokhimpribor. Din păcate, sensibilitatea sa lasă de dorit, iar la niveluri scăzute de radiație numărătoarea durează câteva minute. Dozimetrele de mărimea ceasurilor de mână folosesc contorul SBM-21, care este și mai puțin sensibil (de aproximativ 10 ori). Dozimetrele mai avansate folosesc contoare finale. Testul nostru a implicat un dozimetru cu un contor de tip Beta-1 fabricat de Consensus, care este de aproximativ de două ori mai sensibil la radiațiile gamma decât SBM-20, dar și mai scump.
Radex RD1503+
Senzor: SBM-20 fără filtru. Măsurătorile: Supraestimează citirile la energii gamma scăzute și iradierea mixtă gamma-beta. Pe unele surse, dispozitivul a ieșit din scară - limita sa superioară a intervalului a fost cea mai mică dintre toți participanții la test. Fondul natural este supraestimat de aproximativ o dată și jumătate. Nu este potrivit pentru căutarea focarelor mici de infecție din cauza sensibilității scăzute a senzorului. Concluzii: dispozitivul are o interfață ușor de utilizat; Singurul lucru nefericit este repornirea frecventă nemotivată a ciclului de măsurare, care poate întârzia obținerea unor rezultate precise.
Radex RD1706
Senzor: 2xSBM-20 fără filtre. Măsurătorile: supraestimează citirile atunci când sunt iradiate cu radiații gamma moi și cu iradiere mixtă gamma-beta. Exagerează fondul natural de aproximativ o dată și jumătate. Nu este ideal pentru a căuta focare mici de infecție, dar este potrivit: doi senzori îi accelerează răspunsul la modificările nivelului de radiație. Concluzii: interfață plăcută plus viteză dublă de măsurare. În plus, acest dispozitiv este mult mai puțin predispus la repornirea nemotivată a măsurătorilor.
Soex-01M
Senzor: SBM-20 fără filtru. Măsurătorile: supraestimează citirile atunci când sunt iradiate cu radiații gamma moi și iradiere mixtă gamma-beta. Exagerează fondul natural de aproximativ o dată și jumătate. Nu este potrivit pentru căutarea focarelor mici de infecție din cauza sensibilității scăzute a senzorului. Concluzii: foarte compact, ușor, cu afișaj color și posibilitatea de a se conecta la un computer prin USB. Paleta de culori și fonturile nu contribuie întotdeauna la o bună lizibilitate. Afișează o evaluare calitativă a nivelului de fundal și o diagramă a modificărilor citirilor de-a lungul timpului. Dacă producătorul actualizează firmware-ul, eliminând animațiile complet inutile la pornire și închidere și optimizând culorile și fonturile pentru o mai bună lizibilitate, veți obține unul dintre cele mai bune aparate electrocasnice.
MKS-05 Terra-P
Senzor: SBM-20 cu filtru. Măsurătorile: în general, citirile nu depășesc eroarea pașaportului. Datorită filtrului său detașabil, Terra-P permite măsurători aproximative ale densității fluxului de radiație beta. Fondul natural este supraestimat de aproximativ o dată și jumătate. Nu este potrivit pentru căutarea focarelor mici de infecție din cauza sensibilității scăzute a senzorului. Concluzii: dispozitivul pare potrivit pentru utilizare pe teren, și nu doar pentru uz casnic. Filtrul contribuie foarte mult la precizia și comoditatea măsurătorilor. Din păcate, dispozitivul nu își amintește setările pragului de alarmă și le resetează la 0,3 µSv/h.
Belvar RKS-107
Senzor: 2xSBM-20 cu filtre. Măsurătorile: măsoară foarte precis radiația de la cesiu-137, dar supraestimează radiația gamma moale de aproape o dată și jumătate. Un mod separat pentru măsurarea densității fluxului de particule beta vă permite să nu utilizați factori de conversie aproximativi. Supraestimează fondul natural de aproximativ o dată și jumătate. Este absolut nepotrivit pentru căutarea focarelor de infecție, deoarece nu poate face măsurători continue și nu vocalizează înregistrarea particulelor. Concluzii: moștenire dură a trecutului sovietic. Acest dispozitiv nu poate face altceva decât să numere numărul de impulsuri într-un anumit timp. Instrucțiunile invită în mod liber utilizatorul să efectueze toate procesările matematice folosind un creion și hârtie. Pe de altă parte, acesta este un dispozitiv înregistrat care este supus unor teste individuale, dar, în același timp, costă la fel ca un dozimetru de uz casnic obișnuit.
DP-5V
Senzor: SBM-20 pentru măsurarea nivelurilor ridicate, medii și ridicate de radiații, SI3BG pentru măsurarea nivelurilor uriașe de radiații. Echipat cu un filtru și o sursă de control pe bază de stronțiu-90. Măsurătorile: la mai puțin de 0,5 µSv/h, acul fluctuează lent, îngreunând măsurătorile. La niveluri ridicate de radiație, citirile dispozitivului sunt destul de stabile pe o gamă largă de energii ale radiațiilor gamma. Sensibilitatea scăzută a senzorului este parțial compensată de plasarea sa pe o tijă de glisare, astfel încât căutarea punctelor de radiație folosind DP-5 este mai ușoară decât utilizarea majorității celorlalți participanți la test. Concluzii: militară și, prin urmare, o moștenire și mai gravă a trecutului sovietic. În unele cazuri, un astfel de dispozitiv poate fi obținut pentru un preț simbolic. Dar acesta este mai mult un articol de colecție sau o recuzită.
Polimaster DKG-RM1603A
Senzor: SBM-21 fără filtru. Măsurătorile: Dozimetrul supraestimează radiația gamma moale de aproximativ două ori. Nu este sensibil la radiațiile beta. Crește nivelul natural de radiație cu aproximativ un sfert. Contaminarea locală poate fi detectată doar întâmplător - dispozitivul răspunde la modificările nivelurilor de radiație foarte lent. Concluzii: Nu sunt foarte mulțumit de reacția inhibată la modificările ratei dozei.
SNIIP Aunis MKS-01SA1M
Senzor: contor final Beta-1, filtru glisant. Măsurătorile: Singurul participant la test s-a dovedit a fi capabil să măsoare în mod adecvat densitatea fluxului de particule beta din cesiu-137 și să măsoare densitatea fluxului de particule alfa. Supraestimează nivelul natural de radiație de aproximativ o dată și jumătate. Datorită senzorului, cel mai sensibil la radiații gamma și în special beta, este cel mai potrivit dispozitiv dintre toate testate pentru căutarea petelor radioactive. Concluzii: Cu siguranță cel mai bun dispozitiv. Un sistem foarte convenabil pentru indicarea erorii statistice relative cu rafinarea continuă a rezultatului.
Fie că ne place sau nu, radiațiile au intrat ferm în viața noastră și nu vor dispărea. Trebuie să învățăm să trăim cu acest fenomen, care este atât util, cât și periculos. Radiațiile se manifestă ca radiații invizibile și imperceptibile, iar fără dispozitive speciale este imposibil să le detectezi.
O mică istorie a radiațiilor
Razele X au fost descoperite în 1895. Un an mai târziu, a fost descoperită radioactivitatea uraniului, tot în legătură cu razele X. Oamenii de știință și-au dat seama că se confruntă cu fenomene naturale complet noi, nevăzute până acum. Este interesant că fenomenul radiațiilor a fost observat cu câțiva ani mai devreme, dar nu i s-a acordat nicio importanță, deși Nikola Tesla și alți lucrători ai laboratorului Edison au primit arsuri de la raze X. Daunele aduse sănătății erau atribuite oricărui lucru, dar nu razelor, pe care ființele vii nu le întâlniseră niciodată în asemenea doze. La începutul secolului al XX-lea au început să apară articole despre efectele nocive ale radiațiilor asupra animalelor. Nici acestui lucru nu i s-a acordat nicio importanță până la povestea senzațională cu „fetele de la radio” - muncitori ai unei fabrici care producea ceasuri luminoase. Ei doar uda periile cu vârful limbii. Soarta cumplită a unora dintre ei nici măcar nu a fost publicată, din motive etice, și a rămas un test doar pentru nervii puternici ai medicilor.
În 1939, fizicianul Lise Meitner, care, împreună cu Otto Hahn și Fritz Strassmann, aparține oamenilor care au fost primii din lume care au împărțit nucleul de uraniu, a scos din neatenție posibilitatea unei reacții în lanț și, din acel moment, un A început reacția în lanț de idei despre crearea unei bombe, și anume o bombă, și deloc „atomul pașnic”, pentru care politicienii însetați de sânge ai secolului al XX-lea, desigur, nu ar fi dat un ban. Cei care erau „în știință” știau deja la ce va duce acest lucru și a început cursa înarmărilor atomice.
Cum a apărut contorul Geiger-Müller?
Fizicianul german Hans Geiger, care a lucrat în laboratorul lui Ernst Rutherford, în 1908, a propus principiul funcționării unui contor de „particule încărcate” ca o dezvoltare ulterioară a camerei de ionizare deja cunoscută, care era un condensator electric umplut cu gaz la nivel scăzut. presiune. A fost folosit de Pierre Curie în 1895 pentru a studia proprietățile electrice ale gazelor. Geiger a avut ideea să-l folosească pentru a detecta radiațiile ionizante tocmai pentru că aceste radiații au avut un efect direct asupra gradului de ionizare a gazului.
În 1928, Walter Müller, sub conducerea lui Geiger, a creat mai multe tipuri de contoare de radiații menite să înregistreze diferite particule ionizante. Crearea contoarelor era o nevoie foarte urgentă, fără de care era imposibil să se continue studiul materialelor radioactive, deoarece fizica, ca știință experimentală, este de neconceput fără instrumente de măsură. Geiger și Müller au lucrat intenționat pentru a crea contoare care să fie sensibile la fiecare dintre tipurile de radiații care au fost descoperite: α, β și γ (neutronii au fost descoperiți abia în 1932).
Contorul Geiger-Muller s-a dovedit a fi un detector de radiații simplu, fiabil, ieftin și practic. Deși nu este instrumentul cel mai precis pentru studierea anumitor tipuri de particule sau radiații, este extrem de potrivit ca instrument pentru măsurarea generală a intensității radiațiilor ionizante. Și în combinație cu alți detectoare, este folosit de fizicieni pentru măsurători precise în timpul experimentelor.
Radiații ionizante
Pentru a înțelege mai bine funcționarea unui contor Geiger-Muller, este util să înțelegeți radiațiile ionizante în general. Prin definiție, acestea includ orice poate provoca ionizarea unei substanțe în starea sa normală. Acest lucru necesită o anumită cantitate de energie. De exemplu, undele radio sau chiar lumina ultravioletă nu sunt radiații ionizante. Granița începe cu „ultravioletul dur”, cunoscut și sub numele de „raze X moi”. Acest tip este un tip de radiație fotonică. Fotonii de înaltă energie sunt de obicei numiți cuante gamma.
Ernst Rutherford a fost primul care a împărțit radiațiile ionizante în trei tipuri. Acest lucru a fost realizat într-o configurație experimentală folosind un câmp magnetic în vid. Mai târziu s-a dovedit că acesta este:
α - nuclee ale atomilor de heliu
β - electroni de înaltă energie
γ - cuante gamma (fotoni)
Mai târziu au fost descoperiți neutroni. Particulele alfa sunt ușor blocate chiar și de hârtia obișnuită, particulele beta au o putere de penetrare puțin mai mare, iar razele gamma au cea mai mare. Neutronii sunt cei mai periculoși (la o distanță de până la multe zeci de metri în aer!). Datorită neutralității lor electrice, ele nu interacționează cu învelișurile de electroni ale moleculelor substanței. Dar odată ce ajung în nucleul atomic, a cărui probabilitate este destul de mare, duc la instabilitatea și degradarea acestuia, cu formarea, de regulă, de izotopi radioactivi. Și cei, la rândul lor, în descompunere, formează ei înșiși întregul „buchet” de radiații ionizante. Cel mai rău lucru este că un obiect iradiat sau un organism viu devine în sine o sursă de radiații pentru multe ore și zile.
Designul unui contor Geiger-Muller și principiul său de funcționare
Un contor de descărcare de gaze Geiger-Muller este realizat de obicei sub forma unui tub etanș, din sticlă sau metal, din care aerul este evacuat, iar în schimb se adaugă un gaz inert (neon sau argon sau un amestec al ambelor) la presiune scăzută. , cu un amestec de halogeni sau alcool. Un fir subțire este întins de-a lungul axei tubului, iar un cilindru metalic este situat coaxial cu acesta. Atât tubul, cât și firul sunt electrozi: tubul este catodul, iar firul este anodul. Un minus de la o sursă de tensiune constantă este conectat la catod, iar un plus de la o sursă de tensiune constantă este conectat la anod printr-o rezistență constantă mare. Electric se obține un divizor de tensiune, la mijlocul căruia (joncțiunea rezistenței și anodul contorului) tensiunea este aproape egală cu tensiunea la sursă. Acesta este de obicei de câteva sute de volți.
Când o particulă ionizantă zboară prin tub, atomii gazului inert, aflati deja într-un câmp electric de mare intensitate, experimentează coliziuni cu această particulă. Energia emisă de particule în timpul unei coliziuni este suficientă pentru a separa electronii de atomii de gaz. Electronii secundari rezultați sunt ei înșiși capabili să formeze noi ciocniri și, astfel, se obține o întreagă avalanșă de electroni și ioni. Sub influența unui câmp electric, electronii sunt accelerați spre anod, iar ionii de gaz încărcați pozitiv sunt accelerați spre catodul tubului. Astfel, apare un curent electric. Dar, din moment ce energia particulei a fost deja cheltuită în ciocniri, total sau parțial (particula a zburat prin tub), se termină și furnizarea de atomi de gaz ionizat, ceea ce este de dorit și este asigurat de unele măsuri suplimentare, despre care vom vorbi despre la analiza parametrilor contoarelor.
Când o particulă încărcată intră într-un contor Geiger-Muller, din cauza curentului rezultat, rezistența tubului scade și, odată cu aceasta, tensiunea la mijlocul divizorului de tensiune, despre care a fost discutat mai sus. Apoi, rezistența tubului, datorită creșterii rezistenței sale, este restabilită, iar tensiunea devine din nou aceeași. Astfel, obținem un impuls de tensiune negativ. Numărând impulsurile, putem estima numărul de particule care trec. Intensitatea câmpului electric este deosebit de mare în apropierea anodului datorită dimensiunilor sale mici, ceea ce face ca contorul să fie mai sensibil.
Modele de contoare Geiger-Muller
Contoarele moderne Geiger-Muller sunt disponibile în două versiuni principale: „clasic” și plat. Tejgheaua clasică este realizată dintr-un tub metalic cu pereți subțiri și ondulat. Suprafața ondulată a contorului face tubul rigid, rezistent la presiunea atmosferică exterioară și nu îi permite să se șifoneze sub influența sa. La capetele tubului sunt izolatoare de etanșare din sticlă sau plastic termorigid. Acestea conțin și capace terminale pentru conectarea la circuitul dispozitivului. Tubul este marcat și acoperit cu un lac izolant durabil, fără a număra, desigur, bornele sale. Este indicată și polaritatea bornelor. Acesta este un contor universal pentru toate tipurile de radiații ionizante, în special beta și gamma.
Contoarele sensibile la radiația β moale sunt realizate diferit. Datorită gamei scurte de particule beta, acestea trebuie să fie plate, cu o fereastră de mica care blochează slab radiația beta, una dintre opțiunile pentru un astfel de contor este un senzor de radiație BETA-2. Toate celelalte proprietăți ale contoarelor sunt determinate de materialele din care sunt fabricate.
Contoarele concepute pentru a detecta radiațiile gamma conțin un catod din metale cu un număr mare de încărcare sau sunt acoperite cu astfel de metale. Gazul este extrem de slab ionizat de fotonii gamma. Dar fotonii gamma sunt capabili să elimine mulți electroni secundari din catod dacă este ales în mod corespunzător. Contoarele Geiger-Muller pentru particule beta sunt realizate cu ferestre subțiri pentru a transmite mai bine particulele, deoarece sunt electroni obișnuiți care tocmai au primit mai multă energie. Ei interacționează foarte bine cu materia și pierd rapid această energie.
În cazul particulelor alfa situația este și mai gravă. Deci, în ciuda unei energii foarte decente, de ordinul mai multor MeV, particulele alfa interacționează foarte puternic cu moleculele din calea lor și pierd rapid energie. Dacă materia este comparată cu o pădure, iar un electron este comparat cu un glonț, atunci particulele alfa vor trebui comparate cu un tanc care se prăbușește printr-o pădure. Cu toate acestea, un contor convențional răspunde bine la radiația α, dar numai la o distanță de până la câțiva centimetri.
Pentru o evaluare obiectivă a nivelului radiațiilor ionizante dozimetre Contoarele de uz general sunt adesea echipate cu două contoare care funcționează în paralel. Unul este mai sensibil la radiațiile α și β, iar al doilea la razele γ. Această schemă de utilizare a două contoare este implementată într-un dozimetru RADEX RD1008 iar într-un dozimetru-radiometru RADEKS MKS-1009, în care este instalat contorul BETA-2Şi BETA-2M. Uneori, o bară sau o placă dintr-un aliaj care conține un amestec de cadmiu este plasată între blaturi. Când neutronii lovesc o astfel de bară, se generează radiația γ, care este înregistrată. Acest lucru se face pentru a putea detecta radiația neutronică, la care contoarele Geiger simple sunt practic insensibile. O altă metodă este de a acoperi carcasa (catodul) cu impurități care pot conferi sensibilitate la neutroni.
La gaz se adaugă halogeni (clor, brom) pentru a stinge rapid descărcarea. Vaporii de alcool servesc, de asemenea, același scop, deși alcoolul în acest caz este de scurtă durată (aceasta este, în general, o caracteristică a alcoolului), iar contorul „întrerupt” începe în mod constant să „sune”, adică nu poate funcționa în modul dorit. . Acest lucru se întâmplă undeva după ce au fost detectate 1e9 pulsuri (un miliard), ceea ce nu este atât de mult. Contoarele cu halogeni sunt mult mai durabile.
Parametri și moduri de funcționare ale contoarelor Geiger
Sensibilitatea contoarelor Geiger.
Sensibilitatea contorului este estimată prin raportul dintre numărul de microroentgen de la sursa de referință și numărul de impulsuri cauzate de această radiație. Deoarece contoarele Geiger nu sunt proiectate pentru a măsura energia particulelor, estimarea precisă este dificilă. Contoarele sunt calibrate folosind surse de izotopi de referință. Trebuie remarcat faptul că acest parametru poate varia foarte mult pentru diferite tipuri de contoare, mai jos sunt parametrii celor mai comune contoare Geiger-Muller:
Contor Geiger-Muller Beta-2- 160 ÷ 240 imp/µR
Contor Geiger-Muller Beta-1- 96 ÷ 144 imp/µR
Contor Geiger-Muller SBM-20- 60 ÷ 75 imp/µR
Contor Geiger-Muller SBM-21- 6,5 ÷ 9,5 imp/µR
Contor Geiger-Muller SBM-10- 9,6 ÷ 10,8 imp/μR
Zona ferestrei de la intrare sau zona de lucru
Zona senzorului de radiații prin care zboară particulele radioactive. Această caracteristică este direct legată de dimensiunile senzorului. Cu cât suprafața este mai mare, cu atât contorul Geiger-Muller va prinde mai multe particule. De obicei, acest parametru este indicat în centimetri pătrați.
Contor Geiger-Muller Beta-2- 13,8 cm 2
Contor Geiger-Muller Beta-1- 7 cm 2
Această tensiune corespunde aproximativ la mijlocul caracteristicii de funcționare. Caracteristica de funcționare este partea plată a dependenței numărului de impulsuri înregistrate de tensiune, motiv pentru care este numită și „podis”. În acest moment se atinge cea mai mare viteză de funcționare (limita superioară de măsurare). Valoarea tipică este 400 V.
Lățimea caracteristicii de funcționare a contorului.
Aceasta este diferența dintre tensiunea de spargere a scânteii și tensiunea de ieșire pe partea plată a caracteristicii. Valoarea tipică este 100 V.
Panta caracteristicii de funcționare a contorului.
Panta este măsurată ca procent de impulsuri pe volt. Caracterizează eroarea statistică a măsurătorilor (numărarea numărului de impulsuri). Valoarea tipică este 0,15%.
Temperatura de funcționare admisă a contorului.
Pentru uz general contoare -50 ... +70 grade Celsius. Acesta este un parametru foarte important dacă contorul funcționează în camere, canale și alte locuri ale echipamentelor complexe: acceleratoare, reactoare etc.
Resursa de lucru a contorului.
Numărul total de impulsuri pe care le înregistrează contorul înainte ca citirile sale să înceapă să devină incorecte. Pentru dispozitivele cu aditivi organici, auto-stingerea este de obicei 1e9 (de la zece la a noua putere, sau un miliard). Resursa este numărată numai dacă contorului este aplicată tensiune de funcționare. Dacă contorul este pur și simplu stocat, această resursă nu este consumată.
Contra timp mort.
Acesta este timpul (timpul de recuperare) în care contorul conduce curent după ce a fost declanșat de o particule care trece. Existența unui astfel de timp înseamnă că există o limită superioară a frecvenței pulsului și aceasta limitează domeniul de măsurare. O valoare tipică este 1e-4 s, adică zece microsecunde.
Trebuie remarcat faptul că din cauza timpului mort, senzorul poate fi „în afara scalei” și poate rămâne tăcut în cel mai periculos moment (de exemplu, o reacție spontană în lanț în producție). S-au întâmplat astfel de cazuri, iar pentru a le combate, ecranele de plumb sunt folosite pentru a acoperi o parte din senzorii sistemelor de alarmă de urgență.
Fundal personalizat pentru contor.
Măsurat în camere de plumb cu pereți groși pentru a evalua calitatea contoarelor. Valoarea tipică este 1 ... 2 impulsuri pe minut.
Aplicarea practică a contoarelor Geiger
Industria sovietică și acum rusă produce multe tipuri de contoare Geiger-Muller. Iată câteva mărci comune: STS-6, SBM-20, SI-1G, SI21G, SI22G, SI34G, contoare din seria Gamma, contoare finale ale seriei Beta„și sunt multe altele. Toate acestea sunt utilizate pentru monitorizarea și măsurarea radiațiilor: la instalațiile din industria nucleară, în instituțiile științifice și de învățământ, în apărarea civilă, medicină și chiar în viața de zi cu zi. După accidentul de la Cernobîl, dozimetre de uz casnic, anterior necunoscute populației chiar și după nume, au devenit foarte populare. Au apărut multe mărci de dozimetre de uz casnic. Toate folosesc un contor Geiger-Muller ca senzor de radiație. În dozimetrele de uz casnic, sunt instalate unul până la două tuburi sau contoare de capăt.
UNITĂȚI DE MĂSURĂ A CANTITĂȚILOR DE RADIAȚII
Multă vreme, unitatea de măsură P (roentgen) a fost comună. Cu toate acestea, la trecerea la sistemul SI, apar alte unități. O radiografie este o unitate a dozei de expunere, o „cantitate de radiație”, care este exprimată ca numărul de ioni produși în aerul uscat. La o doză de 1 R, în 1 cm3 de aer se formează 2,082e9 perechi de ioni (care corespunde unei unități de sarcină a SGSE). În sistemul SI, doza de expunere este exprimată în coulombs pe kilogram, iar cu raze X aceasta este legată de ecuația:
1 C/kg = 3876 R
Doza de radiație absorbită este măsurată în jouli pe kilogram și se numește Gray. Acesta este un înlocuitor pentru unitatea rad învechită. Rata de doză absorbită este măsurată în gri pe secundă. Rata dozei de expunere (EDR), măsurată anterior în roentgens pe secundă, este acum măsurată în amperi pe kilogram. Doza de radiație echivalentă la care doza absorbită este de 1 Gy (gri) și factorul de calitate a radiației este 1 se numește Sievert. Rem (echivalentul biologic al unei radiografii) este o sutime dintr-un sievert, considerat acum învechit. Cu toate acestea, chiar și astăzi toate unitățile învechite sunt utilizate foarte activ.
Principalele concepte în măsurarea radiațiilor sunt doza și puterea. Doza este numărul de sarcini elementare în procesul de ionizare a unei substanțe, iar puterea este rata de formare a dozei pe unitatea de timp. Și în ce unități este exprimat acest lucru este o chestiune de gust și comoditate.
Chiar și o doză minimă este periculoasă în ceea ce privește consecințele pe termen lung pentru organism. Calculul pericolului este destul de simplu. De exemplu, dozimetrul dumneavoastră arată 300 de miliroentgen pe oră. Dacă stai în acest loc o zi, vei primi o doză de 24 * 0,3 = 7,2 roentgens. Acest lucru este periculos și trebuie să pleci de aici cât mai curând posibil. În general, dacă detectați chiar și radiații slabe, trebuie să vă îndepărtați de ea și să o verificați chiar și de la distanță. Dacă ea „te urmărește”, poți fi „felicitat”, ai fost lovit de neutroni. Dar nu orice dozimetru poate răspunde la ele.
Pentru sursele de radiații, se folosește o cantitate care caracterizează numărul de dezintegrare pe unitatea de timp, care se numește activitate și este măsurată și prin multe unități diferite: curie, becquerel, rutherford și altele. Cantitatea de activitate, măsurată de două ori cu o separare suficientă în timp, dacă scade, ne permite să calculăm timpul, conform legii dezintegrarii radioactive, când sursa devine suficient de sigură.