ПОДКЛЮЧЕНИЕ ДЕТЕКТОРА РАДИАЦИИ К ARDUINO

     простые интересные РАДИОСХЕМЫ сделанные своими руками

» ДАТАШИТ
Например: TDA2050


» РАДИОБЛОГИ
Простой преобразователь напряжения 12 в 220 вольт
Маленький настольный сверлильный станок
Управление лампой на Атмега8 с помощью любого ИК пульта
Часы на вакуумных лампах ИВ-12
Простой кодовый замок с одной кнопкой на Attiny13A
Акустические колонки на широкополосных динамиках своими руками
Управление пятью нагрузками по двум проводам
Применение ЧПУ фрезера при изготовлении печатной платы


Радиосхемы » Измерители

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ДЕТЕКТОРА РАДИАЦИИ К ARDUINO

      

Одна из главных опасностей ионизирующего излучения состоит в том, что человек своими органами чувств не способен его никак зарегистрировать и даже получение дозы превышающей смертельную скажется спустя часы после облучения. Это приводит к тому, что радиация идеально укладывается в образ незримой смерти, которая пугает многих людей гораздо больше других вполне реальных опасностей [1-2]. Так что этой угрозе часто придают больше внимания, чем она того заслуживает на практике. 

Таким образом, приобретение, либо конструирование, специального прибора для измерения уровня радиации является весьма актуальным. Индикатор радиоактивности позволит точно установить стоит ли опасаться того или иного предмета. Для радиолюбителей в шкафах, у которых можно порой найти весьма неожиданные артефакты, это особенно актуально. В простейшем случае индикатор радиоактивности должен сигнализировать о заметном повышении радиационного фона, а в идеале позволять количественно оценить уровень радиации и соответственно степень опасности. Разумеется, в сети Интернет можно найти массу материалов, полезных для самостоятельного конструирования индикаторов радиоактивности разной степени сложности [3-7]. В простейшем случае можно воспроизвести индикаторы, которые не измеряют уровень радиации, а просто сигнализируют о повышении уровня радиации [8-14]. При нежелании изготавливать с нуля достаточно сложный узел со счетчиком Гейгера, высоковольтным источником питания и схемой первичной обработки сигнала хорошо подойдет соответствующий модуль для аппаратной плат формы Arduino [15], о котором дальше и пойдет речь.

Данный модуль можно питать непосредственно от платы Arduino, ток потребляемый устройством составляет около 14 мА.

Следует заметить, что выключатель питания, при таком способе подачи питания не работает и от его положения ничего не зависит.

Процесс радиоактивного распада это абсолютно случайный процесс и предсказать когда придет сигнал о срабатывании детектора совершенно невозможно, по этой причине информацию о таком событии надо обработать как можно быстрее. Для этого хорошо подходит процедура прерывания [16-20]. Автору удалось найти описание вот такого аппаратно-программного комплекса, который представляет собой индикатор радиоактивности, подключаемый к компьютеру [21]. Использованный в данной схеме модуль заметно отличается от имеющегося у автора, однако, среди прочего в состав проекта входит код для платы Arduino [22], который выдает в последовательный порт количество распадов в минуту (cpm). По сути, программа просто считает все события с нулевого прерывания (второй цифровой порт Arduino) за период 15 с и вычисляет по нему cpm [23]. Как указывается в известной литературе [14], количество событий, регистрируемых счетчиком СТС-5 или СБМ-20 за 40 с, примерно равняется фону радиации в микрорентгенах в час. Следует заметить, что применяемый в данном приборе счетчик Гейгера типа J305 в целом конструктивно сходен с СТС-5 или СБМ-20. Таким образом, результаты счета должны по порядку совпадать с уровнем радиации в микрорентгенах в час. Автор лишь немного подредактировал программу, так что бы считывать данные из монитора последовательного порта было удобнее (программа geiger).

Для начала сравним показания нашего индикатора радиоактивности с показаниями прибора СОЭКС.

В мониторе последовательного порта, хорошо видно, что радиоактивный распад, это случайный процесс. Таким образом, показания от одного цикла измерений к другому могут заметно изменяться, это нормально и не является поводом для беспокойства. Сам по себе нормальный радиационный фон тоже не опасен, все живое на Земле эволюционировало под его воздействием, так что опасаться естественного радиационного фона, это все равно, что бояться солнечного света или дождя, хотя больше половины наших сограждан считает иначе [24]. Причиной кратковременного повышения уровня радиации, может быть, к примеру, ливень вторичных частиц, порожденный космическим излучением [25]. В целом видно, что показания индикатора радиоактивности на Arduino по порядку вполне совпадают с показаниями индикатора радиоактивности СОЭКС.

Естественно интересно посмотреть, как поведет себя прибор при существенном повышении уровня радиации. В качестве «контрольного источника» было использовано пять бусин из уранового стекла [26]. Следует заметить, что уровень радиации от такого «источника» весьма низок даже в упор и быстро уменьшается с расстоянием. Радон урановое стекло, также, по всей видимости, не выделяет [27]. Так, что единственный способ пострадать от такого «источника», это подавиться бусиной. На фотографии, хорошо видно, что линия бусин положена параллельно оси счетчика Гейгера, так, чтобы максимально возможное количество частиц попало в детектор.

В мониторе, последовательного порта, хорошо видно, что показания возросли на порядок.

Для сравнения можно взять туже линию бусин и положить на нее индикатор радиоактивности СОЭКС. 

Следует отметить, что линия бусин лежит, на минимально возможном расстоянии от детектора, так чтобы как можно большая часть потока бета-частиц прошла через отверстия в корпусе, которые специально предназначенные для их пропуска. 

Хорошо видно, что показания по порядку совпадают, несколько более низкие показания можно объяснить, тем, что пластиковый корпус прибора экранирует часть потока бета частиц.

Разумеется, подобная «калибровка» индикатора радиоактивности носит очень приблизительный характер, хотя бы потому, что бытовой индикатор радиоактивности СОЭКС, далеко не лабораторный прибор. Кроме этого на показания может влиять множество других факторов. Одним из самых значительных может являться изменение взаимной геометрии источника и детектора излучения. К примеру, просто повернем детектор радиации на 90 градусов, так что бы линия бусин была перпендикулярна оси детектора.

Хорошо видно, что при этом показания снизились почти в три раза, из-за того, что теперь, гораздо меньше частиц может пролететь через детектор.
В целом даже просто измерение радиации от такого близкого бета-источника в микрорентгенах в час это условность, и вообще-то так делать нельзя [28-30]. Еще можно положить бусины сбоку от детектора, так, что бы корпус экранировал бета-частицы.

Как понимает автор, изрядная часть историй о том, что «дозиметр специально так сделан, что бы занижать показания» связана именно с неумением правильно организовать процесс измерения. Еще в качестве примера можно вспомнить дозиметр «Белла» [31] у которого счетчик Гейгера закрыт свинцовым экраном, что, по мнению некоторых впечатлительных граждан явно указывает на «заговор» с целью скрыть от людей реальный уровень радиационного фона. На самом деле данный прибор предназначен, для того чтобы работать с гамма-излучением, которое, как известно, обладает высокой проникающей способностью. Тонкий свинцовый экран призван отсечь бета-излучение проникающая способность которого гораздо меньше. При этом бывают дозиметры, у которых такой свинцовый экран является съемным, например «Терра» [32]. Одним словом процесс получения объективных данных об уровне радиации весьма не прост и требует как минимум хорошего знания возможностей своего измерительного прибора, усреднения показаний за значительный интервал времени, учета влияния взаимной геометрии источника и детектора и т.п.

 

  • 1) Ричард Д.Миллер Физика для будущих президентов – М.: Астрель: Полиграфиздат, 2011
  • 2) Александр Константинов Занимательная радиация. Всё, о чём вы хотели спросить: чем нас пугают, чего мы боимся, чего следует опасаться на самом деле, как снизить риски - Новоуральск.: ООО Аристократ, 2016.
  • 3) http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=80&topic=51
  • 4) http://forum.cxem.net/index.php?/topic/195844-совет-по-подключению-счётчиков-гейгера/
  • 5) http://radiokot.ru/circuit/digital/measure/60/
  • 6) https://pikabu.ru/story/schetchik_geygera_dlya_arduino_4990796
  • 7) http://arduino.ru/forum/programmirovanie/schetchik-geigera-arduino
  • 8) http://radioskot.ru/publ/byttekhnika/dozimetr_bytovoj_dgb_05b/21-1-0-898
  • 9) http://radioskot.ru/publ/byttekhnika/schetchik_ionizirujushhikh_chastic/21-1-0-904
  • 10) Лекомцев Д. Г. Демонстрационный индикатор радиоактивного излучения. Журнал Радио №1 2015, с. 40-41 
  • 11) Даниленко В., Кочетов Н. В лучах Беккереля. Журнал Моделист конструктор №5 1994 г. c.14-16
  • 12) Даниленко В., Кочетов Н. В лучах Беккереля. Журнал Моделист конструктор №6 1994 г. с.28-30
  • 13) Клементьев С. Самодельный радиометр. Журнал Юный техник №1 1956 г. с.64-65
  • 14) Поляков В. Индикатор радиоактивности. Журнал Юный техник №7 2011 г. с.74-78
  • 15) Здесь должна быть ссылка на мою статью Детектор радиации
  • 16) http://radioprog.ru/post/114
  • 17) https://all-arduino.ru/programmirovanie-arduino/attachinterrupt/
  • 18) http://robotosha.ru/arduino/arduino-interrupts.html
  • 19) https://all-arduino.ru/arduino-dlya-nachinayushhih-urok-14-preryvaniya/
  • 20) http://robocraft.ru/blog/arduino/45.html
  • 21) http://www.rhelectronics.net/store/radiation-logger.html
  • 22) http://radioshem.net/index.php?newsid=149
  • 23) https://modernsurvivalblog.com/nuclear/radiation-geiger-counter-the-radiation-network/
  • 24) https://wciom.ru/index.php?id=236&uid=111345
  • 25) http://livni.jinr.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=184&Itemid=102&lang=ru
  • 26) https://www.youtube.com/watch?v=oGtfbQZD4uE&index=9&list=PLjrd8KXBP-Aohp0mEFUz21gh4nHuEddxu
  • 27) https://www.youtube.com/watch?v=MJVQZhTaMbU
  • 28) https://www.youtube.com/watch?v=jasPSAIk428&index=22&list=PLjrd8KXBP-Aohp0mEFUz21gh4nHuEddxu
  • 29) https://www.youtube.com/watch?v=h4d5AUp-U2s&list=PLjrd8KXBP-Aohp0mEFUz21gh4nHuEddxu&index=20
  • 30) https://www.youtube.com/watch?v=2xpHH0yJl2A&list=PLjrd8KXBP-Aohp0mEFUz21gh4nHuEddxu&index=24
  • 31) http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=162
  • 32) http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=77&topic=1

Архив с программой. Специально для сайта Радиосхемы - Denev

   Форум по дозиметрам

   Обсудить статью ПОДКЛЮЧЕНИЕ ДЕТЕКТОРА РАДИАЦИИ К ARDUINO


Схемы наши, лайки ваши - всё по честному. Оцените:


РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ     Схема и фотографии простого регулируемого блока питания с токоограничительной защитой.

ТОКОПРОВОДЯЩИЙ ЛАК

     Испытание специального лака для ремонта пультов и других резиновых кнопочек, с токопроводящим покрытием.

ДЕТЕКТОР ПРОВОДКИ

ДЕТЕКТОР ПРОВОДКИ     Пошаговая сборка простого светодиодного детектора сетевой проводки.

УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ

     Схема и конструкция простого усилителя ЗЧ на 3 ватта, для начинающих радиолюбителей.


» ПОИСК СХЕМ



» РАДИОЭЛЕМЕНТЫ

Группа вконтакте Канал ютуб Группа в фэйсбук Мобильная версия © 2010-2018, "Радиосхемы". Все права защищены. Почта