РАДИАЦИОННЫЙ ДОЗИМЕТР

     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

РАДИАЦИОННЫЙ ДОЗИМЕТР

      

Радиоактивное излучение за редчайшими исключениями [1] не может быть зафиксировано напрямую органами чувств человека, по этому для его обнаружения и объективного измерения необходимо использовать те или иные измерительные приборы. Как известно радиация это поток элементарных частиц с большой, по меркам микромира энергией. При этом в качестве этих частиц могут выступать полностью ионизированные ядра атомов гелия (альфа-частицы), поток электронов (бета-частицы), электромагнитное излучение с большой энергией (гамма-излучение, либо рентгеновское излучение в зависимости от энергии фотонов), протоны, нейтроны, ионы тяжелых элементов. Впрочем, последние три типа излучения встретить за пределами активной зоны атомного реактора, эпицентра ядерного взрыва или рабочего объема ускорителя достаточно трудно. А вот альфа, бета и гамма частицы могут излучать многие радиоактивные изотопы [2]. 

При этом в зависимости от типа частиц проникающая способность радиоактивного излучения может сильно отличаться [3]. Если поток альфа-частиц практически полностью задерживается листом бумаги или кожей человека, то поток бета-частиц можно остановить слоем стекла или алюминия толщиной в несколько миллиметров, а гамма-частицы требуют для экранирования толстого слоя свинца или бетона. Часто бытует представление, что чем больше проникающая способность излучения, тем оно опаснее, но это верно лишь отчасти.

Гамма- и бета-частицы, относительно слабо взаимодействуют с веществом, что с одной стороны дает им возможность пронизывать большие толщи материи, но при этом разрушения, производимые этими типами частиц на своем пути сравнительно не велики. В тоже время альфа-частица быстро отдает свою энергию веществу, а значит, если этим вещество окажутся биологические ткани, то им будет нанесен гораздо больший ущерб.

Источники альфа-излучения в первую очередь опасны при попадании внутрь организма с воздухом, водой, пищей. Для того чтобы зафиксировать альфа-частицы и мягкие бета-частицы, нужны специальные, достаточно дорогие, детекторы [4] с торцевым слюдяным окном. Детекторы радиации на основе классических счетчиков Гейгера-Мюллера [5], способны фиксировать гамма-излучение, жесткое (высокоэнергетическое) бета-излучение и рентгеновское излучение, т.е. те типы ионизирующих излучений, которые способны проникнуть внутрь металлической или стеклянной трубки счетчика. Следует отметить, что счетчик Гейгера – это чувствительный элемент прибора, а не весь прибор.

Данное пространное вступление необходимо для того, что бы ясно себе представлять для чего служат различные типы регистраторов ионизирующих излучений и чего стоит от них ожидать. На Aliexpress широко представлены недорогие бытовые приборы [6], с ними автор дела не имел, но можно предположить, что это приборы похожие на отечественный индикатор радиоактивности СОЭКС [7-8], или украинский ТЕРРА [9]. Другим вариантом индикатора радиоактивности являются миниатюрные приставки к смартфону [10]. Впрочем, здесь [4] таким индикаторам-приставкам дается отрицательная оценка, автор лично с такими устройствами не работал, но склонен подобной оценке доверять. (Автор по образованию физик, если что).

Дело в том, что малый размер корпуса означает и малый рабочий объем детектора, что неизбежно при прочих равных условиях негативно сказывается на его чувствительности. Учитывая, что в бытовых условиях, как правило, приходится иметь дело только с относительно малыми уровнями радиации, то подобная приставка к смартфону окажется бесполезной. Во всяком случае, пока вы не решите погулять возле свежеразрушенного атомного реактора или пока на горизонте не вырастет гриб ядерного взрыва. Основываясь на этих соображениях, решено было приобрести готовую плату со счетчиком Гейгера типа J305.

Согласно заверениям продавца вместо штатного счетчика можно установить широко распространенные счетчики Гейгера типа СТС-5 и СБМ-20. Устройство пришло надежно упакованным в две коробки из упаковочного картона переложенные пенопластом. Учтивая, что корпус счетчика Гейгера в данном устройстве стеклянный, эти предосторожности выглядят не лишними. Плата с установленным на ней счетчиком Гейгера помещена в запаянный антистатический пакет, а прочие принадлежности уложены в полиэтиленовый пакет.

   

Плата имеет размер 115х67 мм, масса устройства составляет 50 г с установленной трубкой счетчика, но без защитного оргстекла.

Кроме устройства в комплект поставки входит защитная пластина из оргстекла 115х67 мм, толщиной 1,5 мм. Благодаря четырем крепежным отверстиям пластину можно укрепить на плате со стороны радиоэлементов. 

 

Но при этом следует иметь в виду, что проникающая способность бета-частиц не очень велика, а им и так что бы вызвать срабатывание счетчика надо проникать сквозь его стеклянные стенки. Одним словом, редкая бета-частица долетит до середины стекла. По этому объект, подозреваемый на бета-активность надо либо подносить с торца платы, так чтобы оргстекло не заслоняло траекторию полета бета-частиц, либо проделать в пластине несколько отверстий напротив счетчика, как это делается в большинстве заводских приборов. 

Для крепления защитного стекла в комплекте предусмотрены четыре латунные стойки.

Кроме пластины в комплект поставки входит аудиокабель длиной 50 см с разъемами TRS 3,5 мм на концах. На плате индикатора радиоактивности имеется соответствующий аудио разъем.

Для передачи данных на внешнюю регистрирующую аппаратуру на плате прибора имеется трехконтактный разъем и соответственно предусмотрен, короткий 20 см трех проводной кабель. 

Как понимает автор, данное устройство предназначено для совместной работы с аппаратной платформой Arduino. Питание устройства может осуществляться через круглый разъем питания от USB-порта компьютера, для чего в комплект поставки включен кабель питания длиной 1 м. Для автономной работы устройство можно питать от батареи из трех гальванических элементов типоразмера АА. Колодка для них также имеется в комплекте. Устройство питается постоянным током напряжением 4,5-5 В, при этом ток потребления составляет 12 мА при напряжении 4,3 В.

На плате имеется выключатель питания S1. После включения на плате загорается индикатор питания D24. При срабатывании счетчика кратковременно загорается светодиод D23 (рядом с ним располагается знак радиационной опасности), и слышен звуковой сигнал.

Для испытания устройства было использовано несколько бусин из уранового секла [11]. 

Таким образом, даже без подключения дополнительных средств индикации и анализа полученных результатов измерений, данное устройство может выступать в роли простейшего индикатора радиоактивности [12-17]. Теоретически, подсчитывая количество импульсов можно сделать количественный вывод об уровне радиации [18], однако подсчет щелчков на слух не самый точный способ для количественных измерений, к тому же взаимное положение точечного источника излучения и протяженного детектора тоже сильно сказывается на результате. По этим причинам для адекватных измерений необходимо использовать специальную регистрирующую схему. 

В целом данное устройство представляет собой хорошую заготовку для относительно дешевого индикатора радиоактивности, который с одной стороны, гораздо дешевле аналогичных заводских приборов, а с другой требует для своей доработки не слишком высоких навыков радиоконструирования.

О работе дозиметра

В заключении хотелось бы отметить, что, зафиксировав небольшое превышение фоновых значений, не стоит впадать в панику. Дело в том, что СМИ после Чернобыльской катастрофы сформировали в обществе настоящую радиофобию, и значительная часть страхов связанных с радиацией преувеличена, а то и вовсе ложна. Как понимает автор, радиация отлично укладывается в шаблонный образ незримой смерти, от которой не скрыться и не убежать. По этой причине есть массовые протесты против использования атомной энергии, но ни кто не протестует против употребления автомобилей, хотя общее количество жертв автомобильных аварий все за один год в России [19] гораздо больше общего числа жертв Чернобыльской катастрофы [20]. Однако большинству людей кажется, что уж лично они от ДТП всегда ловко увернуться, так как автомобили и связанные с ними опасности отлично знакомы всем. Радиация при этом выступает чем-то совершенно непонятным, что наглядно доказывает опрос ВЦИОМ [21], а непонятное всегда пугает.

Автор подозревает, что общее число погибших только в ДТП по всему миру должно на порядок превосходить общее число жертв атомной энергии, даже если учесть Хиросиму и Нагасаки [22]. Свежим примером подобно может служить история про «страшный выброс» рутения-106, когда в действительности никакой опасности не было от слова «совсем» [23-24]. Дело в том, что при освещении темы радиационной опасности в лучшем случае получается ситуация, когда журналист, который не разбирается в вопросе, рассказывает о радиации обывателям, которые понимают еще меньше, а в худшем случае журналисты намеренно накручивают рейтинг, откровенно запугивая общественность на ровном месте. 

На самом деле сейчас даже в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС все не так страшно [25-27], а Хиросима и Нагасаки это нормальные города с немалым населением, где радиационный фон не представляет собой что-то особенное [28]. Для более глубокого понимания вопроса о радиационной опасности и того, чего следует опасаться, а что не является поводом для тревоги, следует ознакомиться с хорошей научно-популярной литературой по данному вопросу, а уже потом пытаться делать какие-либо выводы [29-30]. Автор: Denev.

  • 1) http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/cosmos/711/
  • 2) https://www.youtube.com/watch?v=RkMJkqjNObY&index=3&list=PLoQVUgEFJ28zwLqM7yL_bfA2JlOxW-heD
  • 3) https://www.youtube.com/watch?v=fjxQ25nDvqQ
  • 4) https://mydozimetr.ru/articles/dosimeter_choose
  • 5) https://ru.wikipedia.org/wiki/Счётчик_Гейгера
  • 6) https://ru.aliexpress.com/item/Geiger-counter-Nuclear-radiation-detector-Personal-dosimeters-Marble-detector-nuclear-radiation-tester-With-a-display-screen/32656522286.html
  • 7) https://soeks.ru/image/catalog/Serifikat/User-guide_Dosimeter_SOEKS-01M-Prime_ru.pdf
  • 8) https://club.dns-shop.ru/bitovaya-tehnika/Обзор-дозиметра-СОЭКС-01М-Прайм/
  • 9) http://www.doza.ru/docs/radiation_control/MKS_05_Terra.pdf
  • 10) https://ru.aliexpress.com/item/Smart-Geiger-Radiation-Watch-Counter-nuclear-Gamma-X-ray-for-iOS-Android/32773283426.html
  • 11) https://www.youtube.com/watch?v=oGtfbQZD4uE&index=9&list=PLjrd8KXBP-Aohp0mEFUz21gh4nHuEddxu
  • 12) http://radioskot.ru/publ/byttekhnika/dozimetr_bytovoj_dgb_05b/21-1-0-898
  • 13) http://radioskot.ru/publ/byttekhnika/schetchik_ionizirujushhikh_chastic/21-1-0-904
  • 14) Лекомцев Д. Г. Демонстрационный индикатор радиоактивного излучения. Журнал Радио №1 2015, с. 40-41 
  • 15) Даниленко В., Кочетов Н. В лучах Беккереля. Журнал Моделист конструктор №5 1994 г. c.14-16
  • 16) Даниленко В., Кочетов Н. В лучах Беккереля. Журнал Моделист конструктор №6 1994 г. с.28-30
  • 17) Клементьев С. Самодельный радиометр. Журнал Юный техник №1 1956 г. с.64-65
  • 18) Поляков В. Индикатор радиоактивности. Журнал Юный техник №7 2011 г. с.74-78
  • 19) http://avtopravozashita.ru/dtp/statistika-dtp-v-rossii-za-2016-god.html
  • 20) https://ru.wikipedia.org/wiki/Авария_на_Чернобыльской_АЭС
  • 21) https://wciom.ru/index.php?id=236&uid=111345
  • 22) https://ru.wikipedia.org/wiki/Атомные_бомбардировки_Хиросимы_и_Нагасаки
  • 23) https://www.youtube.com/watch?v=rDUS1mML270&t=11s
  • 24) https://www.youtube.com/watch?v=M3Fd02ujxzQ&t=823s
  • 25) 5. Б.Жуков Озверевшее пространство, журнал «Вокруг света» №4 2011
  • 26) http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/7389/
  • 27) https://www.youtube.com/watch?v=tsfZSNmyC34
  • 28) https://www.youtube.com/watch?v=NR_vCqoBl18
  • 29) Ричард Д.Миллер Физика для будущих президентов – М.: Астрель: Полиграфиздат, 2011
  • 30) 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.

   Форум

   Обсудить статью РАДИАЦИОННЫЙ ДОЗИМЕТР


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


МУЛЬТИКОПТЕР

МУЛЬТИКОПТЕР     Знакомство с интересной новинкой - летающая радиоуправляемая платформа "мультикоптер".


ПРОСМОТР 3Д

ПРОСМОТР 3Д     3Д видео - новое слово в кинематографе или очередная модная, но ненужная новинка?

ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕСЛА - 2

ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕСЛА - 2     Изобретения Н. Тесла - передача тока на расстояние без проводов.

ВЕНТИЛЯЦИЯ ПРИ ПАЙКЕ

     Готовое решение для очистки воздуха при пайке печатных плат и других радиомонтажных работах.


» ПОИСК СХЕМ



» РАДИОЭЛЕМЕНТЫ

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