Dosimeter für Seryozha. Teil II Hundertjährige Röhren gegen friedliches Atom

Im ersten Teil meiner Geschichte habe ich ohne Zweifel über die Hersteller der belarussischen TOP-Dosimeter gesprochen. Trotz aller Vorteile reduzieren die Hauptnachteile - der Mangel an Einzelhandelsumsätzen und der hohe Preis auch auf dem Sekundärmarkt - den Nutzen dieser Geräte für den Durchschnittsbenutzer auf Null. Der Hauptanspruch auf Geräte zur Überwachung der Hintergrundstrahlung des Laien besteht darin, einfach und billig zu sein. Daher werde ich heute versuchen, meine Vision von einfachen Radioaktivitätsdetektoren am Knie zu beschreiben. Es gibt dort keine Szintillatoren für Hunderte und Tausende von Dollar, Wicklungstransformatoren und Ätzplatinen. Heutzutage liegt unter dem Schnitt das, was in der Macht jeder Person liegt, die über ein Standardniveau an technischer Kompetenz verfügt.

Das Problem ist, dass Strahlung nicht sichtbar ist, dies bedeutet jedoch nicht, dass dies nicht der Fall ist. Jede Familie hat zu Hause ein Thermometer, obwohl Mutter eine Hand auf die Stirn ihres Kindes legen und fühlen kann, ob die Temperatur hoch ist. Aber niemand hat zu Hause ein Dosimeter, obwohl Strahlung nicht weniger gefährlich ist als Fieber, und keiner der Sinne kann es spüren.
L.A. Antonovskaya (Polimaster) in einem Interview mit der Zeitschrift Office Life

Vor kurzem, vor allem angesichts der Ereignisse in Sewerodwinsk , Ideen über die sogenannten nationale Überwachung der Strahlungssituation (Webcam + Dosimeter + Rundfunk). Die Macher solcher Konzepte glauben aufrichtig, dass dies mit ihren wenigen Geräten sicherlich nicht passieren wird, wenn die Kommunikationsstationen nach dem Vorfall plötzlich verschwunden sind. Meiner subjektiven Meinung nach das beste „People's Monitoring“ = Telegrammkanal + Smartphone mit Kamera und Geolokalisierung + jedes (!) Dosimeter. Ich wollte sofort ein IRC-Netzwerk schreiben und mich an die Online-Übertragung des Beschusses des Weißen Hauses erinnern . Mit minimalem Aufwand und der Verfügbarkeit von Freiwilligen ist es mit solchen Geräten durchaus möglich, die Funktionsweise einer Echtzeitkarte der Strahlungssituation in einer einzelnen Stadt oder sogar einem Land zu ermitteln. Der „Engpass“ in diesem System ist das Dosimeter. Denn trotz der Tatsache, dass „ Master-1-Dosimeter mehr als eine Million Einheiten produziert wurden “, 30 Jahre nach dem Kernkraftwerk Tschernobyl in der Hauptstadt der Republik, ist es unmöglich, irgendwo anders im von dem Unfall am stärksten betroffenen Einzelhandel ein Dosimeter zu kaufen. Keine.

Es ist zwar zuzugeben, dass Stimmen „über nutzlose Radiophobie“ zunehmend zu klingen beginnen. Darüber hinaus erreichen diese „Anti-Radiophoben“ manchmal den Punkt der Absurdität. Was ist zumindest verschiedene Opusse von "Kollegen Wissenschaftler, assoziieren Professoren mit Kandidaten" wert. Insbesondere der Doktor der Geschichtswissenschaften, führender Forscher am Institut für internationale Sicherheitsprobleme, außerordentlicher Professor der Moskauer Staatsuniversität Aleksey Valerievich Fenenko (unter dem Pseudonym Valery Alekseev) beweist beispielsweise vehement, dass ein Atomkrieg menschlich ist, hehe.


Ich erinnere mich an meine frühe Kindheit und die Jahre der „UdSSR nach Tschernobyl“. Aus irgendeinem Grund erinnere ich mich nur an das Gefühl der Verzweiflung durch die Hilflosigkeit meiner Eltern. Wenn alles um ihn herum mit einer Fülle von Gerüchten, Lügen, Spekulationen erstickt ist und niemand weiß, was er tatsächlich tun soll. Alle um uns herum fliehen in Panik "wegen der Strahlung" und Sie sind nicht in der Lage, das Ausmaß dieser Strahlung abzuschätzen, und Sie wissen nicht, wo Sie laufen sollen und ob es sich lohnt zu laufen ... Ich habe mir von Kindheit an das Axiom ausgedacht: "Die beste Bestätigung ist, es zu wissen und zu können!" ".

Also weiter über die Detektoren an den Fingern.

Über Arten ionisierender Strahlung und Methoden zu deren Nachweis

Für die überwiegende Mehrheit der Menschen ist das Minimum an dosimetrischen Geräten ein Signalgerät, das einen Überschuss an Gamma-Hintergrund auslöst. Enthusiasten benötigen bereits genaue digitale Werte, hohe Empfindlichkeit, akkumulierte Dosis usw. Ein minimal funktionierendes Haushaltsdosimeter muss lediglich Gammastrahlung und harte Betastrahlung erfassen und verfügt über einen Suchmodus (d. H. Es wählt / vibriert für jeden Fall der Quanten- / Partikelregistrierung). Ein gutes Haushaltsdosimeter - es sollte sich weich anfühlen und zusätzlich besser Alpha-Strahlung. Ein Gerät zur Beurteilung der Radioaktivität von Produkten sollte auch eine ähnliche Funktionalität wie ein gutes Dosimeter aufweisen. Produkte sind übrigens im Allgemeinen eine andere Sache. Im Gegensatz zu spontanen Emissionen und Unfällen haben dieselben Radioisotope von Tschernobyl ihre Aufenthaltserlaubnis lange geändert. Nachdem sie sich aufgelöst hatten und zu Lebensmitteln übergegangen waren, kamen sie dem „Darm“ einer Person sehr nahe und erhöhten tausende Male (1 / Quadrat der Entfernung) ihre Gefahr für alle, die diese Produkte konsumieren. Wir werden separat darüber sprechen. In der Zwischenzeit eine Einführung in Strahlungsdetektoren.

Der Zweck der gemeinsamen Detektoren ist in der folgenden Tabelle aufgeführt (Hallo an den Doktoranden Prof. Davydov;), wenn er den Artikel liest).


Es ist ersichtlich, dass Geiger-Müller-Zähler zur Bestimmung der häufigsten Strahlungsarten gut geeignet sind. Ihre Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Strahlungen hängt zwar vom Design des Messgeräts ab. Es sieht so aus:

α-Partikel (Heliumkerne) - Geiger-Müller-Zähler mit Glimmerfenster (sogenannte „Pancakes“)
β-Teilchen (Elektronen) - Geiger-Müller-Zähler mit Glimmerfenster („weiches β“), zylindrische Geiger-Müller-Zähler („hartes β“)
γ-Quanten (Röntgenstrahlen) - zylindrische Geiger-Müller-Zähler
Neutronen - Szintillationsdetektoren

Daraus folgt, dass für Menschen, die in postsowjetischen Gebieten (= mit Tausenden von Militärbasen und Lagerhäusern) leben, die Menschen nicht für ein paar Dollar nach einem chinesischen „angeblichen Dosimeter“ auf aliexpress suchen sollten, sondern Freunde von „Großvätern“ nach einem Geigerzähler fragen sollten. Sozusagen die Legenden des legendären Yu.A. Vinogradova (aus dem Buch Ionizing Radiation: Detection, Control, Protection):

Frage des Gastgebers: Und wie kommen Sie aus dieser Situation heraus (mein Kommentar ist das Fehlen einer angemessenen Strahlenkontrolle)? Was schlagen Sie vor?
Antworte Yu.A. Vinogradova: Natürlich habe ich Vorschläge. <...> Und alle - ich schenke dem besondere Aufmerksamkeit! - Sie benötigen weder Geld noch materielle Investitionen von der Staatskasse. Hier sind sie:
<...> Starten Sie sofort einen offenen Verkauf von Geigerzählern auf dem heimischen Markt. Alles, was noch nicht im Ausland verkauft und an inländische Dosimetriegeräte geliefert wurde, sollte in die Regale gelangen.
<...> gezwungen, alle technologischen Unterlagen für die Herstellung von Geigerzählern aus dem Minatomenergoprom zurückzuziehen und allen anzubieten, die die Herstellung dieser Produkte etablieren wollen.

"Für jeden Tag" lohnt sich die Suche nach SBM-20 (STS-5) und "für die Zukunft" - Glimmerzähler SI-8B, SBT-10, SBT-11. Wenn es uns gelungen ist, zu finden / auszutauschen / zu kaufen, lesen wir weiter.

Geigerzähler - ein universeller und einfacher Strahlungsdetektor

Keines, selbst das schönste und teuerste radiometrische Gerät funktioniert nicht "in Echtzeit". Er muss die Anzahl der Ereignisse (Quantenklicks) pro Zeiteinheit messen, diese Werte integrieren und das Ergebnis gemäß dem darin festgelegten Algorithmus erzeugen. Unabhängig von der Software und den mathematischen Modellen, die selbst in den neuesten Dosimetern verwendet werden, ist das Hauptarbeitspferd ein Gerät, das mehr als hundert Jahre alt ist. Dies ist ein Geigerzähler. Im Kern war das 1908 vom deutschen Physiker Hans Geiger vorgeschlagene Gerät eine Fortsetzung der Ionisationskammer, mit der Pierre Curie arbeitete, und ein elektrischer Kondensator, der mit Gas bei niedrigem Druck gefüllt war. Walter Müller schuf 1928 unter der Aufsicht von Geiger verschiedene Arten von Strahlungszählern zum Nachweis verschiedener ionisierender Partikel. Diese Modifikation des Gerätes ist ein Geiger-Müller-Zähler.


Trotz seiner Nichtselektivität für verschiedene Arten von Strahlung ist der Sensor jetzt perfekt für die allgemeine Messung der Intensität ionisierender Strahlung geeignet.

Der Geiger-Müller-Gasentladungszähler wird üblicherweise in Form eines gut evakuierten versiegelten Glas- oder Metallrohrs hergestellt. Der Zylinder eines Zählers, der auf harte Beta- und Gammastrahlung reagiert, hat normalerweise die Form eines Zylinders aus Edelstahl mit einer Wandstärke von 0,05–0,3 mm. Typischerweise nehmen Zähler Strahlung mit ihrer gesamten Oberfläche wahr, aber es gibt auch solche, für die im Zylinder ein spezielles „Fenster“ vorgesehen ist. Das Eingangsfenster des Zählers, das für Alpha- und weiche Beta-Strahlung empfindlich ist, besteht aus Glimmer oder Mylar mit einer Dicke von 3 bis 17 Mikrometern. Das Fenster des Röntgenzählers besteht aus Beryllium und der Ultraviolettzähler aus Quarzglas.

Im Fall eines dünnwandigen Metallrohrs wird es zusätzlich gewellt, um dem äußeren atmosphärischen Druck Steifheit und Beständigkeit zu verleihen, wodurch es nicht komprimiert werden kann. An den Rohrenden befinden sich Dichtungsisolatoren aus Glas oder duroplastischem Kunststoff. Sie enthalten auch Anschlusskappen zum Anschluss an den Instrumentenkreis. Ein dünner Draht wird entlang der Achse des Rohrs gespannt, und ein Metallzylinder befindet sich koaxial dazu. Im Bild unten - die interne Struktur des "nationalen" Zählers SBM-20


Sowohl die Röhre als auch der Draht sind Elektroden: die Kathodenröhre und der Anodendraht. Das Minus von der Konstantspannungsquelle ist mit der Kathode verbunden, und der große konstante Widerstand R - Plus von der Konstantspannungsquelle ist mit der Anode verbunden.


Elektrisch wird ein Spannungsteiler erhalten, an dessen Mittelpunkt (dem Übergang des Widerstands und der Gegenanode) die Spannung nahezu gleich der Spannung an der Quelle ist. Die Spannung am Messgerät (normalerweise 300-500 V) wird so gewählt, dass keine Selbstentladung und kein Strom durch das Messgerät fließt.

Der Betrieb des Messgeräts basiert auf der Stoßionisation. Quanten, die von einem radioaktiven Isotop emittiert werden und auf die Gegenwände fallen, schlagen Elektronen heraus. Elektronen, die sich im Kolben bewegen und mit Gasatomen kollidieren, schlagen Sekundärelektronen aus ihnen heraus und erzeugen positive Ionen und freie Elektronen. Das elektrische Feld zwischen der Kathode und der Anode beschleunigt die Elektronen auf die Energien, bei denen die Schockionisation beginnt.


Es entsteht eine Ionenlawine. Unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes werden Elektronen in Richtung der Anode beschleunigt und positiv geladene Gasionen - zur Kathode der Röhre. Somit steigt der durch das Messgerät fließende elektrische Strom sofort an und der Widerstand der Röhre nimmt ab (und damit die Spannung am Mittelpunkt des Spannungsteilers). In diesem Fall wird am Widerstand R ein Spannungsimpuls erzeugt, der dem Aufzeichnungsgerät zugeführt wird. Damit der Zähler das nächste Partikel registrieren kann, das in ihn gelangt, muss die Lawinenladung gelöscht werden. Dies geschieht automatisch. In dem Moment, in dem ein Stromimpuls auf dem Widerstand R auftritt, tritt ein großer Spannungsabfall auf, so dass die Spannung zwischen Anode und Kathode stark abnimmt, um die Entladung zu stoppen, und nach einem Bruchteil einer Millisekunde ist das Messgerät wieder betriebsbereit.

In gasgefüllten Zählern wandern positive Ionen bis zur Kathode und werden in der Nähe neutralisiert, wodurch Elektronen aus dem Metall gerissen werden. Diese zusätzlichen Elektronen können zum Auftreten der nächsten Entladung führen, wenn Sie keine Maßnahmen ergreifen, um sie zu verhindern und zu löschen. Es sei daran erinnert, dass ein Geiger-Müller-Zähler als nicht selbstverlöschender Zähler bezeichnet wird. Die jetzt aktiv verwendeten selbstverlöschenden Zähler sind die von Trost vorgeschlagenen Modifikationen und unterscheiden sich in der Zusammensetzung des Füllgasgemisches. Selbstverlöschende Messgeräte haben eine höhere Geschwindigkeit und bei Verwendung besteht kein Problem beim Löschen der Entladung. Um die Entladung in einem nicht selbstverlöschenden Zähler zu löschen, müssen etwa 10 GΩ (!) In die Widerstandsanodenschaltung aufgenommen werden. Ein wesentlicher Nachteil eines solchen Schemas ist jedoch seine geringe zeitliche Auflösung in der Größenordnung von 10 ^–3 s und mehr.

Bei herkömmlichen Gasentladungsmessgeräten wird Luft aus dem Kolben abgepumpt (um den elektrischen Durchschlag zu erleichtern), und stattdessen wird Inertgas (inert, da das für die Messgeräte verwendete Gasmedium einen ausreichend kleinen Elektronenanlagerungskoeffizienten aufweisen muss) unter leichtem Druck mit einer Beimischung eines Löschadditivs zugesetzt. Alkohol wurde als Abschreckadditiv und später Halogene (Chlor, Brom) verwendet. Der Übergang von Alkohol zu Halogenen führt trotz des Anstiegs der Kosten für die Produktionslinie solcher Messgeräte zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Detektors. Beim Abschrecken zersetzen sich mehrwertige Alkoholmoleküle in Moleküle aus Acetylen, Methan, Sauerstoff usw.). Das geometrische Durchschnittsmessgerät hat ungefähr 10 ²⁰ Alkoholmoleküle. Da bei jeder Entladung ~ ^{10 10} Alkoholionen in einem solchen Zähler dissoziieren, zerfallen nach 10 ¹⁰ Impulsen alle Moleküle. Dies führt zu einer Alterung des Zählers, einer Änderung seiner Eigenschaften (Erhöhung des Zündpotentials der Entladung, Erhöhung der Neigung des Plateaus usw.). Oft gibt es Zähler, die während der Prüfung ständig zu „klingeln“ beginnen und nicht im vorgeschriebenen Modus arbeiten können. Dieses Phänomen wird durch den kritischen Verbrauch des Abschreckadditivs im Gasgemisch verursacht, der ein Indikator für die schwerwiegende Betriebszeit solcher Zähler sein kann. Wenn das gesamte Löschadditiv „durchgebrannt“ ist und das Messgerät nicht mehr selbstverlöschend ist, kann es theoretisch mit einem Widerstand von 10 GΩ wie oben beschrieben wiederbelebt werden.

In Geiger-Müller-Halogenzählern wird dem Edelgas eine geringe Menge Halogen (Brom oder Chlor) zugesetzt. Üblicherweise werden 0,1% Chlor zugesetzt. Der Löschmechanismus in Halogenmessgeräten ähnelt dem gleichen Verfahren in Messgeräten mit organischen Abschreckmischungen, mit dem Unterschied, dass das Abschreckgas während des Abschreckvorgangs nicht verbraucht wird. Wenn die Entladung gelöscht wird, dissoziieren zweiatomige Halogenmoleküle, jedoch wird aufgrund des Rekombinationsprozesses die Menge an Halogengas jederzeit konstant gehalten. Darüber hinaus arbeiten Halogen-Blindmessgeräte bei niedriger Betriebsspannung (~ 300 V). Solche Niederspannungsvorrichtungen enthalten neben Neon 0,1% Argon und Halogen im Kolben. Das Bild unten zeigt, wie der Kolben des gemeinsamen SBM-20-Zählers gefüllt ist.



Übrigens eine Bemerkung für diejenigen, die glauben, dass die Schalter, die in der Garage ihres Großvaters aufbewahrt wurden, ihre Ressourcen erschöpft haben. Es ist nicht so. Eine Ressource wird nur berücksichtigt, wenn eine Betriebsspannung an das Messgerät angelegt wird. Wenn das Messgerät einfach gelagert wird, wird dieser Alkohol nicht konsumiert.

Im Falle eines vollständigen Verkaufs von Aktien des sowjetischen SBM-20 und eines hohen Preises für neue - eine kleine Bemerkung über Amateurleistungen.


Wenn wir die auf dem Markt erhältlichen zylindrischen Geigerzähler betrachten, dann wird der bereits erwähnte SBM-20 (U) -Detektor (STS-5) immer noch der absolute Marktführer bei der Installation in Personendosimetern (einschließlich sowjetischer Haushaltszähler) sein, um diese zu ersetzen. billiger zu kaufen Analoga von Phillips, wie ZP1400, ZP 1310, ZP1320).


Ein möglicher Ersatz für SBM-20 kann SI29BG sein. Auf dem Foto - ein Vergleich mit SBM-20. Kleinere Größe, günstigerer Preis, höhere Empfindlichkeit. Ein weiteres Layout, das für die Verwendung in verschiedenen hausgemachten Produkten bequemer ist.



Was Geiger-Endzähler mit Glimmerfenster betrifft (der sogenannte Pancake GM, unserer Meinung nach „Pancake“), so kann SI8B hier als absolutes Muss bezeichnet werden.



Und auch 11 (die Version mit Index A zeigt, dass der Detektor im Vergleich zu einem Detektor ohne Index ein dünneres Glimmerfenster hat). Dieser Detektor „sollte in jedem Haus sein“, da er aufgrund seiner Empfindlichkeit (= „Breitband“) gegenüber weicher Betastrahlung (und Alphastrahlung) als Hilfe bei der Beurteilung der Radioaktivität von Lebensmitteln dienen kann (wie kann ich das tun? Ich werde in nachfolgenden Artikeln schreiben). In Bezug auf elektrische Eigenschaften und Gammaempfindlichkeit befindet sich dieser Zähler in der Nähe von SBM-20, aber im Gegensatz zu SBM-ki können Sie optional einige seiner Segmente ausschalten (z. B. bei hohen Zählgeschwindigkeiten).


Der SBT10-Sensor kann auch eine Empfindlichkeit gegenüber SI8B aufweisen. Die Glimmerfensterfläche dieser Detektoren ist nahezu gleich. Der Unterschied besteht darin, dass Sie mit SBT10 die Zählelemente in beliebiger Reihenfolge ausschalten können (bei hohen Zählgeschwindigkeiten). Das Eigenrauschen ist höher als bei SI8B (jedoch nur bei Revisionen ohne Index A).

Unter den ausländischen Analoga können wir LND712 (der „Goldstandard für PC GM“), LND 7313 (Analogon von SI8B), LND 7317 erwähnen. Das 712. ist klein, hat eine gute Empfindlichkeit gegenüber Beta / Gammastrahlung und das beste in Bezug auf Alpha.

Ich möchte auch einen Zähler wie SBT-9 erwähnen, der zusammen mit SBM-20 aktiv eingesetzt wurde und gelegentlich noch auf Flohmärkten zu finden ist.


Gegenüber SBM-20 hatte es einen unbestreitbaren Vorteil - das Glimmerfenster (= Empfindlichkeit gegenüber weicher Betastrahlung). Vor dem natürlichen Gamma-Hintergrund verliert der SBT-9 aufgrund der geringeren Größe den SBM-20 in Bezug auf die Anzahl der Imp / min. Andererseits „sieht“ SBT-9 Alphastrahlung und weiche Betastrahlung.


In letzter Zeit ist es übrigens viel billiger geworden, einen amerikanischen Glimmersensor (wie LND 712) zu kaufen. Verkäufer im postsowjetischen Raum haben einfach die Kette gebrochen und fordern SBT-11 von etwa 90, jeweils 10-12 Tausend Rubel. Gleichzeitig berücksichtigen die Jungs nicht, dass während der Lagerung die Atmosphäre in der Theke durch Glimmer verschwinden könnte. Überprüfen Sie solche Dinge also immer beim Kauf (wie - lesen Sie unten).

Überprüfung der Leistung des Geiger-Müller-Zählers

Mit dem Geräteschalter fand Geiger-Müller heraus. Jetzt ist es an der Zeit, darüber zu sprechen, wie eine einfache Person die Funktionsfähigkeit dieses Sensors in einem Haushaltsdosimeter überprüfen kann. Offensichtlich kann ein chinesisches Multimeter das Gerät einfach nicht anrufen. Um die Hochspannung an Geigerzählern zu messen, benötigen Sie ein elektrostatisches Voltmeter (z. B. C50, C507-508 usw.) oder einen erfahrenen Benutzer.

In einem kürzlich dem Film „Tschernobyl“ gewidmeten Interview wurden Artikel von L.A. bereits im Epigraph erwähnt Antonovskaya beschrieb grob ein Gerät, mit dem die Leistung eines Geiger-Müller-Zählers getestet werden kann.

Zu Hause, buchstäblich innerhalb einer halben Stunde, sammelte mein Vater einen einfachen Indikator. Von einem Geigerzähler Müller, der irgendwo auf seinem Schreibtisch lag, einer Drei-Volt-Batterie eines Militärfeldtelefons, das auf seine Zeit wartete, und einer gewöhnlichen Neonlampe. Diese drei Elemente waren durch Drahtstücke in Reihe geschaltet, und die Neonröhre blinkte sofort unregelmäßig und fixierte die vom Zähler aufgenommene Gammastrahlung. Weiter - kleine Berechnungen zur Bindung der aus dem Pass bekannten Pulsempfindlichkeit des Messgeräts an die Messzeit. Es musste gezählt werden, wie oft ein Neon in 36 Sekunden blinken würde. Wie oft blinkt es - dies ist der Wert der Dosisleistung in μR / h.

Anmerkung der Kommentatoren : 1) Lyudmila Alexandrovna hat vergessen, den hochohmigen Löschwiderstand zu erwähnen (im Fall von SBM-20 muss er mindestens 5 Megaohm betragen. 2). Die Spannung am Feldtelefon beträgt 10 V, 300 V an der Anodenbatterie.

Ungefähr das gleiche Gerät, dessen Schema in der Zeitung Arguments and Facts für 1990 beschrieben wurde, kann sicher als das erste auf postsowjetischem Gebiet veröffentlichte Dosimeter-Schema angesehen werden.



Und im ersten und zweiten Gerät - einer Hochspannungsquelle - das Hauptelement in jedem Stromkreis. Nicht jeder zu Hause hat eine Batterie von einem Feldtelefon, noch kann jemand einen Transformator selbst aufwickeln oder einen blockierenden Generatorstromkreis herstellen.

In der Zwischenzeit gibt es mehrere recht einfache Möglichkeiten, eine einfache Hochspannungsquelle zusammenzubauen und mit einem 5-10 MΩ-Widerstand und Piezodynamik zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen: Überprüfen Sie die Leistung des Geigerzählers und erhalten Sie das einfachste Gammasignalgerät.

Für diejenigen, die mit Leistungselektronik überhaupt nicht befreundet sind, können Sie 400 Volt am aliexpress Hochspannungs-DC / DC-Aufwärtswandler (wie folgt) kaufen:


Und es ist möglich, eine solche Schaltung mit dem einfachsten Spannungsverdoppler in fünf Minuten aus „Streichhölzern und Eicheln“ zusammenzubauen. Speziell so ausgelegt, dass eine Person, die nicht weiß, wie man Schaltpläne liest, wiederholen kann



Die Schaltung verwendet alle Gleichrichterdioden, die für einen Strom von bis zu 1 Ampere und einer zulässigen Sperrspannung von bis zu 1000 Volt ausgelegt sind, z. B. IN4007, das aus einem alten Netzteil (Haushaltsanalog KD258D) verlötet wurde. Außerdem benötigen Sie zwei Hochspannungsfilmkondensatoren (0,047–0,47 μf), die von derselben Einheit verlötet sind, und natürlich einen 5–10 MΩ-Widerstand, ohne den der Zähler nicht funktionieren kann (die Nennwerte für verschiedene Zähler sind nahe beieinander und in der folgenden Tabelle aufgeführt).



Das Ergebnis kann so etwas wie das unten gezeigte sein.


ACHTUNG: Trotz seiner Einfachheit arbeitet es mit einer Netzspannung von 230 V. Das fertige Gerät muss vollständig isoliert oder im Gehäuse platziert und erst eingeschaltet werden, wenn mindestens ein stromführendes Teil für den Benutzer zugänglich ist. Oder verwenden Sie zum Anschließen einen Trenntransformator. Außerdem ist es, wie ich bereits mehrfach in den Kommentaren erwähnt habe, besser, keine Niederspannungswiderstände zu verwenden (bei 200 V, wie ich es auf dem Demofoto getan habe). Sie müssen in den Netzteilen nach einer Hochspannungsversion suchen, die sich auch äußerlich unterscheidet:


Oder verwenden Sie eine Kette von mehreren gewöhnlichen Niederspannungswiderständen mit niedrigerem Widerstand, die in Reihe geschaltet sind (= anstelle eines bei 5 MΩ schließen wir in Reihe 5 Teile von 1 MΩ an). Kondensator - für eineinhalb Arbeitsspannungen des Stromkreises (nicht niedriger als 600 V).

Die Ergänzung vom VT100- Lesegerät ist eine sicherere Version meiner Schaltung (der Spannungsverdoppler lädt den Kondensator auf, d. H. 230 V sind nicht ständig angeschlossen).



Nach dem Anschließen beginnt der Arbeitszähler bei verschiedenen Frequenzen zu knistern (abhängig von der Hintergrundradioaktivität im Raum). Für eine Referenzfigur (zum Beispiel Zähler STS-5):

Der natürliche Hintergrund beträgt durchschnittlich 8–20 μR / Stunde ~ 16–40 Imp / min ~ 1 Puls in 1,5–4 Sekunden.
Erhöht, aber zulässig - 20–35 μR / h ~ 40–70 Imp / min ~ 1 Impuls in 1–1,5 Sekunden.
Der maximal zulässige Wert beträgt 60–80 µRn / h ~ 120–140 Imp / min ~ 2 Impulse pro Sekunde.
Gefährlich - mehr als 100 μRn / Stunde ~ 200 oder mehr Imp / min ~ 3 oder mehr Impulse pro Sekunde.

Mit Hilfe eines solchen Geräts konnte ich feststellen, dass 2 von 4 Zählern in der guten alten ANRI 01–02 Pine eine lange Lebensdauer hatten.

Ergänzung von Neuromantix mit dem Schema „Schulsignalgerät“:


Für diejenigen, die es ablehnen, ohne galvanische Trennung zu arbeiten, gibt es einen einfacheren Weg. Mit dem folgenden Schema können Sie nicht nur Zähler mit einer minimalen Anzahl von Teilen einfach überprüfen, sondern auch ein einfaches Arduino-Signalgerät herstellen (Sie können dort ein Schild-Schild hinzufügen usw.).

Das schematische Diagramm ist unten dargestellt:


Zusätzlich zu jedem Arduino benötigen Sie ein absolutes Minimum an Details:




Das Schema funktioniert wie folgt: Ein rechteckiges PWM-Signal mit einer Kilohertz-Frequenz kommt von der Steuerung und schaltet den Hochspannungstransistor MPSA44 ein und aus. Die Spannung hängt von der Impulsbreite der Rechteckwelle ab, d.h. Die Schaltung ermöglicht die Änderung anderer Spannungen (über 400 V) durch Ersetzen eines Leitungspaars in einer Skizze. Es ist anzumerken, dass der verwendete MPSA44 bereits an der Grenze seiner „Hochspannung“ arbeitet. Bei einem Spannungsanstieg wird ein Transistor mit einer Kollektor-Emitter-Spannung von mehr als 500 Volt benötigt ( zusätzlich : Es ist besser, Hochspannungswiderstände oder eine Kette von gewöhnlichen Reihenschaltungen in Reihe zu schalten, um die herum bereits oben erwähnt, wenn die Multiplikatorschaltung beschrieben wird). Zum Beispiel STN0214. Die Kombination aus MPSA44, 15 MilliHenry Induktivität und Hochspannungskondensator wirkt als Aufwärtswandler. Als nächstes wird die resultierende Spannung durch die Diode 1N4007 gleichgerichtet und der Kondensator glättet die Welligkeit. Die Stromimpulse von der Röhre erzeugen einen Spannungsabfall über einem 100 kΩ-Widerstand, der den BC546-Transistor einschaltet. Die Spannung durch den 10K-Widerstand wird jedes Mal von der Erde angezogen, wenn der Röhrenzähler ein Quantum oder Teilchen erkennt. Beim Kontakt „Impulsausgang“ ändert sich der Pegel „Hoch-Niedrig-Hoch“. Dies führt zu einer Unterbrechung der Arduino- und Ereignisprotokollierung. Der PWM-Eingang ist mit Pin 5 für Arduino mit 8 MHz (wie Mini oder Nano) oder Pin 9 bis 16 MHz Arduino (Uno, Mega und ihre Klone) verbunden. Der Impulsausgang ist mit Pin Nr. 2 verbunden.


Standardmäßig gibt der Controller den cpm-Wert in 10 Sekunden über die serielle Schnittstelle aus. Durch Ausgraben der Detektorspezifikation können Sie die Datenausgabe in Mikro-Röntgen pro Stunde konfigurieren. In der Zwischenzeit - einfach so:


Kommentare und Vorschläge zur Optimierung des Schemas / der Skizze sind willkommen :) Nun, wenn jemand in den Kommentaren noch einfachere Möglichkeiten anbietet, ein einfaches Signalgerät auf Basis eines Geiger-Müller-Zählers zu erstellen, werde ich den Artikel gerne vervollständigen.

Alternative Strahlungserkennungsmethoden

Um keinen einseitigen Eindruck zu erzeugen (= Strahlungsdetektoren sind rein elektronische Geräte), erzähle ich Ihnen von Geräten, die auf der Grundlage anderer physikalischer Prinzipien arbeiten.

Radiolumineszenz

Der einfachste Indikator für eine erhöhte Radioaktivität in der Umwelt kann ein Objekt sein, das mit lichtansammelnder (phosphoreszierender) Farbe beschichtet ist. Bei Materialien mit einem erhöhten natürlichen Strahlungshintergrund (Porzellan, Steingut, roter Backstein, Granit usw.) leuchtet ein solcher Indikator natürlich nicht auf. Dies alles basiert auf einem Phänomen wie Radiolumineszenz.

— , . () , -, - -. , -226. . — . 1910- . ( 1920- 1950- ) -226 ( XX — -147) , . -85. , <...> RU Wikipedia

Chemische Strahlungsindikatoren

Chemische Detektoren waren die ersten Detektoren, mit denen Strahlung nachgewiesen werden konnte. Insbesondere das Holzknecht-Chromoradiometer (G. Holzknecht) ist ein Röntgendosis-Messgerät, das auf der Farbänderung des Bariumplatincyanid-Doppelsalzes (= Bariumtetracyanoplatinat (II) Ba [Pt (CN) ₄ ] · 4H ₂ O) unter seinem Einfluss basiert . Im Bild unten - ein Chromoradiometer oder "Goltsknecht-Dosimeter"


Das Prinzip chemischer Geräte basiert auf der Eigenschaft eines Doppelsalzes aus Bariumcyanid und Platin, wenn es mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird, um seine hellgrüne Farbe in braunbraun zu ändern. Kristallines Hydrat unter Einwirkung von ultravioletter Strahlung und ionisierender Strahlung leuchtet gelbgrün. Mit einer Schicht aus Bariumtetracyanoplatinatkristallen beschichtete Siebe wurden zur Untersuchung von ultraviolettem Licht sowie in frühen Studien zu ionisierender Strahlung und Radioaktivität verwendet. Das zufällig beobachtete Leuchten eines solchen Bildschirms ermöglichte es Röntgen, die später nach ihm benannten Strahlen zu entdecken. Die logische Fortsetzung von Chromoradiometern findet sich im sogenannten Radiochromfilme. Der Film enthält einen Farbstoff, der seine Farbe ändert, wenn er ionisierender Strahlung ausgesetzt wird. Im Gegensatz zu einem Röntgenfilm ist ein Entwicklungsprozess nicht erforderlich,und die Ergebnisse können fast sofort erhalten werden, während es unempfindlich gegenüber sichtbarem Licht ist (was das Arbeiten erleichtert). Im Gegensatz zu anderen Arten von Strahlungsdetektoren kann ein Radiochromfilm für die absolute Dosimetrie verwendet werden. Um nach der Belichtung Ergebnisse zu erhalten, wird der Film einfach auf einem Flachbettscanner gescannt und mithilfe einer grafischen Analyse verarbeitet. Der Belichtungsgrad wird durch Ändern der optischen Dichte des Farbstoffs geschätzt. Ein typischer Radiochromfilm hat eine Genauigkeit von bis zu 2% bei Dosen von 0,2–100 Grau (Gy). In letzter Zeit wurden radiochrome Filme in der Labor-in-Faser-Technik aktiv verwendet, um ein Echtzeit-Dosimeter zu erstellen.Radiochromfilm kann für die absolute Dosimetrie verwendet werden. Um nach der Belichtung Ergebnisse zu erhalten, wird der Film einfach auf einem Flachbettscanner gescannt und mithilfe einer grafischen Analyse verarbeitet. Der Belichtungsgrad wird durch Ändern der optischen Dichte des Farbstoffs geschätzt. Ein typischer Radiochromfilm hat eine Genauigkeit von bis zu 2% bei Dosen von 0,2–100 Grau (Gy). In letzter Zeit wurden radiochrome Filme in der Labor-in-Faser-Technik aktiv verwendet, um ein Echtzeit-Dosimeter zu erstellen.Radiochromfilm kann für die absolute Dosimetrie verwendet werden. Um nach der Belichtung Ergebnisse zu erhalten, wird der Film einfach auf einem Flachbettscanner gescannt und mithilfe einer grafischen Analyse verarbeitet. Der Belichtungsgrad wird durch Ändern der optischen Dichte des Farbstoffs geschätzt. Ein typischer Radiochromfilm hat eine Genauigkeit von bis zu 2% bei Dosen von 0,2–100 Grau (Gy). In letzter Zeit wurden radiochrome Filme in der Labor-in-Faser-Technik aktiv verwendet, um ein Echtzeit-Dosimeter zu erstellen.In letzter Zeit wurden radiochrome Filme in der Labor-in-Faser-Technik aktiv verwendet, um ein Echtzeit-Dosimeter zu erstellen.In letzter Zeit wurden radiochrome Filme in der Labor-in-Faser-Technik aktiv verwendet, um ein Echtzeit-Dosimeter zu erstellen.

Das wahrscheinlich am weitesten verbreitete chemische Dosimeter in engen Kreisen ist ID-11 (ein individuelles Dosismessgerät ). Er ist bekannt dafür, dass es diese „Schmuckstücke“ waren, die viele der Liquidatoren auf ihrer Brust trugen. Wie viel Sie eingespart haben, konnte nur mit Hilfe eines speziellen Geräts (dem sogenannten Messgerät IU-1 oder GO-32) überprüft werden. Tatsächlich war der Schlüsselbund selbst eine Keramikplatte aus mit Silber aktiviertem Aluminiumphosphatbindemittel. Glas konnte die Auswirkungen von Gamma- und gemischter Gamma-Neutronenstrahlung im Dosisbereich von 10 bis 1500 rad aufzeichnen. Die Strahlendosis wurde während der periodischen Exposition zusammengefasst und konnte 12 Monate im Dosimeter aufbewahrt werden.


Es gibt auch moderne chemische Dosimeter. Der Bedarf an solchen Dosimetern entstand nach dem Aufkommen leistungsfähiger Quellen mit Aktivitäten in Dutzenden von Curies. Ferrosulfit-Dosimeter eignen sich zur Messung von Strahlungsdosen von 5⋅10 ⁴ P, und Cer-Sulfat-Dosimeter liefern gute Werte bis zu ~ 10 ⁶ P. Chemische Dosimeter mit wässriger Lösung von boriertem Natriumiodid steuern die langsamen Neutronenflüsse von Kernreaktoren bis zu 10 ¹⁵ Neutronen / (cm) ² * c).

Dosimeter mit statischer Elektrizität Die

sowjetischen Dosimeter ID-1 und der im ersten Teil erwähnte Artikel Rocket arbeiten nach dem gleichen elektrostatischen Prinzip.


In der einfachsten Anwendung kann ein solches Dosimeter ein beliebiges Elektroskop sein . Zum Beispiel eine Attraktion mit geladenen Bällen. Übrigens gebe ich allen Organisatoren von Wissenschaftsfestivals eine kostenlose Idee, es könnte sich als ausgezeichnetes Straßendosimeter herausstellen.



Das Funktionsprinzip einer solchen Vorrichtung ist einfach: Die Kugeln werden durch elektrostatische Anziehung gehalten. Wenn die Luft stark ionisiert ist, fließt die Ladung ab und die Kugeln fallen ab. Sie können die Trommel drehen und die Kugeln sammeln wieder Ladung an. Anhand der Abflussrate der Ladung können Sie die Dosisleistung beurteilen. Das Gerät arbeitet im Bereich von etwa 0,1 bis 500 U / h. (bis zu 5 Sv, als PM1603A von Polymaster). Der wichtigste Nachteil elektrostatischer Radioaktivitätsindikatoren besteht darin, dass sie regelmäßig aufgeladen werden müssen (und auch nicht in feuchter Luft funktionieren).

Im nächsten Artikel werde ich Ihnen erklären, wie Sie damit umgehen und welche interessanten Dinge nach ähnlichen Prinzipien getan werden können. In der Zwischenzeit gebe ich Zeit, um die im Artikel beschriebenen Geräte und Einheiten zu implementieren.

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