Dosimètre pour Seryozha. Partie II Tubes du centenaire vs atome pacifique

Dans la première partie de mon histoire, j'ai parlé des fabricants, sans aucun doute, des dosimètres TOP biélorusses. Malgré tous leurs avantages, les principaux inconvénients - le manque de vente au détail et le prix élevé même sur le marché secondaire - réduisent à zéro l'utilité de ces appareils pour l'utilisateur moyen. La principale prétention à un équipement pour surveiller le rayonnement de fond du profane est d'être simple et bon marché. Par conséquent, aujourd'hui, je vais essayer de décrire ma vision de simples détecteurs de radioactivité fabriqués sur le genou. Il n'y a pas de scintillateurs pour des centaines et des milliers de dollars, des transformateurs d'enroulement et des cartes de circuits imprimés à graver. Aujourd'hui, ce qui est au pouvoir de toute personne qui a un niveau standard de culture technique est sous la coupe.

Le problème est que le rayonnement n'est pas visible, mais cela ne signifie pas qu'il ne l'est pas. Chaque famille a un thermomètre à la maison, bien que maman puisse mettre la main sur le front de son enfant et sentir si la température est élevée. Mais personne n'a de dosimètre à la maison, bien que le rayonnement ne soit pas moins dangereux que la fièvre, et aucun des sens ne peut le détecter.
L.A. Antonovskaya (Polimaster) dans une interview avec le magazine Office Life

Récemment, en particulier à la lumière des événements de Severodvinsk , des idées sur les soi-disant suivi national de la situation radiologique (webcam + dosimètre + diffusion). Les créateurs de tels concepts croient sincèrement que si les stations de communication ont soudainement disparu après l'incident, alors avec leurs quelques appareils, cela ne se produira certainement pas. À mon avis, le meilleur «suivi des personnes» = canal télégramme + smartphone avec caméra et géolocalisation + n'importe quel (!) Dosimètre. J'ai immédiatement voulu écrire un réseau IRC, rappelant la diffusion en ligne du bombardement de la Maison Blanche . Avec un minimum d'efforts et la disponibilité de volontaires, avec un tel équipement, il est tout à fait possible d'établir le fonctionnement d'une carte en temps réel de la situation radiologique dans une seule ville ou même un pays. Le «goulot d'étranglement» dans ce système est le dosimètre. Car même si «les dosimètres Master-1 ont été produits à plus d'un million d'unités », 30 ans après la centrale nucléaire de Tchernobyl dans la capitale de la République, il est impossible d'acheter un dosimètre ailleurs dans le commerce de détail le plus touché par l'accident. Aucun.

Bien qu'il soit utile d'admettre que les voix «sur la radiophobie inutile» commencent de plus en plus à sonner. De plus, ces «anti radiophobes» atteignent parfois le point d'absurdité. Ce qui vaut au moins divers opus de «collègues scientifiques, professeurs associés avec des candidats». En particulier, le docteur en sciences historiques, chercheur principal à l'Institut des problèmes de sécurité internationale, professeur agrégé de l'Université d'État de Moscou Aleksey Valerievich Fenenko (sous le pseudonyme Valery Alekseev) prouve avec véhémence, par exemple, que la guerre nucléaire est humaine, hehe.


Je me souviens de ma petite enfance et des années de «l'URSS post-Tchernobyl», pour une raison quelconque, je ne me souviens que du sentiment de désespoir de l'impuissance de mes parents. Lorsque tout autour est étouffé par une abondance de rumeurs, de mensonges, de spéculations et que personne ne sait quoi faire. Tout le monde s'enfuit dans la panique «à cause des radiations» et vous ne pouvez pas estimer l'ampleur de ces radiations, et vous ne savez pas où courir et si ça vaut le coup de courir ... C'est depuis l'enfance que j'ai inventé l'axiome «Le plus rassurant est de savoir et de pouvoir! ".

Donc, plus loin sur les détecteurs sur les doigts.

À propos des types de rayonnements ionisants et des méthodes pour leur détection

Pour la grande majorité des gens, le minimum d'équipement dosimétrique est un dispositif de signalisation qui déclenche un excès de fond gamma. Les amateurs ont déjà besoin de valeurs numériques précises, d'une sensibilité élevée, d'une dose accumulée, etc. Un dosimètre domestique fonctionnel minimal est simplement obligé de détecter le rayonnement gamma et le rayonnement bêta dur et d'avoir un mode de recherche (c'est-à-dire qu'il sélectionne / vibre pour chaque cas d'enregistrement quantique / de particules). Un bon dosimètre domestique - il devrait ressentir un doux rayonnement bêta et, mieux, un rayonnement alpha en plus. Un appareil pour évaluer la radioactivité des produits devrait également avoir une fonctionnalité similaire à un bon dosimètre. Soit dit en passant, les produits sont généralement une question différente. Car contrairement aux émissions spontanées et aux accidents, les mêmes radio-isotopes de Tchernobyl ont depuis longtemps modifié leur titre de séjour. Après s'être dissipés, s'être déplacés vers les produits alimentaires, ils sont devenus extrêmement proches de l'intestin d'une personne et des milliers de fois (1 / carré de distance) ont accru leur danger pour tous ceux qui consomment ces produits. Nous en parlerons séparément. En attendant, une introduction aux détecteurs de rayonnement.

Le but des détecteurs communs est indiqué dans le tableau ci-dessous (bonjour à l'étudiant diplômé Prof. Davydov;) s'il lit l'article).


On peut voir que les compteurs Geiger-Muller sont tout à fait appropriés pour déterminer les types de rayonnement les plus courants. Il est vrai que leur sensibilité à divers rayonnements variera en fonction de la conception du compteur. Cela ressemble à ceci:

Particules α (noyaux d'hélium) - Compteurs Geiger-Muller avec une fenêtre en mica (les «crêpes»)
β-particules (électrons) - Compteurs Geiger-Muller avec une fenêtre en mica («soft β»), compteurs cylindriques Geiger-Muller («hard β»)
γ-quanta (rayons X) - compteurs cylindriques Geiger-Muller
Neutrons - détecteurs à scintillation

De tout cela, il s'ensuit que pour les personnes vivant dans des territoires post-soviétiques (= avec des milliers de bases militaires et d'entrepôts), les gens ne devraient pas chercher un «soi-disant dosimètre» chinois sur aliexpress pour quelques dollars, mais demander à des amis de «grands-pères» un comptoir Geiger. Pour épouser, pour ainsi dire, les légendes du légendaire Yu.A. Vinogradova (extrait du livre Ionizing Radiation: Detection, Control, Protection):

Question de l'hôte: et quelle est votre façon de sortir de cette situation (mon commentaire est le manque de contrôle de rayonnement adéquat)? Que proposez-vous?
Répondez Yu.A. Vinogradova: Bien sûr, j'ai des suggestions. <...> Et tous - je porte une attention particulière à cela! - ils ne nécessitent ni argent ni investissements matériels de la trésorerie. Les voici:
<...> Lancer immédiatement une vente ouverte de comptoirs Geiger sur le marché intérieur. Tout ce qui n'a pas encore été vendu à l'étranger et livré à des appareils dosimétriques nationaux devrait être mis en rayon.
<...> Obligé de retirer du Minatomenergoprom toute la documentation technologique pour la production des compteurs Geiger et de l'offrir à tous ceux qui veulent établir la production de ces produits.

«Pour chaque jour» vaut la peine de chercher le SBM-20 (STS-5) et «pour l'avenir» - compteurs de mica SI-8B, SBT-10, SBT-11. Si nous avons réussi à trouver / échanger / acheter, nous continuons à lire.

Compteur Geiger - un détecteur de rayonnement universel et simple

Pas un, même l'appareil radiométrique le plus beau et le plus cher ne fonctionne pas "en temps réel". Il doit mesurer le nombre d'événements (clics de quanta) par unité de temps, intégrer ces valeurs et produire le résultat selon l'algorithme qui y est défini. Quels que soient les logiciels et les modèles mathématiques utilisés même dans les dosimètres les plus récents, le cheval de bataille principal est un appareil qui a plus de cent ans. Ceci est un compteur Geiger. À la base, l'appareil, proposé en 1908 par le physicien allemand Hans Geiger, était une continuation de la chambre d'ionisation avec laquelle Pierre Curie travaillait, et était un condensateur électrique rempli de gaz à basse pression. En 1928, Walter Müller, sous la supervision de Geiger, a créé plusieurs types de compteurs de rayonnement conçus pour détecter diverses particules ionisantes. Cette modification de l'appareil est un compteur Geiger-Muller.


Malgré toute sa non-sélectivité vis-à-vis des différents types de rayonnements, le capteur est désormais parfaitement adapté à la mesure générale de l'intensité des rayonnements ionisants.

Le compteur de décharge de gaz Geiger-Muller est généralement réalisé sous la forme d'un tube en verre ou en métal scellé bien évacué. Le cylindre d'un compteur qui répond aux rayonnements durs bêta et gamma a généralement la forme d'un cylindre en acier inoxydable avec une épaisseur de paroi de 0,05 à 0,3 mm. En règle générale, les compteurs perçoivent le rayonnement sur toute leur surface, mais il existe également ceux pour lesquels une «fenêtre» spéciale est prévue à cet effet dans le cylindre. La fenêtre d'entrée du compteur, sensible aux rayonnements alpha et bêta doux, est en mica ou mylar d'une épaisseur de 3-17 microns. La fenêtre du compteur de rayons X est en béryllium et le compteur d'ultraviolets est en verre de quartz.

Dans le cas d'un tube métallique à paroi mince, il est en outre ondulé pour lui conférer une rigidité et une résistance à la pression atmosphérique extérieure, ce qui ne lui permettrait pas de se comprimer. Aux extrémités du tube se trouvent des isolants d'étanchéité en verre ou en plastique thermodurcissable. Ils contiennent également des capuchons de connexion pour la connexion au circuit de l'instrument. Un mince fil est tendu le long de l'axe du tube et un cylindre métallique est situé coaxialement à celui-ci. Dans l'image ci-dessous - la structure interne du compteur "national" SBM-20


Le tube et le fil sont tous deux des électrodes: le tube cathodique et le fil d'anode. Le moins de la source de tension constante est connecté à la cathode, et la grande résistance constante R - plus de la source de tension constante est connectée à l'anode.


Électriquement, on obtient un diviseur de tension, au milieu duquel (la jonction de la résistance et de la contre-anode) la tension est presque égale à la tension à la source. La tension sur le compteur (généralement 300-500 V) est sélectionnée de sorte qu'il n'y ait pas d'autodécharge et qu'il n'y ait pas de courant à travers le compteur.

Le fonctionnement du compteur est basé sur l'ionisation par impact. les quanta émis par un isotope radioactif, tombant sur les contre-parois, en font sortir des électrons. Les électrons se déplaçant à l'intérieur du ballon et entrant en collision avec des atomes de gaz en éliminent les électrons secondaires et créent des ions positifs et des électrons libres. Le champ électrique entre la cathode et l'anode accélère les électrons aux énergies auxquelles l'ionisation par choc commence.


Une avalanche d'ions se produit. Sous l'influence d'un champ électrique, les électrons sont accélérés en direction de l'anode et les ions de gaz chargés positivement - vers la cathode du tube. Ainsi, le courant électrique traversant le compteur augmente instantanément et la résistance du tube diminue (et avec elle la tension au milieu du diviseur de tension). Dans ce cas, une impulsion de tension est générée au niveau de la résistance R, qui est fournie au dispositif d'enregistrement. Pour que le compteur puisse enregistrer la prochaine particule qui y pénètre, la charge d'avalanche doit être éteinte. Cela se produit automatiquement. Au moment où une impulsion de courant apparaît sur la résistance R, une forte chute de tension se produit, de sorte que la tension entre l'anode et la cathode diminue fortement de manière à arrêter la décharge, et après une fraction de milliseconde, le compteur est à nouveau opérationnel.

Dans les compteurs remplis de gaz, les ions positifs se rendent jusqu'à la cathode et sont neutralisés près d'elle, arrachant des électrons au métal. Ces électrons supplémentaires peuvent conduire à l'apparition de la prochaine décharge, si vous ne prenez pas de mesures pour la prévenir et l'éteindre. Il convient de rappeler qu'un compteur Geiger-Muller est appelé compteur non auto-extinguible, et les compteurs auto-extinguibles qui sont maintenant activement utilisés sont les modifications proposées par Trost et diffèrent par la composition du mélange de gaz de remplissage. Les compteurs auto-extincteurs ont une vitesse plus élevée et lors de leur utilisation, il n'y a aucun problème de trempe de la décharge. Pour éteindre la décharge dans un compteur non auto-extinguible, il est nécessaire d'inclure environ 10 GΩ (!) Dans le circuit d'anode à résistance. Mais encore, un inconvénient important d'un tel schéma sera sa faible résolution temporelle, de l'ordre de 10 ^-3 s et plus.

Dans les compteurs à décharge de gaz courants, l'air est pompé hors de l'ampoule (pour faciliter la panne électrique), et du gaz inerte (inerte, car le milieu gazeux utilisé pour les compteurs doit avoir un coefficient d'adhérence des électrons suffisamment faible) est ajouté à sa place sous une légère pression, avec un mélange d'un additif de trempe. L'alcool a été utilisé comme additif de trempe, puis des halogènes (chlore, brome). Le passage de l'alcool aux halogènes, malgré l'augmentation du coût de la ligne de production de tels compteurs, donne un gain de durée de vie au détecteur. En cours de trempe, les molécules d'alcool polyhydrique se décomposent en molécules d'acétylène, de méthane, d'oxygène, etc.). Le compteur géométrique moyen compte environ 10 ²⁰ molécules d'alcool. Puisque, à chaque décharge, ∼10 ¹⁰ ions alcool se dissocient dans un tel compteur, puis après 10 ¹⁰ impulsions, toutes les molécules se désintègrent. Cela entraînera un vieillissement du compteur, une modification de ses propriétés (augmentation du potentiel d'inflammation de la décharge, augmentation de la pente du plateau, etc.). Il y a souvent des compteurs qui, pendant le contrôle, commencent constamment à «sonner» et ne peuvent pas fonctionner dans le mode prescrit. Ce phénomène est provoqué par la consommation critique de l'additif de trempe dans le mélange gazeux, qui peut être un indicateur du temps de fonctionnement sérieux de tels compteurs. Théoriquement, si l'intégralité de l'additif d'extinction a «grillé» et que le compteur est devenu non auto-extinguible, il peut être réanimé en utilisant une résistance de 10 GΩ, comme décrit ci-dessus.

Dans les compteurs d'halogène Geiger-Muller, une petite quantité d'halogène (brome ou chlore) est ajoutée au gaz noble. Habituellement, 0,1% de chlore est ajouté. Le mécanisme d'extinction dans les compteurs halogènes est similaire au même processus dans les compteurs avec des mélanges de trempe organiques à la différence que le gaz de trempe n'est pas consommé pendant le processus de trempe. Lorsque la décharge est éteinte, les molécules d'halogène diatomiques se dissocient, cependant, en raison du processus de recombinaison, la quantité de gaz halogène est maintenue constante à tout moment. De plus, les compteurs d'occultation halogènes fonctionnent à basse tension de fonctionnement (~ 300 V). De tels dispositifs basse tension, en plus du néon, contiennent 0,1% d'argon et d'halogène à l'intérieur du ballon). L'image ci-dessous montre comment le flacon du compteur SBM-20 commun est rempli.



Soit dit en passant, une remarque pour ceux qui pensent que les comptoirs qui étaient entreposés dans le garage de leur grand-père ont épuisé leurs ressources. Ce n'est pas le cas. Une ressource n'est considérée que si une tension de fonctionnement est appliquée au compteur. Si le compteur est simplement stocké, cet alcool n'est pas consommé.

En cas de vente complète de stocks de SBM-20 soviétique, et un prix énorme pour les nouveaux - une petite remarque sur les performances amateurs.


Si nous considérons les compteurs Geiger cylindriques disponibles sur le marché, le leader absolu de l'installation dans les dosimètres personnels (y compris les ménages soviétiques) sera le détecteur SBM-20 (U) déjà mentionné (STS-5 est toujours rencontré, pour remplacer celui qui, soit dit en passant, moins cher pour acheter des analogues de Phillips, comme ZP1400, ZP 1310, ZP1320).


Un remplaçant potentiel du SBM-20 peut être le SI29BG. Sur la photo - une comparaison avec SBM-20. Taille plus petite, prix moins cher, sensibilité plus élevée. Une autre disposition qui est plus pratique pour une utilisation dans divers produits faits maison.



Quant aux compteurs d'extrémité Geiger avec une fenêtre en mica (ce qu'on appelle le pancake GM, «pancake» à notre avis), ici le SI8B peut être appelé un must have absolu.



Et aussi 11 (la version avec index A montre que le détecteur a une fenêtre en mica plus mince par rapport à un détecteur sans index). Ce détecteur «devrait être dans chaque maison», car en raison de sa sensibilité (= «large bande») aux rayonnements bêta doux (et aux rayons alpha), il peut aider à évaluer la radioactivité des aliments (comment puis-je le faire J'écrirai dans les articles suivants). En termes de caractéristiques électriques et de sensibilité gamma, ce compteur est proche du SBM-20, mais contrairement au SBM-ki, il vous permet de désactiver éventuellement certains de ses segments (à des vitesses de comptage élevées, par exemple).


Le capteur SBT10 peut également être proche en sensibilité de SI8B. La zone de la fenêtre en mica de ces détecteurs est presque la même, la différence est que le SBT10 vous permet d'éteindre les éléments de comptage dans n'importe quel ordre (en cas de vitesses de comptage élevées), eh bien, le bruit intrinsèque est plus élevé que celui du SI8B (mais uniquement pour les révisions sans indice A).

Parmi les analogues étrangers, on peut citer le LND712 («l'étalon or pour PC GM»), le LND 7313 (analogue du SI8B), le LND 7317. Le 712th est de petite taille, a une bonne sensibilité aux rayonnements bêta / gamma et le meilleur - par rapport à l'alpha.

Je voudrais également mentionner un compteur tel que SBT-9, qui a été activement utilisé avec SBM-20 et qui se trouve encore occasionnellement sur les marchés aux puces.


Comparé au SBM-20, il avait un avantage indiscutable - la fenêtre de mica (= sensibilité au rayonnement bêta doux). Sur le fond gamma naturel, en raison de sa taille plus petite, le SBT-9 perdra le SBM-20 en termes de nombre d'imp / min. Mais d'un autre côté, le SBT-9 «voit» le rayonnement alpha et le rayonnement bêta doux.


Récemment, au fait, il est devenu beaucoup moins cher d'acheter un capteur de mica américain (comme le LND 712). Les vendeurs dans l'espace post-soviétique ont simplement cassé la chaîne et demandent du SBT-11 d'environ 90, de 10 à 12 000 roubles chacun. Dans le même temps, les gars ne tiennent pas compte du fait que pendant le stockage, l'atmosphère à l'intérieur du comptoir pourrait disparaître à travers le mica. Donc, vérifiez toujours ces choses lors de l'achat (comment - lire ci-dessous).

Vérification des performances du compteur Geiger-Muller

Avec le compteur d'appareil Geiger-Muller compris. Il est maintenant temps de parler de la façon dont une personne simple peut vérifier le fonctionnement de ce capteur dans un dosimètre domestique. De toute évidence, un multimètre chinois ne peut tout simplement pas faire sonner l'appareil. Pour mesurer la haute tension sur les compteurs Geiger, vous avez besoin d'un voltmètre électrostatique (par exemple, C50, C507-508, etc.) ou utilisez un connaisseur.

Dans une récente interview consacrée au film «Tchernobyl», des articles de L.A. déjà mentionnés dans l'épigraphe Antonovskaya a décrit en gros un appareil qui peut être utilisé pour tester les performances d'un compteur Geiger-Muller.

À la maison, littéralement en une demi-heure, mon père a recueilli un indicateur simple. D'un compteur Geiger Muller, allongé quelque part dans son bureau, une batterie de trois volts d'un téléphone militaire de terrain, qui attendait son heure, et une ampoule au néon ordinaire. Ces trois éléments étaient connectés en série par des morceaux de fil, et l'ampoule au néon cligna immédiatement de façon irrégulière, fixant le rayonnement gamma capté par le compteur. En outre - petits calculs sur la liaison de la sensibilité aux impulsions du compteur connue du passeport au temps de mesure. Il fallait compter le nombre de fois qu'un néon clignotait en 36 secondes. Combien de fois il clignote - c'est la valeur du débit de dose en μR / h.

Note des commentateurs : 1) Lyudmila Alexandrovna a oublié de mentionner la résistance de trempe à haute résistance (dans le cas du SBM-20, elle doit être d'au moins 5 mégohms.2) la tension sur le téléphone de terrain est de 10 V, 300 V sur la batterie d'anode.

À peu près le même appareil, dont le schéma a été décrit dans le journal Arguments and Facts for 1990, peut être considéré sans risque comme le premier schéma de dosimètre publié sur le territoire post-soviétique.



Et dans les premier et deuxième appareils - une source de haute tension - l'élément rare principal dans n'importe quel circuit. Tout le monde à la maison n'a pas la batterie d'un téléphone de terrain, et personne ne peut enrouler un transformateur seul ou faire un circuit générateur de blocage.

Pendant ce temps, il existe plusieurs façons assez simples d'assembler une simple source haute tension et d'utiliser une résistance de 5 à 10 MΩ et une piézodynamique pour tuer deux oiseaux avec une pierre: vérifiez les performances du compteur Geiger et obtenez le dispositif de signalisation gamma le plus simple.

Pour ceux qui ne sont pas du tout amis avec l'électronique de puissance, vous pouvez acheter 400 volts sur le convertisseur élévateur DC-DC haute tension aliexpress (comme celui-ci ):


Et il est possible d'assembler un tel circuit avec le doubleur de tension le plus simple en cinq minutes à partir des «allumettes et glands». Spécialement conçu tel quel pour qu'une personne qui ne sait pas lire les schémas de circuit puisse répéter



Le circuit utilise toutes les diodes de redressement conçues pour un courant jusqu'à 1 ampère et avec une tension inverse admissible jusqu'à 1000 volts, par exemple, IN4007 soudé à partir d'une ancienne alimentation (analogique domestique KD258D). De plus, vous avez besoin de deux condensateurs à film haute tension (0,047-0,47 μf) soudés à partir de la même unité et bien sûr d'une résistance de 5 à 10 MΩ, sans laquelle le compteur ne peut pas fonctionner (les valeurs nominales des différents compteurs sont proches et sont répertoriées dans le tableau ci-dessous).



Le résultat peut être quelque chose comme celui illustré ci-dessous.


ATTENTION: malgré sa simplicité, il fonctionne avec une tension secteur de 230 V. L'appareil fini doit être entièrement isolé ou placé dans le boîtier et ne pas être allumé jusqu'à ce qu'il y ait au moins une partie conductrice de courant accessible à l'utilisateur. Ou utilisez un transformateur d'isolement pour vous connecter. De plus, comme je l'ai déjà mentionné plusieurs fois dans les commentaires, il vaut mieux ne pas utiliser de résistances basse tension (à 200 V, comme je l'ai sur la photo de démonstration). Vous devez rechercher dans les alimentations une version haute tension qui diffère même en apparence:


Ou utilisez une chaîne de plusieurs résistances ordinaires à basse tension de résistance inférieure, connectées en série (= au lieu d'une à 5MΩ, nous connectons 5 pièces en série de 1MΩ). Condensateur - pour une tension de fonctionnement d'un an et demi du circuit (pas inférieure à 600V).

Le supplément du lecteur VT100 est une version plus sûre de mon circuit (le doubleur de tension fonctionne pour charger le condensateur, c'est-à-dire que 230 V n'est pas connecté en permanence).



Après la connexion, le compteur de travail commence à crépiter à différentes fréquences (en fonction de la radioactivité de fond dans la pièce). Pour une figure de référence (par exemple, compteur STS-5):

Le fond naturel est de 8–20 μR / heure en moyenne ~ 16–40 imp / min ~ 1 impulsion en 1,5–4 sec.
Augmentation, mais autorisée - 20–35 μR / h ~ 40–70 imp / min ~ 1 impulsion en 1–1,5 s.
La valeur maximale autorisée est de 60–80 µRn / h ~ 120–140 imp / min ~ 2 impulsions par seconde.
Dangereux - plus de 100 μRn / heure ~ 200 imp / min ou plus ~ 3 impulsions ou plus par seconde.

Avec l'aide d'un tel appareil, j'ai pu déterminer que 2 des 4 compteurs du bon vieux pin ANRI 01–02 avaient reçu l'ordre de vivre longtemps.

Supplément de Neuromantix avec le schéma «dispositif de signalisation scolaire»:


Pour ceux qui dédaignent de travailler sans isolation galvanique, il existe un moyen plus simple. Le schéma suivant vous permet non seulement de vérifier facilement les compteurs avec un nombre minimum de pièces, mais également de créer un simple dispositif de signalisation Arduino (vous pouvez y ajouter un écran de blindage, etc.).

Le diagramme schématique est présenté ci-dessous:


En plus de tout Arduino, vous avez besoin d'un minimum absolu de détails:




Le schéma fonctionne comme suit: un signal PWM rectangulaire avec une fréquence kilohertz provient du contrôleur et active et désactive le transistor haute tension MPSA44. La tension dépend de la largeur d'impulsion de l'onde carrée, c'est-à-dire le circuit permet de modifier d'autres tensions (supérieures à 400 V) en remplaçant une paire de lignes dans un croquis. Il est à noter que le MPSA44 utilisé fonctionne déjà à la limite de sa «haute tension», avec une augmentation de tension, un transistor avec une tension collecteur-émetteur d'environ 500+ volts est nécessaire ( ajout : il est préférable de mettre des résistances haute tension, ou de mettre une chaîne d'ordinaire connectée en série, à propos de laquelle déjà mentionné ci-dessus, lors de la description du circuit multiplicateur). Par exemple, STN0214. La combinaison de l'inductance MPSA44, de 15 milliHenry et du condensateur haute tension agit comme un convertisseur élévateur. Ensuite, la tension résultante est redressée par la diode 1N4007, et le condensateur lisse l'ondulation. Les impulsions de courant provenant du tube génèrent une chute de tension aux bornes d'une résistance de 100 kΩ, qui active le transistor BC546. La tension à travers la résistance 10K est attirée vers la terre chaque fois que le compteur de tube détecte un quantum ou une particule. Au niveau du contact «sortie impulsion», le niveau «haut-bas-haut» change. Cela provoque une interruption sur l'Arduino et la journalisation des événements. L'entrée PWM est connectée à la broche 5 pour Arduino à 8 MHz (comme Mini ou Nano), ou à la broche 9 à Arduino 16 MHz (Uno, Mega et leurs clones). La sortie d'impulsions est connectée à la broche n ° 2.


Par défaut, le contrôleur sort la valeur cpm via le port série en 10 secondes. En creusant la spécification du détecteur, vous pouvez configurer la sortie des données en micro-roentgen par heure. En attendant - juste comme ça:


Les commentaires et suggestions sur l'optimisation du circuit / croquis sont les bienvenus :) Eh bien, si quelqu'un propose dans les commentaires des moyens encore plus simples de créer un dispositif de signalisation simple basé sur un compteur Geiger-Muller, je me ferai un plaisir de compléter l'article.

Méthodes alternatives de détection des rayonnements

Afin de ne pas créer une impression unilatérale (= les détecteurs de rayonnement sont des appareils purement électroniques), je vais vous parler des appareils qui fonctionnent sur la base d'autres principes physiques.

Radioluminescence

L'indicateur le plus simple d'une augmentation de la radioactivité environnementale peut être un objet recouvert de peinture accumulatrice de lumière (phosphorescente). Naturellement, à partir de matériaux avec un fond accru de rayonnement naturel (porcelaine, faïence, brique rouge, granit, etc.), un tel indicateur ne s'allume pas. Tout cela est basé sur un phénomène tel que la radioluminescence.

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

Indicateurs chimiques des rayonnements

Les détecteurs chimiques ont été les premiers détecteurs permettant de détecter les rayonnements. En particulier, le chromoradiomètre Holzknecht (G. Holzknecht) est un appareil de mesure de dose de rayons X basé sur le changement de couleur du sel double de cyanure de platine et de baryum (= tétracyanoplatinate de baryum (II) Ba [Pt (CN) ₄ ] · 4H ₂ O) sous son influence . Dans l'image ci-dessous - un chromoradiomètre ou "dosimètre Goltsknecht"


Le principe des dispositifs chimiques est basé sur la propriété d'un sel double de cyanure de baryum et de platine lorsqu'il est irradié par des rayons X pour changer sa couleur vert clair en brun-brun. L'hydrate cristallin sous l'action des rayons ultraviolets et des rayonnements ionisants brille d'un jaune-vert. Des écrans recouverts d'une couche de cristaux de tétracyanoplatinate de baryum ont été utilisés pour étudier la lumière ultraviolette, ainsi que dans les premières études sur les rayonnements ionisants et la radioactivité. La lueur observée au hasard d'un tel écran a permis à Roentgen de découvrir les rayons, plus tard nommés d'après lui. La suite logique des chromoradiomètres trouvés dans le soi-disant films radiochromes. Le film contient un colorant qui change de couleur lorsqu'il est exposé à un rayonnement ionisant. Contrairement à un film radiographique, un processus de développement n'est pas nécessaire,et les résultats peuvent être obtenus presque instantanément, alors qu'il est insensible à la lumière visible (ce qui le rend plus facile à travailler). Contrairement à d'autres types de détecteurs de rayonnement, un film radiochrome peut être utilisé pour la dosimétrie absolue. Pour obtenir des résultats après exposition, le film est simplement numérisé sur un scanner à plat et traité à l'aide d'une analyse graphique. Le degré d'exposition est estimé en modifiant la densité optique du colorant. Un film radiochrome typique a une précision allant jusqu'à 2% à des doses de 0,2 à 100 Gray (Gy). Récemment, des films radiochromiques ont été activement utilisés dans la technique de laboratoire en fibre pour créer un dosimètre en temps réel.le film radiochrome peut être utilisé pour la dosimétrie absolue. Pour obtenir des résultats après exposition, le film est simplement numérisé sur un scanner à plat et traité à l'aide d'une analyse graphique. Le degré d'exposition est estimé en modifiant la densité optique du colorant. Un film radiochrome typique a une précision allant jusqu'à 2% à des doses de 0,2 à 100 Gray (Gy). Récemment, des films radiochromiques ont été activement utilisés dans la technique de laboratoire en fibre pour créer un dosimètre en temps réel.le film radiochrome peut être utilisé pour la dosimétrie absolue. Pour obtenir des résultats après exposition, le film est simplement numérisé sur un scanner à plat et traité à l'aide d'une analyse graphique. Le degré d'exposition est estimé en modifiant la densité optique du colorant. Un film radiochrome typique a une précision allant jusqu'à 2% à des doses de 0,2 à 100 Gray (Gy). Récemment, des films radiochromiques ont été activement utilisés dans la technique de laboratoire en fibre pour créer un dosimètre en temps réel.Récemment, des films radiochromiques ont été activement utilisés dans la technique de laboratoire en fibre pour créer un dosimètre en temps réel.Récemment, des films radiochromiques ont été activement utilisés dans la technique de laboratoire en fibre pour créer un dosimètre en temps réel.

Le dosimètre chimique le plus largement utilisé dans les cercles étroits est probablement l' ID-11 (un dosimètre individuel). Il est connu pour le fait que ce sont ces «babioles» que de nombreux liquidateurs portaient sur leur poitrine. Il a été possible de vérifier combien vous avez économisé uniquement à l'aide d'un appareil spécial (le soi-disant appareil de mesure IU-1 ou GO-32). En fait, le porte-clés lui-même était une plaque en céramique en liant aluminophosphate activé avec de l'argent. Le verre pourrait enregistrer les effets du rayonnement gamma et du rayonnement gamma-neutrons mixtes dans la plage de doses de 10 à 1500 rad. La dose de rayonnement a été résumée lors d'une exposition périodique et a pu être conservée dans le dosimètre pendant 12 mois.


Il existe également des dosimètres chimiques modernes. Le besoin de tels dosimètres est apparu après l'émergence de sources puissantes avec des activités dans des dizaines de curies. Les dosimètres à base de ferrosulfite conviennent pour mesurer des doses de rayonnement de 5⋅10 ⁴ P, et les dosimètres à sulfate de cérium donnent de bonnes valeurs jusqu'à ~ 10 ⁶ P. Les dosimètres chimiques avec solution aqueuse d'iodure de sodium boroné contrôlent les flux de neutrons lents des réacteurs nucléaires jusqu'à 10 ¹⁵ neutrons / (cm ² * c).

Dosimètres utilisant l'électricité statique Les

dosimètres soviétiques ID-1 et l'article unique Rocket que j'ai mentionné dans la première partie fonctionnent sur le même principe électrostatique.


Dans l'application la plus simple, un tel dosimètre peut être n'importe quel électroscope . Par exemple, une attraction avec des balles chargées. Soit dit en passant, je donne une idée gratuite à tous les organisateurs de festivals scientifiques, cela peut s'avérer être un excellent dosimètre de rue.



Le principe de fonctionnement d'un tel appareil est simple: les billes sont maintenues par attraction électrostatique. Si l'air est fortement ionisé, la charge s'écoule et les balles tombent. Vous pouvez faire tourner le tambour et les balles accumuleront à nouveau la charge, en fonction du taux de ruissellement de la charge, vous pouvez juger du débit de dose. L'appareil fonctionne dans une plage d'environ 0,1 à 500 R \ h. (jusqu'à 5 Sv, comme PM1603A de polymaster). L'inconvénient le plus important des indicateurs de radioactivité électrostatique est qu'ils doivent être rechargés périodiquement (et qu'ils ne fonctionnent pas non plus dans l'air humide).

Dans le prochain article, je vous dirai comment y faire face et quelles choses intéressantes peuvent être faites sur des principes similaires. En attendant, je donne le temps de mettre en œuvre les appareils et unités décrits dans l'article.

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