Přihlášení



Jednoduchý dozimetr
Měřič radioaktivního záření
Napsal RadioMan 02.07.2016



(pro mírně pokročilé)

shlédnuto 17716x rubrika Pro kutily a bastlíře

Pokud se Vám text obtížně čte, můžete si ho zvětšit nebo zmenšit
A nebo si všechno prohlédněte černé na bílém
Celý článek si pak případně také můžete přehledně vytisknout


Nemusíte být hned pesimista, očekávající v blízké době mezinárodní jaderný konflikt - potřeba měřit (nebo lépe řečeno indikovat) úroveň radioaktivního záření může mít i jiné příčiny. Může to být například průzkum jeskyní a starých důlních štol, vojenských objektů a nebo sklepů. Tento přístroj také ocení sběratelé minerálů ke zkoumání neznámých nerostů a dalších oblastí použití je spousta - namátkou jmenujme ještě třeba dnes poměrně módní kontrolu potravin z "problémových" oblastí...

Měřič radioaktivního záření běžně v žádném normálním obchodě nekoupíte a pokud jej budete chtít koupit v obchodě speciálním, připravte si klidně třeba deset tisícovek. Asi nejjednodušší a cenově dostupnou možností je zatím ještě pořád koupení nějakého starého přístroje z vojenských výprodejů. V našich podmínkách se jedná především o dva typy - buď IT-65 a nebo RBGT-62. Oba tyto typy jsou robustní staré vojenské radiometry určené pro bojové nasazení a jedná se o citlivé, i když poměrně velké a těžké přístroje. Pochází z šedesátých let, oba dva jsou samozřejmě analogové (mají tedy ručičkové měřidlo) a pracují na principu tzv. Geiger-Müllerova počítače částic. Geiger-Müllerova sonda je ve své podstatě velmi jednoduché zařízení. Jde o jakousi speciální výbojku, která je napájena vysokým stejnosměrným napětím. Pokud na její vnitřní elektrodu dopadne zvenčí nějaká částice záření, tak způsobí "zapálení" výbojky, což se navenek projeví jako elektrický impuls. Tyto impulsy pak stačí počítat a převádět na nějakou zobrazitelnou hodnotu.Se zářením a jeho měřením je to totiž trochu složitější, než si většina laiků myslí. Lidé mají obvykle představu, že je to něco třeba jako teplota v místnosti - že se tedy jednoduše měří nějaká okamžitá hodnota "úrovně zamoření". Tak to ale není. Záření je definováno jako proud částic vzniklých např. rozpadem atomů radioaktivních prvků. Míra radiace záleží na tom, jak silný proud těchto částic je - neboli KOLIK jich právě kolem nás letí. My tedy radiaci můžeme měřit pouze tak, že počítáme jednotlivé letící částice. Jenomže je musíme počítat takříkajíc po jedné. Můžeme je počítat třeba deset sekund a pak vždycky ukázat jejich počet na nějakém displeji. U analogových přístrojů se to ale obvykle provádí tak, že se počet dopadů jednotlivých částic integračním článkem převádí na napětí a toto napětí (které je tedy přímo úměrné počtu částic) se pak jednoduše měří ručkovým měřidlem. Úroveň radiace se udává v různých jednotkách (milirentgeny, Sieverty...) které nejsou úplně jednoduché a jejichž vysvětlení zde by bylo mimo zamýšlený obsah článku. Koho by to ale zajímalo, tak podrobně a celkem populárně vysvětleno je to například ZDE.

Pokud budete přemýšlet nad nákupem výše uvedených radiometrů, přemýšlejte opravdu pořádně a "po selsku". Dnes už je málokterý seriozní obchod nabízí, protože staré zásoby prostě a jednoduše došly. Čas od času se ale objevují třeba na Aukru a internetových inzercích podezřele levné exempláře klidně i třeba za šest stovek. K tomu se dá říci jen jedno. Pokud běžná cena samotné - i použité, ale FUNKČNÍ - GM sondy je právě těch šest set, tak asi něco nebude úplně v pořádku. Prodejci - resp. přeprodávači - armádního zboží vám klidně deklarují, že se jedná o plně funkční přístroje, ale přitom je obvykle sami ani nemají jak a čím vyzkoušet. Maximálně do nich strčí baterii (a to už musí být) a vyzkouší, jestli se hýbe rafička měřícího přístroje - ty totiž mají v jedné poloze přepínače funkci měření stavu baterií. O stavu srdce přístroje - vlastní GM sondy a všech měřících obvodů to ale nevypovídá naprosto nic. Takový přístroj pak může sloužit maximálně jako sbírkový předmět, protože nevíte zda vůbec funguje a málokdo má asi doma kontrolní zářič, kterým by si dozimetr zkalibroval. Je to ale samozřejmě na každém - člověk je tvor spořivý a neodolatelně nízká cena obvykle dokáže spolehlivě přehlušit jakékoliv pochybnosti

Radiometr RBGT-62
Radiometr IT-65
Geiger-Müllerova trubice


Další cesta je - vyrobit si měřič radioaktivity vlastními silami. Základem většiny dozimetrů je již zmíněná Geiger-Müllerova sonda (označovaná obvykle jako GM trubice) a když ji seženeme, máme vyhráno. K ní potřebujeme zdroj vysokého napětí, což zpravidla znamená nějaký měnič napětí, který z baterie vyrábí potřebných 300-500V (podle typu sondy). Pak už nám stačí jen jednoduchý obvod s tvarovačem, kondenzátorem a ručkovým měřidlem. Jde to ale ještě jednodušeji. Většina dozimetrů má i možnost připojení sluchátka, v němž můžeme slyšet dopady jednotlivých částic ve formě jakéhosi praskání, které při vysokém stupni zamoření přechází až v souvislý ostrý šum. Jestliže nám tedy jde pouze o informativní indikaci radioaktivity (třeba jestli nějaký předmět vyzařuje a nebo ne), klidně nám stačí i tato akustická indikace. Pak může mít celý dozimetr naprosté minimum součástek - kromě zmíněného měniče a vlastní GM trubice nám stačí už jen jeden odpor a krystalové sluchátko. GM trubicí prochází velmi malý (téměř zanedbatelný) proud a proto měnič napětí může být velice jednoduchý, neboť od něj nepotřebujeme prakticky žádný výkon. K napájení sondy je samozřejmě také možné použít nějaký transformátor a následně usměrněné (případně zdvojené) síťové napětí 230V, což je řešení velmi jednoduché a levné, ovšem jsme potom odkázáni na elektrickou zásuvku a přístroj již nebude možné oproti bateriovým zařízením používat v terénu. Je ale také možno použít měnič, který se prodává jako hotový modul a který na výstupu poskytuje přímo napětí 400V. Sice také něco stojí, ale jde o malý, kvalitní a spolehlivý modul, který nepotřebuje žádné další součástky, je sestavený a oživený. Jeho použitím se vyhneme neoblíbené a pracné výrobě převodního transformátorku, nezbytné součásti každého měniče. K napájení měniče postačí třeba tři tužkové baterie, nebo nějaký akumulátor. Velkou výhodou při použití olověného, nebo NiCd a NiMH akumulátoru je, že má i v malém provedení dosti velkou kapacitu (oproti třeba malé 9V baterii) a zabezpečí tak provoz dozimetru na velmi dlouhou dobu. navíc můžeme čelo skříňky s naším měřidlem vybavit také třeba silnou reflektorovou LED žárovkou s vypínačem, což je například pro zmíněný průzkum podzemí velice užitečná věc, která nám - jak se říká - ušetří jednu ruku..

Schéma nejjednoduššího dozimetru
Schéma přístroje IBGT-58
Měřič radioaktivního záření s měničem a násobičem napětí pro GM sondu (T1,Tr1,D3-D5) a indikačním obvodem (T2 a následující součástky)

V našem "ultrajednoduchém" indikátoru je krystalové sluchátko (piezokeramický měnič) připojeno paralelně k odporu (cca 5-10 Mohmů) v obvodu sondy. Každý dopad částice způsobí ionizaci sondy a její krátké "zapálení", čímž se stane navenek vodivou - sice na velice krátkou dobu, která ale stačí k tomu, aby se ve sluchátku ozvalo "prasknutí". Místo sluchátka (nebo samozřejmě současně s ním) ovšem můžeme připojit třeba obyčejnou malou doutnavku (jejíž svit při malé úrovni záření je ale ve dne přece jen dost problematický), případně nějaký "dospělejší" indikační obvod s ručkovým měřidlem (třeba ukazatel výstupní úrovně ze starého magnetofonu, atd.). Doutnavka sice nebude indikovat jednotlivé částice (jeden krátký impuls nestačí k její ionizaci), ale se zvyšující se radioaktivitou začne postupně blikat, až bude svítit plným svitem. Ukázkou podobného, také velmi jednoduchého "komerčního" zařízení je například měřič (přesněji řečeno indikátor) IGB-58, používaný kdysi v československé armádě pro informativní zjišťování úrovně zamoření. Má pouze jeden tranzistor, který je zapojen jako měnič a z napětí jednoho monočlánku (1.5V) dokáže vyrobit cca 400V pro napájení GM trubice. Na dalším obrázku je pak podobné zapojení měřiče radioaktivity, které má ale místo sluchátka "rafičku".

Samotná GM sonda se také poněkud hůře shání a v běžných obchodech se součástkami ji nikde nekoupíte. Většina dostupných typů pochází z bývalého sovětského svazu - především jsou to typy STS-5, SBM-20 a SI3-BG. První dva zmíněné typy jsou téměř totožné, typ SI3-BG má proti nim poloviční velikost, menší citlivost, ale na druhé straně zase mnohem nižší cenu. GM sonda má pouze dva vývody - anodu a katodu, takže musí být zapojena ve správné polaritě. Jeden její konec je obvykle označen znaménkem PLUS. Samozřejmě že se sondy vyrábí i v současné době, nicméně jejich cena zpravidla začíná někde na 100 dolarech a proto budou zřejmě staré dobré ruské sondy sloužit jako základ amatérských dozimetrů ještě hodně dlouho.

Nákupem sondy a případně i měniče nic nezkazíte, protože i když si budete chtít v budoucnu postavit třeba měřič lepší, přesnější, popřípadě digitální, tak výše uvedené dvě věci l tomu budete stejně pořád potřebovat a v naprosté většině zapojení je můžete použít...


Dole pod tímto článkem naleznete diskuzi.
Podívejte se, co si o tom myslí ostatní - a nebo
jednoduše napište, co si o tom myslíte vy !
(diskuse je anonymní a není potřeba žádná registrace)

CO SE DÁ KOUPIT ?

IT-65Vojenský radiometr( 1415 Kč )
RBGT-62Vojenský radiometr( 1499 Kč - není skladem )
SI-3BGGM trubiceSSSR, menší citlivost než STS5( 199 Kč )
STS5GM trubiceSSSR ( 599 Kč - není skladem )
Krystalové sluchátkovysoká impedance( 199 Kč )
Měnič napětí( 299 Kč )
6V akumulátornapř. Tipa.euTIPA
Doutnavkaběžný typ( 10 Kč )


POUŽITÁ LITERATURA A ODKAZY

[1] Otakar A. Horna - Zajímavá zapojení s tranzistory (SNTL 1963)
[2] www.csla.cz
[3] www.atominfo.cz


Tento článek je původním autorským dílem. Jakékoliv jeho další šíření, kopírování a další využívání elektronickou, či jinou cestou jako celku, jakožto i jeho jednotlivých částí, či souvisejících multimediálních souborů je možné pouze se svolením autora a řídí se platnou legislativou.
-=© SRS 2.07=-

Diskuse k článku
Zde můžete napsat jakýkoliv dotaz či připomínku - obratem bude zveřejněna.
Můžete také jednoduše poslat odkaz na tento článek svým přátelům !
(Tento článek je kupodivu zatím bez komentářů - buďte první !)

Text komentáře:
Vaše přezdívka:
Kontrola, jestli jste člověk nebo robot :
Má to čtyři písmena a jezdí po kolejích :