Dozymetr
Tuba Geigera Mullera
Dzięki uprzejmości kolegi udało mi się taką tubę zdobyć i ją przetestować
Jest to radziecka tuba Geigera SBM-20 z dozymetru BELLA.
Tuba działa przy napięciu 350-475V, jest ona przeznaczona do pomiaru natężenia promieniowania beta i gamma.
Tuba działa dość prosto, jest to cylinder przez którego oś przechodzi cienki pręt,
po między prętem a metaliczną obudową przyłożone jest napięcie kilkuset woltów.
Gdy przez komorę przelatuje cząstka jonizująca, jonizuje gaz wewnątrz (w tym przypadku Ne + Br2 + Ar), przez zjonizowany gaz przepływa prąd a składnik gaszący gasi wyładowanie.
Tuba przystosowana jest do pracy z szeregowym rezystorem o minimalnej rezystancji 1Mom (zalecana jest 5.1Mom).
Zalecanym napięciem pracy jest 400V, długość plateau 100V, czas martwy min. 190uS.
Zakres pracy 0.014 - 144mR/h (0.14uSv/h-1440uSv).
Znając charakterystykę tuby (w tym przypadku przy okresie zliczeń 40s liczba zliczeń odpowiada uRem/h) można określać jaką dawkę pochłania tuba.
Czyli w zakresie pomiarowym na wyjściu możemy się spodziewać 14-144000 impulsów na 40s, czyli 0.35Hz do 3.6kHz.
Z uSv/h (mikrosieverty na godzinę) możemy przejść na mR/h (miliremy na godzinę) dzieląc wynik w uSv przez 10 (1 siwert = 100 remów). Z miliremów na mikrosieverty przechodzimy mnożąc wynik w miliremach przez 10.
Dla promieni X oraz gamma 1 Sv = 1 Gy (grej).
Promieniowanie tła wynosi około 0.1uSv/h
Przy czym bardzo zależy od miejscowości i rodzaju otoczenia (zabudowania, otwarta przestrzeń).
Za normalne promieniowanie tła przyjmuje się 0.1-0.79uSv/h (10-79 urem/h)
Za wysokie promieniowanie tła przyjmuje się 0.8-1.29uSv/h (80-129 urem/h)
Krótkoterminowe dawki pochłoniętego promieniowania bezpieczne dla zdrowia przyjmuje się na poziomie 1.5-2.49uSv/h (150-249 urem/h)
Za niezdrową dawkę pochłoniętego promieniowania przyjmuje się 1.3-1.4uSv/h (130-140 urem/h)
Za groźne przyjmuje się dawki na poziomie powyżej 2.5uSv/h (250 urem/h)
Wrażliwość na promieniowanie jonizujące jest cechą osobniczą i podane wartości są orientacyjne.
Parametry innych modelów tub GM można szukać na stronie www.gstube.com
Przetwornica HV do dozymetru
Uwaga przetwornica wytwarza napięcia niebezpieczne dla życia, podczas uruchamiania należy zachować szczególną ostrożność. Uruchamianie układu bez pomocy osób posiadających odpowiednie uprawnienia jest zabronione. Autor nie ponosi żadnej odpowiedzialności za efekty działania urządzenia, jego budowę, uruchamianie i użytkowanie podejmujesz na własną odpowiedzialność.
Aby wybrać się z tubą w teren należy zbudować przetwornice, która wytworzy kilkaset wolt z kilku woltów.
Przy okazji najlepiej gdyby przetwornica pobierała jak najmniej energii z baterii.
Budowa przetwornicy opiera się o układ MC34063 i jest to typowa przetwornica podwyższająca.
Poniżej widoczny jest schemat przetwornicy:
Wysokonapięciowy (UCE 800V) tranzystor 2SC3866 (Q1) pochodzi z uszkodzonego zasilacza ATX, cewka została dobrana eksperymentalnie (jak największe napięcie wyjściowe).
Napięcie wyjściowe jest stabilizowane przy pomocy diod zenera, po naładowaniu kondensatora (C1) przetwornica wstrzymuje swoją pracę obniżając pobór prądu i stabilizując napięcie wyjściowe (wej 5 MC34063 blokuje działanie po pojawieniu się na nim napięcia).
Napięcie na C1 utrzymuje się długo po wyłączeniu zasilania, dlatego należy uważać aby przypadkowo nie dotknąć elementów pod napięciem kilkuset woltów.
Rezystor R1 nie dopuszcza do nasycenia dławika.
Jako dioda D4 sprawdza się BA159 lub inna szybka i wysokonapięciowa dioda impulsowa/przełączająca (np. HER108 itp.).
Dławik powinien mieć min 10mH, i powinien mieć odpowiednio grube uzwojenie, dławiki takie można kupić lub wymontować z np. starego telewizora lub nawinąć samodzielnie.
Na dławik nie nadają się miniaturowe dławiki o dużej rezystancji i małym prądzie maksymalnym. Taki dławik napewno nie wytworzy wysokiego napięcia, co najwyżej wytworzy obłok dymu ;)
Gdy przez tubę przeleci cząstka jonizująca, w buzerze da się usłyszeć kliknięcie.
Pobór prądu jest zależy od napięcia i jest następujący:
3.5V -> 16mA
4V -> 17mA
5V -> 20mA
6V -> 23mA
7V -> 26.5mA
8V -> 30mA
9V -> 33mA
Jako typowy układ eksperymentalny, został zmontowany na płytce uniwersalnej.
pomiary
W terenie możemy stwierdzić różne fluktuacje promieniowania tła.
Podwyższone promieniowanie możemy spotkać w: niewietrzonych piwnicach (radon), w pobliżu izotopowych czujników dymu, w pobliżu dużych głazów, w składach materiałów budowlanych, w pobliżu niektórych strumyków, w kopalniach.
Warto też sprawdzić np. stary zegarek ze "świecącymi" wskazówkami. :)
Przyspieszone tykanie licznika Geigera spowodują także źródła promieniowania X.
Aktualizacja
Od pojawienia się artykułu dostaję pytania i prośby podobnej treści.
Pierwsza sprawa dotyczy schematu, jest on narysowany w sposób trudny do analizy
dla osób początkujących, fakt ale za to mieści się na stronie.
Specjalnie dla osób mających trudności z jego analizą został przygotowany schemat,
w wersji "rozplątanej".
Została wprowadzona modyfikacja pozwalająca na zastosowanie brzęczyka piezzo z generatorem.
Dzięki takiej modyfikacji kliknięcia licznika są lepiej słyszalne.
Dodany kondensator C5 22p jest opcjonalny i zmniejsza ilość zakłóceń przenoszonych do brzęczyka.
Aby dodatkowo zmniejszyć zakłócenia (od pracy przetwornicy i przydźwięków sieciowych) można równolegle do C5 wlutować rezystor 7-10Mom.
(kliknij na obrazek aby powiększyć schemat)
Druga sprawa dotyczy cewki, i podania seryjnego oznaczenia,
niestety co do cewki należy eksperymentować, celem uzyskania najwyższego napięcia,
oraz małego poboru prądu.
Układ powstał w dość krótkim czasie (popołudnie) aby przetestować tubę geigera.
Projekt przetwornicy nie jest typowym układem startowym dla początkującego elektronika,
należy się liczyć z koniecznością przeprowadzenia eksperymentów podczas uruchamiana.
Projekt powstał z tego co miałem pod ręką, jednak nie traktujcie tego faktu jako wadę układu.
Przeprowadzone eksperymenty na pewno przyczynią się do zdobycia wiedzy i praktyki,
mimo że nie jest to układ typu zlutuj i włącz, myślę że jego uruchomienie może dać Wam wiele satysfakcji.
Aktualizacja 2
Dużo pytań dotyczyło cewki wykorzystanej w przetwornicy. Zastosowana cewka to dławik o rezystancji około 3om,
pracujący w obwodzie zasilania starego odbiornika TV. Sprawdziłem w między czasie jakie seryjne dławiki nadają się do układu.
Przy dławiku 10mH 15om układ zaczyna pracować, przy dławiku 15mH 28om układ pracuje stabilnie,
jednak pobiera większy prąd (3.5V->31mA, 4V->35mA, 5V-> 20mA, 6V->23mA, 7V->26mA, 8V->29mA, 9V->32mA).
Testowany dławik pionowy 10mH miał deklarowany prąd pracy 90mA a 15mH prąd 70mA.
Czyli w układzie warto stosować dławiki o indukcyjności powyżej 15mH z wytrzymałością prądową powyżej 70mA
Realizacje/inspiracje układem:
Wykrywacz minerałów promieniotwórczych z sondą zewnętrzną
Kompaktowy detektor promieniowania w wykonaniu SMD
Zmodyfikowany detektor wraz z licznikiem
KRUK-1 System alarmowania o skażeniach promieniotwórczych
Aktualny rozkład dawki promieniowania gamma na terenie kraju w nSv/h (nano siwertów na godzinę) można śledzić na stronie
Państwowej Agencji Atomistyki
W PAA można zgłaszać podejrzenia skażenia radiologicznego lub wykrycia substancji promieniotwórczych.
Instytut Fizyki UMCS prowadzi monitoring radiologiczny na terenie Lublina:
UMCS Lublin
Inne jednostki prowadzące pomiary i prewencję związaną z zagrożeniami radiologicznymi to,
CLOR czyli Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej
Do opisanego detektora można dobudować licznik prezentujący wyniki pomiarów na wyświetlaczu LCD:
Licznik do detektora GM
And!
Materiały zawarte na tej stronie są przeznaczone wyłącznie do celów edukacyjnych i prywatnych. Rozpowszechnianie ich bez zgody autora, oraz czerpanie z nich korzyści materialnych jest zabronione.
strona główna
