V naši dobi katastrof, ki jih povzroči človek, se je treba zaščititi pred njihovimi posledicami v obliki radioaktivne kontaminacije. In za to je treba zaznati ionizirajoče sevanje. Zato lahko v odsotnosti industrijskih naprav vsak radioamater poskuša narediti Geigerjev števec z lastnimi rokami.
Kaj je Geigerjev števec?
Za merjenje radioaktivnega ozadja so znanstveniki in inženirji razvili naprave - Geigerjeve števce. Kot senzor za alfa, beta in gama sevanje je uporabljena zaprta cev za razelektritev plina, napolnjena z mešanico inertnih plinov, poimenovana po izumiteljih Geiger-Mullerjevega števca. Toda profesionalne naprave sodobnemu laiku niso lahko dostopne in so precej drage.
Razvitih je bilo več vrst takšnih struktur. DIY Geigerjev števec iz neonske svetilke lahko naredi tudi najbolj nepripravljenega zalezovalca za preživetje v postapokaliptičnem svetu.
Različice improviziranih modelovGeigerjevi števci
Geigerjev števec so razvili in izdelali številni ljubiteljski oblikovalci z lastnimi rokami. Obstaja veliko možnosti oblikovanja. Znane so najpogostejše domače razvojne sheme:
- Radiometer, ki uporablja fluorescentni ali neonski zaganjalnik kot beta in gama senzor.
- Preprost domači indikator sevanja, ki temelji na senzorju STS-5.
- Najenostavnejši dozimeter s senzorjem SBM-20.
- Majhni indikator sevanja, ki temelji na senzorju SBT-9.
- Indikator ionizirajočega sevanja na podlagi senzorja iz polprevodniške naprave - diode.
- Najenostavnejši indikator sevanja z domačim praznjenjem iz PET plastenke in pločevinke.
Prednosti in slabosti dizajnov
Zasnovi samoizdelanih dozimetrov in indikatorjev sevanja s senzorji SBM-20, STS-5, SBT-9 so precej preprosti in imajo visoko občutljivost. Imajo pa zelo pomembno pomanjkljivost - so industrijski senzorji ionizirajočega sevanja, ki so težko dostopni in dragi za nakup.
Indikator sevanja s senzorjem polprevodniške naprave je poceni, vendar ga je zaradi nelinearnosti polprevodniških lastnosti težko nastaviti, občutljiv je na spremembe temperature in napajalne napetosti.
Naprava z doma narejenim senzorjem iz PET plastenke je izjemno preprosta, vendar zahteva vezje s tranzistorjem na polju, ki ga mojster ni vedno na voljo. Poleg tega so tranzistorji s polnim učinkom nagnjeni k razpadu pod močnimisevanje.
Najugodnejši so modeli s senzorji, ki temeljijo na zagonu, iz okvarjenih fluorescenčnih ali neonskih žarnic. Pomanjkljivosti senzorja iz zaganjalnika, kot je neonska svetilka, vključujejo občutljivost na spremembe temperature in napajalne napetosti, potrebo po zaščiti senzorja pred svetlobo in elektromagnetnim sevanjem. Prednosti vključujejo enostavnost izdelave in postavitve Geigerjevega števca z lastnimi rokami.
Shema indikatorja sevanja z neonsko svetilko kot senzor
Izdelava Geigerjevega števca z lastnimi rokami se mora začeti s preučevanjem sheme vezja naprave. To vezje uporablja neonsko žarnico kot gama in beta senzor.
Upoštevajmo shemo vezja.
Dioda D1 se uporablja za popravljanje izmeničnega toka. Za zagotavljanje konstantne napetosti 100 V je bilo uporabljeno stabilizacijsko vezje, ki temelji na zener diodi D2. Parametri upora R1 so odvisni od napajalne napetosti Vac in se izračunajo po formuli
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
Spremenljivi upor R2 nastavi napetost na neonski žarnici nekoliko pod napetostjo vžiga. Neonska lučka v stanju pripravljenosti ne sme prižgati. Ko radioaktivni delci letijo skozi stekleno žarnico, inertni plin ionizira in lučka utripa.
V trenutku, ko lučka utripa, bo na uporu R3 prišlo do padca napetosti in neonska svetilka bonapetost, manjša od zadrževalne napetosti. Na žarnici ne bo toka, dokler se ne vžge z ionizirajočim delcem. V trenutku kratkega toka skozi žarnico se v zvočniku zasliši glasen klik. Ko sestavite Geigerjev števec z lastnimi rokami iz neonske svetilke, ga lahko začnete nastavljati.
Nastavitev in kalibracija Geigerjevega števca
Razvit model postapokaliptičnega Geigerjevega števca je enostavno nastaviti z lastnimi rokami. S spremenljivim uporom R2 se naprava preklopi v stanje pripravljenosti, na meji sprožitve senzorja iz neonske svetilke. Nadalje se za poskus prašna krpa približa indikatorju radioaktivnosti in občutljivost naprave se prilagodi z regulacijskim uporom R2. Ker je prah poln radioaktivnih izotopov, bi moral neonski indikator radioaktivnosti ob pravilni nastavitvi občasno utripati, glava zvočnika pa bi morala oddajati čivkajoče zvoke in klike.
Za natančnejšo kalibracijo naprave morate uporabiti razpoložljiv vir sevanja. Lahko je preklopno stikalo iz vojaške radijske opreme z nanesenim svetlečim radioaktivnim fosforjem. Umerjanje se izvede z vzorčnim standardnim dozimetrom. Frekvenca delovanja domačega Geigerjevega števca je prilagojena frekvenci štetja ravni sevanja industrijskega dozimetra. Za kalibracijo se lahko uporabi tudi standardni vir sevanja, ki je običajno opremljen z vojaškim dozimetrom.
Materiali in orodja za sestavljanje Geigerjevega števca
Pri sestavljanju Geigerjevega števca z lastnimi rokami, materialise lahko uporabi vse, kar je na voljo radioamaterju. Glavna stvar je, da ocene radijskih komponent ustrezajo zgornjemu diagramu. Kot senzor je treba pravilno izbrati neonsko svetilko, tako da napetost vžiga približno ustreza 100 V. V tem primeru so radijske komponente lahko uvožene in domače. Parametre delov je treba izbrati s pomočjo referenčne literature.
Pomembno je omeniti, da se v danem diagramu vezja uporablja izmenična napajalna napetost iz omrežja Vac=220 V v skladu s vezjem brez transformatorja, kar je nevarno za električni udar za telo. Da preprečite električne poškodbe, mora biti ohišje instrumenta izdelano iz električno izolacijskega materiala. V ta namen so primerni pleksi steklo, getinax, steklena vlakna, polistiren in drugi laminati.
Pri sestavljanju Geigerjevega števca z lastnimi rokami se uporablja najrazličnejše orodje:
- A 60W električni spajkalnik je potreben za spajkanje radijskih komponent.
- Žaga za nož se pogosto uporablja za rezanje folij iz steklenih vlaken, pri izdelavi tiskanih vezij. Uporablja se za rezanje in rezanje plastičnih delov karoserije.
- Električni vrtalnik se uporablja za vrtanje lukenj v tiskano vezje, sestavljanje ohišja na vogalih.
- Pinceta je bistvenega pomena za delo z majhnimi deli pri spajkanju in montaži električnega tokokroga.
- Stranski rezalniki so priporočljivi za rezanje štrlečih kablov radijskih komponent.
- Za zagon naprave je nujno potreben osnovni tester, s katerim boste potrebovaliopravite meritve napetosti na preskusnih točkah, kot tudi druge električne parametre.
- Za avtonomno napajanje resnično postapokaliptičnega Geigerjevega števca je priporočljivo priključiti 4,5-9 V baterijo, za katero uporabite kateri koli preprost pretvornik napetosti do 220 V AC.
Pri delu z elektriko in radioaktivnimi materiali je treba upoštevati varnost.
