W dobie katastrof spowodowanych przez człowieka konieczne jest zabezpieczenie się przed ich skutkami w postaci skażenia radioaktywnego. W tym celu należy wykryć promieniowanie jonizujące. Dlatego w przypadku braku urządzeń przemysłowych każdy radioamator może spróbować wykonać licznik Geigera własnymi rękami.
Co to jest licznik Geigera?
Aby zmierzyć radioaktywne tło, naukowcy i inżynierowie opracowali urządzenia - liczniki Geigera. Jako czujnik promieniowania alfa, beta i gamma zastosowano szczelną rurę wyładowczą wypełnioną mieszaniną gazów obojętnych, nazwaną na cześć wynalazców licznika Geigera-Mullera. Jednak profesjonalne urządzenia nie są łatwo dostępne dla współczesnego laika i są dość drogie.
Opracowano kilka odmian takich struktur. DIY licznik Geigera z lampy neonowej może sprawić, że nawet najbardziej nieprzygotowany stalker przetrwa w postapokaliptycznym świecie.
Odmiany improwizowanych projektówLiczniki Geigera
Licznik Geigera został opracowany i wyprodukowany własnymi rękami przez wielu projektantów-amatorów. Istnieje wiele opcji projektowych. Znane są najpopularniejsze domowe schematy rozwoju:
- Radiometr, wykorzystujący fluorescencyjny lub neonowy starter jako czujnik beta i gamma.
- Prosty domowy wskaźnik promieniowania oparty na czujniku STS-5.
- Najprostszy dozymetr z czujnikiem SBM-20.
- Mały wskaźnik promieniowania oparty na czujniku SBT-9.
- Wskaźnik promieniowania jonizującego oparty na czujniku z urządzenia półprzewodnikowego - dioda.
- Najprostszy wskaźnik napromieniowania z domowym wyrzutnikiem wykonanym z butelki PET i puszki.
Wady i zalety projektów
Konstrukcje samodzielnie wykonanych dozymetrów i wskaźników promieniowania z wykorzystaniem czujników SBM-20, STS-5, SBT-9 są dość proste i mają wysoką czułość. Mają jednak bardzo istotną wadę – są to przemysłowe czujniki promieniowania jonizującego, które są trudno dostępne i drogie w zakupie.
Wskaźnik promieniowania z czujnikiem półprzewodnikowym jest tani, ale ze względu na nieliniowość charakterystyk półprzewodników jest trudny do skonfigurowania, wrażliwy na zmiany temperatury i napięcia zasilania.
Urządzenie z czujnikiem domowej roboty z butelki PET jest niezwykle proste, ale wymaga obwodu z tranzystorem polowym, który nie zawsze jest dostępny dla majsterkowiczów. Ponadto tranzystory polowe są podatne na awarie przy silnympromieniowanie.
Najbardziej przystępne cenowo są projekty z czujnikami rozruchowymi z uszkodzonych lamp fluorescencyjnych lub neonowych. Wady czujnika od rozrusznika, takiego jak neonówka, to wrażliwość na zmiany temperatury i napięcia zasilania, konieczność osłony czujnika przed światłem i promieniowaniem elektromagnetycznym. Zalety to łatwość wykonania i ustawienia licznika Geigera własnymi rękami.
Schemat wskaźnika promieniowania z lampą neonową jako czujnikiem
Wykonanie licznika Geigera własnymi rękami należy rozpocząć od przestudiowania schematu obwodu urządzenia. Ten obwód wykorzystuje żarówkę neonową jako czujnik gamma i beta.
Rozważmy schemat obwodu.
Dioda D1 służy do prostowania prądu przemiennego. Aby zapewnić stałe napięcie 100 V, zastosowano obwód stabilizujący oparty na diodzie Zenera D2. Parametry rezystora R1 są zależne od napięcia zasilania Vac i są obliczane ze wzoru
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
Rezystancja zmienna R2 ustawia napięcie na żarówce neonowej nieco poniżej napięcia zapłonu. Lampka neonowa w trybie czuwania nie powinna się świecić. Kiedy cząstki radioaktywne przelatują przez szklaną bańkę, gaz obojętny ulega jonizacji, a lampa błyska.
W chwili, gdy lampka zacznie migać, nastąpi spadek napięcia na rezystancji R3 i zapali się neonówkanapięcie, mniej niż napięcie trzymania. Nie będzie przepływu prądu przez lampę, dopóki nie zostanie ona zapalona przez jonizującą cząstkę. W momencie krótkiego przepływu prądu przez lampę w głośniku rozlegnie się głośne kliknięcie. Po złożeniu licznika Geigera własnymi rękami z lampy neonowej można przystąpić do jej ustawiania.
Konfiguracja i kalibracja licznika Geigera
Opracowany model postapokaliptycznego licznika Geigera jest łatwy do skonfigurowania własnymi rękami. Przy zmiennej rezystancji R2 urządzenie przechodzi w stan czuwania, bliski wyzwolenia czujnika z lampy neonowej. Ponadto, na potrzeby eksperymentu, zakurzona szmata zbliża się do wskaźnika radioaktywności, a czułość urządzenia jest regulowana przez rezystor regulacyjny R2. Ponieważ kurz jest pełen radioaktywnych izotopów, neonowy wskaźnik radioaktywności powinien okresowo migać, gdy jest odpowiednio ustawiony, a głowica głośnika powinna wydawać ćwierkające dźwięki i kliknięcia.
W celu dokładniejszej kalibracji urządzenia należy użyć dostępnego źródła promieniowania. Może to być przełącznik dwustabilny z wojskowego sprzętu radiowego z nałożonym na niego luminoforem radioaktywnym. Kalibrację przeprowadza się za pomocą przykładowego standardowego dozymetru. Częstotliwość pracy domowego licznika Geigera jest dostosowana do częstotliwości zliczania poziomu promieniowania dozymetru przemysłowego. Do kalibracji można również użyć standardowego źródła promieniowania, które zwykle jest wyposażone w dozymetr wojskowy.
Materiały i narzędzia do montażu licznika Geigera
Przy montażu licznika Geigera własnymi rękami, materiałymożna użyć dowolnego dostępnego dla radioamatora. Najważniejsze jest to, że oceny komponentów radiowych odpowiadają powyższemu schematowi. Konieczne jest prawidłowe dobranie lampy neonowej jako czujnika, aby napięcie zapłonu odpowiadało w przybliżeniu 100 V. W takim przypadku komponenty radiowe mogą być zarówno importowane, jak i krajowe. Parametry części muszą być wybrane na podstawie literatury referencyjnej.
Ważne jest, aby pamiętać, że na podanym schemacie obwodu przemienne napięcie zasilania z sieci Vac \u003d 220 V jest używane zgodnie z obwodem beztransformatorowym, co jest niebezpieczne w przypadku porażenia prądem elektrycznym. Aby zapobiec obrażeniom elektrycznym, obudowa przyrządu powinna być wykonana z materiału izolującego elektrycznie. Do tego celu nadają się pleksiglas, getinax, włókno szklane, polistyren i inne laminaty.
Podczas samodzielnego montażu licznika Geigera używane jest najróżniejsze narzędzie:
- Do lutowania elementów radiowych wymagana jest lutownica elektryczna o mocy 60 W.
- Piła do metalu jest szeroko stosowana do cięcia folii z włókna szklanego w produkcji płytek drukowanych. Służy do cięcia i cięcia plastikowych części karoserii.
- Wiertarka elektryczna służy do wiercenia otworów w płytce drukowanej, montażu obudowy na rogach.
- Pęseta jest niezbędna do pracy z małymi częściami podczas lutowania i montażu obwodu elektrycznego.
- Obcinaki boczne są zalecane do cięcia wystających przewodów elementów radiowych.
- Do uruchomienia urządzenia niezbędny jest podstawowy tester, z którym będziesz potrzebowaćwykonać pomiary napięcia w punktach pomiarowych, a także innych parametrów elektrycznych.
- Do autonomicznego zasilania prawdziwie postapokaliptycznego licznika Geigera zaleca się podłączenie baterii 4,5-9 V, do której można użyć dowolnego prostego obwodu konwertera napięcia do 220 V AC.
Bezpieczeństwo musi być przestrzegane podczas pracy z elektrycznością i materiałami radioaktywnymi.
