środa, 29 stycznia 2014

Jonizacyjna czujka dymu

Izotopy promieniotwórcze do niedawna wykorzystywano w alarmach przeciwpożarowych jako tzw. czujki dymu. Początkowo stosowano pluton Pu-239, później przechodząc na mniej groźny ameryk Am-241. Czujki z plutonem lubiły wysypywać kruszącą się substancję promieniotwórczą przy potrząśnięciu, co stwarzało śmiertelne zagrożenie (pluton, poza radioaktywnością, jest również toksyczny jako pierwiastek - i to dużo bardziej niż ołów, rtęć czy arsen). Do uwolnienia substancji radioaktywnej mogło dojść także podczas pożaru budynku wyposażonego w taką instalację. Czujki z Pu-239 produkowały m.in. krajowe zakłady Polon-Alfa, zastąpione następnie przez czujki amerykowe typu DIO-31 i optyczne DOR-40 i inne.
Oprócz plutonu często stosowano ameryk Am-241, który zaczęto wycofywać stosunkowo niedawno, i dziś już ciężko trafić na czujkę z tym pierwiastkiem, choć u mnie w pracy się zachowały :)
Czujki izotopowe wycofywano po pierwsze ze względów zdrowotnych - choć dawka promieniowania jest minimalna - po drugie z powodów praktycznych - nie wszystkie typy dymów i oparów powstających podczas pożaru są wykrywalne przez czujki izotopowe. 
Oba typy czujek wykorzystują to samo zjawisko - zmniejszanie transparentności powietrza przez dym i opary występujące podczas pożaru. W czujce izotopowej (jonizacyjnej) przerwaniu ulega strumień cząstek alfa, w optycznej - światła, najczęściej laserowego. Oba typy czujek mają różną czułość na poszczególne rodzaje dymu, ale to temat na osobny artykuł, to jest blog o promieniowaniu, a nie ochronie ppoż :)
Ilość pierwiastka promieniotwórczego w czujce jest bardzo mała, dla czujek z Am-241 ustalono aktywność preparatu na 0,9µCi, czyli:

1 Ci = 37.000.000.000 Bq

1µCi = 0,000001Ci = 37.000.000.000* 0,000001=37.000Bq

1µCi = 37.000Bq
0,9µCi= 37.000*0,9=33.300Bq=33,3kBq 


Ameryk emituje głównie cząstki alfa, które mają problem z pokonaniem kilku cm powietrza, a co dopiero plastikowej obudowy źródła i drugiej obudowy całej czujki. Kieszonkowym dozymetrem ledwo co da się zmierzyć, nie ma zatem obawy, że przebywanie w pomieszczeniu z czujkami może nam zaszkodzić. 



Poniżej fotografie starego modelu czujki, choć nie jest to najstarszy typ:




Wyprodukowano w Irlandii w roku... 1990 :)

Między kratkami widać kluczowy element, wielkości łebka od zapałki.
A teraz czujka prawdopodobnie z roku 2005, którą należy wymienić przed rokiem... 2024. Ten sam czujnik, tylko na obudowie dodatkowo podano aktywność w kBq, jakby komuś się nie chciało przeliczać z µCi, tak jak to pokazałem powyżej. Czujek tych jest sporo na Allegro w dość przystępnych cenach, choć emisja jest - jak i w starszym modelu - minimalna :)


Nawet ten sam sposób przykręcenia obudowy źródła, aby nie było łatwo wymontować. Faktycznie, bez specjalnego klucza albo piły - ani rusz ;)



Inny egzemplarz, produkcja z Meksyku:
Tak wygląda główny element pomiarowy, a raczej jego połowa. Pod spodem znajduje się hermetyczna komora (widoczna uszczelka) z drugim źródłem, pełniącym funkcję wzorca - dzięki szczelności komory stopień jonizacji powietrza jest niezależny od czynników zewnętrznych. Drugie źródło, widoczne na zdjęciu, jest przykryte kopułką z dziurkami lub kloszem ze szczelinami, aby zapewnić dostęp powietrza i ewentualnego dymu. Układ czujki po prostu mierzy różnicę między prądem jonizacji w komorze szczelnej i w komorze otwartej na dostęp powietrza z zewnątrz. Dwa źródła zastosowano, aby wyeliminować błędy wywołane zmianami aktywności preparatu wraz z upływem czasu - oba preparaty (kontrolny i pomiarowy) tracą aktywność w tym samym stopniu.

Tym razem materiał umieszczony jest w metalowym koszyczku z dziurkami, dziurki dość małe...

 
Co ciekawe, nadal można spotkać w sprzedaży czujki jonizacyjne, aczkolwiek często mają zmniejszoną aktywność preparatu do 15kBq, czyli mniej więcej o połowę :) I nadal, przy niektórych rodzajach pożarów, są niezastąpione :)

Czujka Ei2000 - aktywność nie większa niż 15 kBq

Czujka jonizacyjna typu Ei100B - zdjęcie dzięki uprzejmości Sprzedawcy.

EDIT:
Czujka pozbawiona jakichkolwiek oznaczeń, ale też jonizacyjna - Family Gard FG888D:





Czujka Garvan SS-168:





4 komentarze:

  1. Jeśli taka czujka w liczbie 10 ulegnie spaleniu czy jest to zagrożenie dla zdrowia ?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Przy ogólnie dużej liczbie toksycznych gazów wydzielających się podczas pożaru nawet 10 czujek nie powinno robić różnicy, sporo zależy od ukształtowania budynku, przepływu powietrza, temperatury płomieni itp. Na pewno warto mieć aparat oddechowy typu izolacyjnego (z własnym źródłem tlenu). W kwestii szczegółów powinien wypowiedzieć się ekspert od ochrony ppoż. lub ochrony radiologicznej.

      Usuń
  2. A: Współcześnie nadal produkuje się czujki izotopowe dymu z zaleceniem na max. aktywność źródła <10kBq. Są dużo tańsze (w produkcji) niż optyczne czujki dymu o porównywalnych parametrach, trwalsze i (przy prawidłowym wykonaniu/projekcie) mniej wrażliwe na zabrudzenia. Przykładowo czujka izotopowa za 150 zł ma spektrum czułości podobne do optycznej za 550 i jest odpowiednia dla wszystkich DYMNYCH pożarów testowych. Jedynym problemem (podrażającym koszty) jest droga utylizacja - trzeba je przewieźć do ZUOP i zapłacić ok. 100 zł/szt.
    B: W razie pożaru na pewno wszystkie inne zagrożenia (gazy toksyczne, pyły i temperatura) są groźniejsze dla życia niż ten izotop (z czujki - Am-241). Nawet produkty spalania obudowy i elektroniki są bardziej niebezpieczne, niż ta ilość Am-241 (przypominam: współcześnie <10kBq). 10kBq Am-241 to wg Ustawy Prawo Atomowe graniczna ilość Am 241 uznawana za źródło (tzn. podlegająca Ustawie). Am-241 ma postać metaliczną i uchodzi za trudnorozpraszalną, choć raz (!) udało mi się stwierdzić coś przeciwnego (na ok. 10 000 przebadanych czujek amerykowych). Oczywiście w przypadku masowego pożaru i spalenia kilkuset takich czujek będzie trochę szumi i mierzenia, ale wtedy z reguły z innych powodów pracownicy pracują w maskach i na gruzowisko wywozi się wszystko.
    C: Pokazywane na zdjęciach czujki dymu są czujkami indywidualnymi (mają bateryjkę i brak podłączenia do czegokolwiek) w odróżnieniu od sieciowych=systemowych, które są podłączane do centrali SP. Te ostatnie są z reguły dużo porządniej wykonane.
    D: Rozbieranie urządzeń zawierających źródło promieniotwórcze jest ZABRONIONE, co powinno być wyraźnie napisane na obudowie i PRZESTRZEGANE :P

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Bardzo dziękuję za fachowy, merytoryczny komentarz :)

      PS. Jakby wyglądał postęp nauki, gdyby robiono tylko to, co wolno? ;)

      Usuń

Jeśli znajdziesz błąd lub chcesz podzielić się opinią, zapraszam!