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. Wykaz czujek wraz z zastosowanymi rodzajami izotopów (Pu-238, Pu-239, Am-241) można znaleźć na stronie Polonu:


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 0,9 µCi, czyli:

1 Ci = 37.000.000.000 Bq

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

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


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 można zmierzyć najwyżej minimalne podniesienie tła, nie ma zatem obawy, że przebywanie w pomieszczeniu z czujkami może nam zaszkodzić. Zwykle taka czujka znajduje się na suficie - przyjmijmy wysokość 2.5 m, zatem od czubka głowy siedzącego człowieka wzrostu 1,8 m oddziela ją 1,2 m powietrza.


Poniżej stary, choć nie najstarszy model czujki (zdjęcie dzięki uprzejmości A.M.):




Wyprodukowano w Irlandii w roku... 1990 :)

Między kratkami widać kluczowy element, wielkości łebka od zapałki.
A teraz - dzięki uprzejmości Sklepu - 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 (fot. Allegro) :


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.


Kolejny model "no name" (fot. Allegro):
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 15 kBq, 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.

Czujka pozbawiona jakichkolwiek oznaczeń, ale też jonizacyjna - Family Gard FG888D ((zdjęcie dzięki uprzejmości Sprzedawcy):






Czujka Garvan SS-168 (zdjęcie dzięki uprzejmości Sprzedawcy):






2 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

Jeśli znajdziesz błąd lub chcesz podzielić się opinią, zapraszam!