niedziela, 13 sierpnia 2017

Monitor skażeń powierzchni RKP-1

Tym razem chciałbym omówić pierwszą wersję popularnego "żelazka" RKP-1-2. Miernik wykazuje pewne podobieństwa do najstarszej wersji radiometru RK-67 z końca lat 60., zatem pewnie powstał w podobnym czasie. Charakterystyczne jest gniazdo słuchawki - typu koncentrycznego! - oraz skala w milirentgenach oraz impulsach na minutę (cpm). Późniejsza wersja - RKP-1-2 - miała gniazdo słuchawkowe na typowy wtyk jack 3.5 i skalę w impulsach na sekundę (cps) oraz mikrogrejach na godzinę (czyli dla promieniowania gamma i beta odpowiadających mikrosiwertom na godzinę). Mierniki różnią się też zasilaniem - RKP-1 ma zakręcaną pokrywę zasobnika na baterie, prawdopodobnie używa ogniw R-12 jak RK-67, zaś nowsza wersja ma szufladkę na 4 typowe paluszki AA.
Miernik ma 5 zakresów wyskalowanych zarówno w mR/h, jak i w cpm [w nawiasie kwadratowym zakresy RKP-1-2]:

  • 0,3 mR/h (1000 cpm) [2 µGy/h / 20 cps = 120 cpm]
  • 1  mR/h (3000 cpm) [6 µGy/h / 60 cps = 3600 cpm]
  • 3  mR/h (10.000 cpm) [20 µGy/h / 200 cps = 12000 cpm]
  • 10  mR/h (30.000 cpm) [60 µGy/h / 600 cps = 36000 cpm]
  • 30  mR/h (100.000 cpm) [200 µGy/h / 2000 cps = 120000 cpm] = można stwierdzić, że starsza wersja miała szerszy zakres w milirentgenach, zaś nowsza w impulsach.

Obie skale w RKP-1 są liniowe, jedna od 0.5 do 10 z podziałką co 0.5, druga od 0.1 do 3 z podziałką co 0.1. Nowszy RKP-1-2 ma dwie skale logarytmiczne - jedna od 1 do 20 z podziałką co 1, druga od 2 do 80 z podziałką co 2.
Pomimo powyższych różnic zasada działania miernika (3 tuby SBM-19 / STS-6) i obsługa elementów sterujących są takie same jak w RKP-1-2 - odpowiednimi przełącznikami zmieniamy tryb pomiaru (mR/h lub imp/min), stałą czasu (fast/slow), zakresy pomiarowe oraz włączamy podświetlenie skali. Również "spust" w rączce i dodatkowy z tyłu rączki działają tak samo.
Miernik do tej pory nie pojawił się na rynku pomimo moich wieloletnich obserwacji (chyba że coś przeoczyłem), zatem jak ktoś chciałby sprzedać - proszę o kontakt :)

Poniżej zdjęcia dwóch egzemplarzy, z którymi zetknąłem się w muzeach:

W Obiekcie Alfa (pozdrowienia dla sympatycznej Obsługi!)
W Muzeum Marii Skłodowskiej-Curie - proszę, dajcie jakiś podpis, nie każdy jest pasjonatem dozymetrii, większość nie wie, co czego ten sprzęt służy!

piątek, 11 sierpnia 2017

Smart Geiger - dozymetr w telefonie! [TEST]

Wreszcie udało mi się nabyć egzemplarz, który współpracuje z moim telefonem Sony Xperia i Samsung Galaxy.

 ***

LICZNIK DO NABYCIA [TUTAJ] - POWOŁAJ SIĘ NA MÓJ BLOG, A OTRZYMASZ WYSYŁKĘ GRATIS :)

 ***

 Poprzednie walki z wersją miernika o czerwonej obudowie omówiłem TUTAJ. Teraz skupię się na prezentowanym egzemplarzu, również wyprodukowanym przez FT Lab, tyle że w czarnej obudowie i bez oznaczenia FSG-001 na korpusie.


Miernik jest detektorem półprzewodnikowym, waży 6 g, ma średnicę 10 mm , długość 30 mm (z wtyczką 47 mm), zakres pomiarowy od 0.1 do 200 µSv/h, błąd pomiaru < +/- 30% , pomiar promieniowania gamma i rentgenowskiego (w rzeczywistości również odpowiednio mocnej emisji beta). Deklarowany zakres pomiarowy zawiera się między tłem naturalnym (0.1 µSv/h = 0.010 mR/h) a górnym zakresem w dozymetrze Polaron (200 µSv/h = 20 mR/h, najmocniejsze zegary lotnicze osiągały prawie 70 µSv/h czyli 7 mR/h czyli raczej zakresu nie przekroczymy tak łatwo).
Jeżeli chodzi o czułość miernika, to jest ona bardzo dobra, nie licząc najsłabszych źródeł o aktywności 3-10 cps mierzonej monitorem EKO-C (granit, związki potasu, szkło uranowe z uranu zubożonego). Miernik reaguje na obiektyw Biometar 2.8/80 z dodatkiem toru (20 cps), torowaną elektrodę TIG fi 3 mm (14 cps) i typowe szkło uranowe (20 cps), choć przy szkle dużo zależy od kąta przyłożenia- najlepiej miernik przykładać końcówką, prostopadle do mierzonego obiektu. Przy przykładaniu bokiem czułość jest niższa. Słabsze źródła powodują oczywiście dłuższy czas reakcji SmartGeigera (ok. 10-15 s) niż źródła silne, na które miernik reaguje natychmiast. Ceramika uranowa (150 cps) powoduje momentalny wzrost wskazań, że o farbie świecącej z kompasów nie wspomnę. Zauważyłem też, że szkło uranowe, nawet to bardziej aktywne (50 cps) wykazuje dużą zmienność mierzonej aktywności, wywołaną nieregularnymi kształtami wyrobów szklanych (np. nóżek od kielichów). Ten sam przedmiot mógł wywołać raz gwałtowny skok wyniku, innym razem brak wskazań lub ich nieznaczny wzrost. Oczywiście pamiętajmy o niewielkiej energii promieniowania uranu i jego silnym tłumieniu nawet przez cienką obudowę miernika.



Z kolei przy silnych źródłach (farba świecąca) miernik czasem przeszacowuje wynik, podając np. dla wskazówki z kompasu Adrianowa aż 100 µSv/h, choć faktyczna moc dawki, nawet przy uwzględnieniu łącznej emisji gamma i beta, jest sporo niższa (10 µSv/h). Poniżej test na zegarkach i innych mocniejszych artefaktach:


Oprócz promieniowania gamma miernik mierzy też emisję beta, szczególnie tą silną, np. od kontrolek z wojskowych rentgenoradiometrów i tu również wynik wydaje się być zawyżony. Na filmie dwa telefony i dwie wersje miernika - czerwona i czarna:


Aplikacja SmartGeiger posiada kołowy wskaźnik mocy dawki, w którym poszczególne kolory oznaczają bezpieczny, podwyższony i niebezpieczny poziom promieniowania (żółty, pomarańczowy, czerwony). Pośrodku koła wyświetlana jest moc dawki w µSv/h. Dodatkowo ekran błyska na czerwono przy skoku dawki, trochę jak w strzelankach FFP gdy oberwiemy  ;)
W czasie pracy telefonu z włączoną aplikacją SmartGeiger nie zauważyłem szybszego rozładowania baterii. Producent co prawda zaleca przejście w tryb samolotowy, ale nie zaobserwowałem, by miało to wpływ na dokładność pomiaru, a oszczędza dodatkowych manipulacji.
Przychodzi czas na podsumowanie - czy warto? Moim zdaniem tak, miernik jest bardzo mały, można go mieć zawsze ze sobą, a parafrazując znane przysłowie "lepszy SmartGeiger w garści niż Polaron w szufladzie". W wielu przypadkach najlepszy dozymetr to ten, który mamy przy sobie - a ten miniaturowy breloczek zawsze możemy mieć ze sobą, tak samo jak telefon, klucze i dokumenty. Trudno wszędzie chodzić z Polaronem czy nawet Biełłą. Oczywiście miernik ma pewne niedogodności, ale nie jest to laboratoryjny radiometr, tylko podręczny indykator pozwalający szybko oszacować moc dawki czy aktywność danego artefaktu. Już widzę tych wszystkich mądralińskich, jak na targ staroci noszą RUST-3 z sondą licznikową albo scyntylacyjna...

czwartek, 10 sierpnia 2017

Spintaryskop Crookesa

Spintaryskop Crookesa został wynaleziony w 1903 r. przez Williama Crookesa, twórcę m.in. lampy katodowej i odkrywcę talu. Jest to pomoc szkolna pozwalająca obserwować błyski światła (scyntylacje) pod wpływem promieniowania alfa. Urządzenie składa się z preparatu polonu-210 (silny emiter cząstek alfa, 1 mg daje ich tyle co 4.5 g radu-226), ekranu scyntylacyjnego (siarczek cynku domieszkowany srebrem) i szkła powiększającego (tu 8x). Cząstki alfa emitowane przez polon powodują błyski światła na ekranie, widoczne pod lupą. W przypadku preparatów o niewielkiej aktywności błyski te można liczyć. Na tej samej zasadzie działały farby świecące - rad powodował masowe scyntylacje siarczku cynku, zlewające się w ciągłe światło oświetlające wskazówki i tarczę zegarka. 
Polon jest emiterem alfa, zatem nie jest potrzeba bardzo masywna obudowa, jak w przypadku np. radu, emitującego wszystkie 3 rodzaje promieniowania. Metoda scyntylacyjna jest jedną ze starszych metod detekcji promieniowania, stosował ją już m.in. Rutherford podczas słynnego eksperymentu, podczas którego cząstki alfa z radu rozbiły atomy azotu.
Spintaryskopy mają ograniczony czas użyteczności z uwagi na spadek aktywności polonu (czas półrozpadu 138 dni, czyli po 10 okresach izotop faktycznie zanika). Również kryształy siarczku cynku ulegają stopniowej destrukcji i tracą zdolność scyntylacji. Poniżej parę zdjęć spintaryskopu polskiej produkcji:




Inny egzemplarz - fot. z Wikipedii:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f3/Spinthariscope.jpg
Współczesny produkt, źródło z 4 kBq Ra-226 - sklep
Spintaryskop w działaniu:


środa, 9 sierpnia 2017

Atak atomowy na Nagasaki

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e0/Nagasakibomb.jpg


72 lata temu miało miejsce drugie w historii (i do tej pory ostatnie) bojowe użycie broni jądrowej - o godzinie 11.02 czasu lokalnego samolot B-29 Superfortress zrzucił implozyjną bombę plutonową "Fat Man" na Nagasaki. Bomba o mocy ok. 22 kt wybuchła 3 km od planowanego celu na wysokości 500 m, niszcząc zabudowę w promieniu 1.6 km. Pomimo większej mocy niż zrzucona na Hiroszimę uranowa bomba "Little Boy" (16 kt) zniszczenia w Nagasaki były mniejsze - istotną rolę odegrał tu łańcuch wzgórz, rozpraszający falę uderzeniową. Nagasaki było celem rezerwowym - bombę planowano zrzucić na Kokurę, lecz warstwa chmur nad miastem spowodowała zmianę pierwotnych założeń ataku. 
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2a/AtomicEffects-p4.jpg

Dokładna liczba ofiar "Fat Mana" jest trudna do ustalenia, szacuje się ją na ok. 40-100 tys. osób. Do osób zmarłych na skutek fali uderzeniowej, pożarów i promieniowania należy doliczyć jeszcze ofiary choroby popromiennej i nowotworów, choć zasięg skutków późnych napromieniowania jest dyskusyjny.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Fat_man.jpg

Atak nuklearny, a także bombardowania konwencjonalne (w tym bombami zapalającymi) nie złamały oporu kół wojskowych w Japonii, które przekonywały cesarza, że Amerykanie dysponują jedynie dwiema bombami. W rzeczywistości atak za pomocą bomby "Fat Man II" planowano na 17-18 sierpnia, zaś kolejna bomba była w fazie montażu. Ostatecznie o bezwarunkowej kapitulacji zadecydował cesarz Hirohito - stosowny dokument podpisano na pokładzie pancernika "Missouri" 2 września 1945 r. Następne bomby typu "Fat Man" zostały użyte podczas Operacji "Crossroads, czyli testowych eksplozji na atolu "Bikini", gdzie testowano odporność okrętów marynarki wojennej na czynniki rażenia broni jądrowej.

niedziela, 6 sierpnia 2017

Porównanie aktywności szkła uranowego

Szkłouranowe wykazuje duże wahania aktywności, związane z zawartością sol uranu w masie szklanej. Początkowo stosowano domieszkę w wysokości nawet 25%. stopniowo zmniejszając ją wraz z odkryciem zastosowania dla uranu i jego pochodnych. Ostateczne szkło zaczęto barwić przy pomocy uranu zubożonego, o aktywności zaledwie 4x przekraczającej tło naturalne i 2x niższej niż uranu naturalnego. Przyjrzyjmy się kilku wyrobom i zmierzmy ich aktywność monitorem EKO-C:

Można porównać odcienie uzyskiwane za pomocą domieszki różnych soli uranu.

Pomimo różnic w odcieniach, luminescencja ma taką samą barwę, niezależnie od zawartości związków uranu, wyjątkiem może być czarka u góry z prawej, najmniej aktywna z całego zestawu.
Kielich - stopka ze szkła uranowego - 50 cps (zliczeń na sekundę).
Karafka i patera na spinki - odpowiednio 15 i 12 cps.
Karafka 13 cps, korek od innego zestawu - 17 cps.

Wazonik - 10 cps.
Czarka z pokrywką - od 3 do 4.5 cps - bardzo niska aktywność (przy tle 0.7-2.3 cps) ale luminescencja zdradza zawartość uranu.

Jakieś sugestie co do producenta albo okresu powstania?

Świecznik - 10 cps.
Jak widać dominuje poziom aktywności między 10 a 20 cps, wyjątkiem jest zarówno bardzo aktywny kielich (50 cps), jak również wyjątkowo nisko aktywna czarka (4.5 cps). Badania porównawcze będą kontynuowane w miarę nabywania kolejnych wyrobów :) Na szczęście, pomimo znacznie zawyżonych cen na targach staroci, wszystkie powyższe egzemplarze udało mi się nabyć za 5-20 zł - a satysfakcja z upolowania - bezcenna ;)