Rentgenoradiometr DP-66M1 - ostatnia wersja DP-66

Rentgenoradiometr DP-66M1 jest ostatnim przyrządem z serii DP-66. Wprowadzono go do produkcji w połowie lat 70. XX w. i wkrótce zastąpiono znacznie nowocześniejszym DP-75, stąd dość rzadko występuje na rynku wtórnym.

Najważniejszą zmianą konstrukcyjną w DP-66M1 jest zastosowanie tranzystorów krzemowych zamiast germanowych i to typu npn, a nie pnp. Tranzystory te różnią się polaryzacją napięć i kierunkami przepływu prądów. Po szczegóły odsyłam do tego artykułu [LINK]. Schemat przyrządu udostępniam z zaprzyjaźnionej strony  Małopolskiego Stowarzyszenia Miłośników Historii "Rawelin":

https://schronynh.rawelin.org/index.php/instrukcje/rentgenoradiometr-db-66m1

Z różnic zewnętrznych można dopatrzeć się minimalnych zmian w kroju pisma na szyldzie pokrętła zakresów. 

Ostatnią różnicą jest zastosowanie gniazda zasilania zewnętrznego, które pozwala na podłączenie dowolnego źródła prądu stałego o napięciu od 10 do 30 V. Na obudowie zaznaczono biegun dodatni, odwrotne podłączenie biegunów nie uruchomi miernika, ale też go nie uszkodzi.

W futerale przewidziano odpowiednie wycięcie, aby nie trzeba było wyjmować miernika, skórzana klapka na przedział sondy jest nieco cieńsza, ale generalnie to ten sam futerał:

Gniazdo ma takie same wymiary jak gniazda lamp przenośnych, montowane w komorze silnika w starych samochodach, zarówno cywilnych (syrena, warszawa, żuk), jak i wojskowych (GAZ-69, UAZ-469B). Lampy takie miały oświetlać silnik i inne elementy samochodu w razie konieczności naprawy w nocy. Stosowano je też w agregatach prądotwórczych serii PAB, obok głównego wyjścia prądu zmiennego 220 V. 

Źródło - http://boungler.pl/forum/showthread.php?tid=2152

Do podłączenia dozymetru ze źródłem prądu służy przewód o długości 6 m, mający na obu końcach takie same wtyki z zaznaczonym biegunem dodatnim. 

Nie zastosowano już przystawki zasilania zewnętrznego, wkręcanej w komorę baterii, znanej z DP-66 i DP-66M, choć w razie potrzeby można ją zamontować, miernik korzysta z 2 baterii R-20 jak starsze modele. 

Dopuszczalny zakres napięcia zasilającego 10-30 V pozwala na korzystanie z szerokiej gamy zasilaczy np. od drukarek, laptopów, a także różnych instalacji samochodowych, nie tylko 12 V, ale też 24 V czy nawet lotniczych 27 V. Przez gniazdo nie zasilimy niestety miernika napięciem niższym niż 10 V, zatem przystawka od DP-66/DP-66M może się jeszcze przydać, gdyż pracuje przy 3, 6 i 12 V.

Jeżeli chodzi o walory użytkowe, to są one porównywalne z DP-66 - DP-66M1 stosuje takie same liczniki G-M i osłony sondy, zatem dwa czynniki przekładające się na czułość są takie same. Gniazdo zasilania zewnętrznego będzie przydatne, jeśli planujemy długą pracę stacjonarną, a mamy akurat zasilacz o napięciu między 10 a  30 V. Niestety miernik rzadko pojawia się na rynku wtórnym, praktycznie najrzadziej z wszystkich wersji DP-66. Do tej pory posiadałem dwa egzemplarze, z czego jeden w stanie mocno sfatygowanym.

DP-66M1 ma niestety jedną poważną wadę - przełącznik zakresów jest znacznie mniej wytrzymały niż ten stosowany w DP-66 i DP-66M. W wielu starych egzemplarzach DP-66M1 przełącznik dosłownie rozpada się na kawałki.

Polski rynek sprzętu dozymetrycznego

Rynek, jak to rynek, bywa kapryśny, i najbardziej potrzebny sprzęt pojawia się zwykle w najmniej spodziewanym momencie. Na jesieni 2013 r. był wysyp Polaronów, zarówno na Allegro, jak i na Tablica.pl, pojawiły się też 2 sztuki RKSB-104 i raz DP-5B. W stałej sprzedaży są DP-66 i DP-66M oraz rentgenometry pokładowe DPS-68 (i ostatnio DP-3B). Osoby prywatne czasem sprzedają rentgenometry D-08. Sklepy oferują nowoczesne, ale też i drogie, sprzęty typu Gamma Scout, Terra-P itp. Na czeskim Allegro (aukro.cz) można czasem trafić RGBT-62, a na rosyjskim molotok.ru - zatrzęsienie DP-5 we wszystkich wersjach, Sosen i innych, nieraz rzadkich radiometrów i indykatorów prosto z czasów zimnej wojny. Co jakiś czas otwiera się "worek" z dozymetrami, jak ostatnio na forum strefazero.org, gdzie pojawiło się wiele "Biełek" ("Biełła" a.k.a. "Bella") i parę indykatorów "Strzelec" oraz "Polesie" (org. Palesse), wcześniej zupełnie niespotykanych na polskim rynku. Pomimo wysokich cen większość znalazła nabywców, choć jest to sprzęt entry-level. Dozymetry Biełła mierzą tylko promieniowanie gamma, zaś indykatory podają jedynie przedział mocy dawki, zwykle mają albo uproszczony wskaźnik wychyłowy (Copris, Ładoga, Strzelec), albo diody LED (Polesie). Szerzej poszczególne typy mierników opisałem TUTAJ.

Od lewej - ANRI Sosna, Polaron Pripyat, RKSB-104.

W tym miejscu, tytułem podsumowania, na pierwszy, a często i jedyny dozymetr, radziłbym kupić POLARON-PRIPYAT. Mierzy promieniowanie gamma i beta, bez zbędnych przeliczeń podaje wynik, obsługa jest dość intuicyjna, można powiedzieć, że nie ma większych wad :) Biełła nie zmierzy bety, Sosna wymaga uciążliwych obliczeń i nie uśrednia wyniku, RKSB-104 ma szereg mikroprzełączników do zmieniania trybu pracy, przyrządy wojskowe są ciężkie, nowoczesne zaś - drogie :) Czasem Polaron trafi się za 100-200 zł, choć ostatnio na Allegro są 2 nowe egzemplarze za... 600-680 (!). Mała podaż i duży popyt sprawiają, że mierniki te często są przedmiotem spekulacji (wiadomo, każdy chce zarobić).
Moim głównym miernikiem jest Polaron, do pomiaru słabych źródeł beta-aktywnych używam RKSB-104, który w trybie 180 s pozwala wykryć prawie że pojedyncze rozpady ;) W rezerwie i z sentymentu trzymam Sosnę, która jest bardzo okrojoną, za to pancernie wykonaną siostrą przyrodnią RKSB-104 :)

Jonizacyjna czujka dymu

Izotopy promieniotwórcze do niedawna stosowano w przeciwpożarowych czujnikach dymu. Wykorzystywały one izotop emitujący cząstki alfa, czyli jądra helu, złożone z dwóch protonów i dwóch neutronów. Cząstki te  mają dużą energię i silnie jonizują ośrodek, przez który przechodzą, co skutkuje małym ich zasięgiem. W powietrzu są w stanie pokonać zaledwie kilka centymetrów, zaś kartka papieru czy naskórek skóry człowieka zatrzymuje je całkowicie. Dlatego też obecność w powietrzu nawet niewielkich zanieczyszczeń, pochodzących np. z dymu, znacznie osłabia strumień cząstek alfa, co można zmierzyć odpowiednim detektorem, połączonym z układem alarmowym. Poniżej przykładowy układ - cząstki alfa jonizują powietrze powodując, że przewodzi ono prąd, który jest stale mierzony. Gdy na drodze cząstek pojawi się dym, przepływ prądu zostaje zaburzony i włącza się alarm.

https://kishorekaruppaswamy.wordpress.com/2018/02/02/smoke-detector-working-principle/

Do konstrukcji czujek dymu początkowo stosowano pluton-239 (t/2 = 24 tys. lat) i pluton-238 (t1/2 = 88 lat), później przechodząc na mniej groźny ameryk-241 (t1/2 = 432,2 lat). Czujki z plutonem miały skłonność do wysypywania kruszącej się substancji promieniotwórczej, co stwarzało śmiertelne zagrożenie, gdyż pluton wykazuje silną radiotoksyczność. Do uwolnienia substancji radioaktywnej mogło dojść także podczas pożaru budynku wyposażonego w taką instalację, choć w tym przypadku uległaby szybkiemu rozproszeniu wraz z gorącymi gazami spalinowymi.

Czujki z plutonem-239 produkowały m.in. krajowe zakłady Polon-Alfa. Zostały one zastąpione następnie przez czujki amerykowe, a później optyczne, niezawierajace izotopów promieniotwórczych, np. DOR-40. Wykaz czujek wraz z zastosowanymi rodzajami izotopów (Pu-238, Pu-239, Am-241) można znaleźć na stronie Polonu:

Czujki izotopowe wycofano głównie ze względów bezpieczeństwa, gdyż wymagały kontroli szczelności, a także utylizacji po zakończeniu eksploatacji. Resurs czujek nie był tak długi, jak czas półrozpadu zastosowanego izotopu, gdyż cząstki alfa stopniowo degradowały elementy detektora. Swój udział w rezygnacji z czujek izotopowych miała też radiofobia w społeczeństwie, choć dawka przenikliwego promieniowania gamma, które może wydostać się z detektora jest minimalna. Inną kwestią są powody praktyczne - 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  33,3 kBq albo 1 µCi czyli 40 kBq. Nowsze czujki miały coraz mniejszą aktywność ameryku: 17 kBq (0,45 µCi), czy nawet 7,5 kBq! (0,2 µCi).

Ameryk emituje głównie cząstki alfa, które mają problem z pokonaniem kilku cm powietrza, a co dopiero plastikowej czy metalowej obudowy źródła i drugiej obudowy całej czujki. Kieszonkowym dozymetrem można zmierzyć najwyżej minimalne podniesienie tła promieniowania gamma, nie ma zatem obawy, że przebywanie w pomieszczeniu z czujkami może nam zaszkodzić. Zwykle taka czujka znajduje się na suficie - przyjmijmy wysokość stropu 2.5 m, zatem od czubka głowy siedzącego człowieka wzrostu 1,8 m oddziela ją 1,2 m powietrza. Z takiej odległości żaden dozymetr nie wskaże nawet minimalnego wzrostu tła.

Zerknijmy teraz na kilka przykładowych modeli czujek. Zacznijmy od krajowej DIO-31-2 o aktywności 40 kBq (zdjęcie dzięki uprzejmości IOR):

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. Zastosowano bowiem tutaj układ różnicowy. 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):

Czujki takie nie przydadzą się jako źródła promieniowania gamma czy beta, gdyż solidna obudowa skutecznie  tłumi słabą emisję od Am-241. Co innego w przypadku detektorów czułych na promieniowanie alfa - okienkowych liczników Geigera z okienkiem mikowym albo liczników scyntylacyjnych, głównie z siarczku cynku domieszkowanego srebrem - ZnS(Ag). Wymagałoby to jednak rozebrania takiej czujki, co szczerze odradzam z uwagi na możliwość skażenia silnie radiotoksycznym izotopem! 

Dozymetr radiofotoluminescencyjny ID-11 i DI-77

Dozymetr DI-77 był produkowany przez ZZUJ Polon na potrzeby Sił Zbrojnych PRL, potocznie zwanych Ludowym Wojskiem Polskim. Miał służyć do kontroli dawek promieniowania gamma i neutronowego, przyjętych przez żołnierzy w spodziewanym konflikcie jądrowym z Zachodem. Zastąpił starsze dozymetry elektrooptyczne DKP-50 o zakresie do 50 R, a także chemiczne DP-70 z zakresem 25-800 R. 

DI-77 ma znacznie szerszy zakres od wspomnianych dozymetrów: rejestruje dawki już od 10 cGy aż do 1500 cGy, czyli 0,1-15 Gy (10-1500 R). Bieg własny wg specyfikacji nie przekracza 5 cGy (0,5 Gy = 5 R), zaś uchyb +/- 20%. Przypomnijmy, że dawka śmiertelna LD50/30 wynosi ok. 400 R - połowa napromieniowanych taką dawką umrze w ciągu 30 dni. 

Jest to przyrząd typu radiofotoluminescencyjnego, czyli wykorzystujący zjawisko powstawania w niektórych substancjach centrów luminescencji  pod wpływem napromieniowania.  Centra te następnie mogą być pobudzone do świecenia za pomocą ultrafioletu, a intensywność luminescencji jest proporcjonalna do przyjętej dawki.

W dozymetrze DI-77 detektorem promieniowania jest kwadratowa płytka ze specjalnego szkła fosforanowego aktywowanego srebrem.

Płytkę umieszczono w ramce z gumy, która amortyzuje wstrząsy i dodatkowo zapewnia wodoszczelność obudowy.

Ramka z szybką przymocowana jest do jednej połówki obudowy i wsuwana do drugiej połówki.  Obudowa ma wkładkę z miedzi dla wyrównania charakterystyki energetycznej promieniowania.

Górna połówka wyposażona jest w śrubę, którą zakręca się specjalnym kluczem dynamometrycznym, stanowiącym wyposażenie czytnika dozymetrów. 

Zaśrubowanie dozymetru gwarantuje szczelność, jak również zabezpiecza przed manipulacjami użytkownika, chcącego np. zawyżyć pomiar, by zostać szybciej zwolnionym ze służby w terenie skażonym

Dodatkowym zabezpieczeniem jest plombowanie gniazda śruby specjalną gumową uszczelką jednorazowego użytku - przed odczytem dozymetru usuwamy ją przy pomocy szpikulca, zaś później wstawiamy nową.

Każdy dozymetr ma indywidualny numer (2 litery i 5 cyfr), umożliwiający przypisanie do noszącej go osoby. 

Odczytu dokonujemy za pomocą czytnika dawkomierzy osobistych CDI-77, wyposażonego w klucz do otwierania dozymetrów, a także zapas korków do plombowania już odczytanych.

https://promieniowanie.blogspot.com/2022/09/czytnik-dawkomierzy-osobistych-cdi-77.html

Jeśli nie mamy czytnika, możemy spróbować oświetlić dozymetr lampą ultrafioletową, najlepiej taką ze świetlówkami, a nie diodami LED. Przy odpowiednim natężeniu ultrafioletu (nie za wysokim w stosunku do światła widzialnego) napromieniowany dozymetr wykazuje pomarańczową luminescencję.

 

Dozymetry DI-77 konfekcjonowano w styropianowych opakowaniach po 25 szt., zaopatrzonych w metryczkę z parametrami technicznymi:

https://allegro.pl/oferta/dawkomierz-osobisty-di-77-oryginalny-brelok-10686783453

Radzieckim odpowiednikiem DI-77 były dozymetry ID-11, zaś odczytu dokonywano przy pomocy pulpitu odczytowego typu IU (GO-32) (izmieritielnoje ustrojstwo czyli po prostu "przyrząd pomiarowy"). Pulpit po włączeniu potrzebuje rozgrzania przez 30 minut ze zdjętą zatyczką gniazda pomiarowego, następnie należy włożyć zatyczkę i  ustawić zero za pomocą pokrętła. Później trzeba dokonać kalibracji, ustawiając odpowiednią wartość na elektromechanicznym wskaźniku pokrętłem "kalibrowka". Wtedy możemy otworzyć dozymetr za pomocą klucza wbudowanego w pulpit i umieścić w gnieździe, wciskając do oporu. Za wynik przyjmujemy 3-4 pomiar. Następnie wyjmujemy dozymetr, wciskając go w gniazdo do oporu.

Dozymetry ID-11 stosowano powszechnie podczas awarii w Czarnobylu. Przyjęta wówczas dopuszczalna dawka napromieniowania wynosiła 25 R (0,25 Sv) [LINK]. 

Z prawej gniazdo, w którym umieszczamy dozymetr, z lewej pokrętło do ustawiania zera
 - analogicznie jak przy dozymetrach optycznych zerowanych w DP-66 i DP-75.

Wyświetlacz na lampach NIXIE pokazuje pochłoniętą dawkę w radach.

Upakowka 

Tylny panel.

Gniazdo w którym umieszcza się dozymetr indywidualny celem odczytu lub wyzerowania..

Części zapasowe.

Więcej informacji  tutaj oraz tutaj [RUS].

Odpowiednik czechosłowacki nazywał się DD-80 i reagował zarówno na promieniowanie gamma, jak i neutronowe [LINK].

Do odczytu służyło urządzenie (VDD-80):

[źródło]