Rentgenometr Victoreen CDV-715

Amerykańska firma Victoreen Instrument Co. z Cleveland w stanie Ohio została założona w 1928 r. przez fizyka samouka i wynalazcę Johna Austina Victoreena (1902-1986). W firmie opracowano kilka typów dozymetrów rentgenowskich, jednak z powodu braku zapotrzebowania trafiły "na półkę". Dopiero w roku 1937, wraz z rozwojem badań z zakresu fizyki jądrowej pojawił się popyt na te przyrządy i zmagazynowany asortyment znalazł nabywców, głównie na Uniwersytecie Chicagowskim [LINK]. Podczas II wojny światowej Victoreen pracował dla Projektu Manhattan, m.in. opracowując przenośne mierniki promieniowania. Przygotowywano je na potrzeby lądowania w Normandii, gdzie  spodziewano się użycia przez Niemców radioizotopów do skażenia terenu desantu (tajna operacja "Peppermint"). Do 1946 r. Victoreen był jedynym producentem przyrządów dozymetrycznych, podczas testów na Atolu Bikini (1 i 25 lipca 1946 r.) aż 95% sprzętu dozymetrycznego było produkcji firmy Victoreen. Trwająca zimna wojna zapewniała ogromny zbyt na mierniki promieniowania, zarówno na potrzeby wojska, jak i obrony cywilnej. I właśnie dla obrony cywilnej przeznaczony jest ten miernik, oznaczony CDV-715 (CD - civil defense) 

Jest to jeden z wielu przyrządów opracowanych wówczas przez firmę:

• CDV-700 (z licznikiem GM w zewnętrznej sondzie mocowanej na rączce, zakres 0,1-500 mR/h)
• CDV-710 (z komorą jonizacyjną, zakres 0,01-50 R/h)
• CDV-711 (z komorą jonizacyjną na przewodzie o długości 300 stóp (91,44 m), do pomiarów z odległości, zakres 0,1-1000 R/h)
• CDV-715 (z komorą jonizacyjną, zakres 0,01-500 R/h)
• CDV-717 (wersja CDV-715 z komorą jonizacyjną, którą można odłączyć od przyrządu dla pomiarów zdalnych, zasięg kabla 25 stóp, czyli 7,62 m)
• CDV-720  (z komorą jonizacyjną z zasuwanym okienkiem pozwalającym na pomiar beta, zakres pomiaru gamma 0,1-500 R/h)

Miernik został wprowadzony do produkcji w 1961 lub 1962  r. jako a high-range gamma survey meter for general post attack operational use. W polskiej terminologii jest to rentgenometr, czyli przyrząd do pomiaru wysokich poziomów promieniowania, rzędu dziesiątek i setek R/h. 

CDV-715 ma cztery zakresy pomiarowe, które pokrywają zakres zarówno CDV-710 (0,01-50 R/h), jak i CDV-720 (0,1-500 R/h). Tak szeroki zakres sprawił, że po rozpoczęciu produkcji CDV-715 władze pozbyły się całego (!) zapasu CDV-710 i ok. 40 % zapasów CDV-720. Co ciekawe, producent pierwotnie planował zastosowanie komory z odsłanianym okienkiem, takiej jak w CDV-720, jednak ostatecznie zrezygnowano z tego pomysłu. Prototypowy egzemplarz wyglądał tak:

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/civil-defense/cdv-instruments/cdv-715.html

Pierwsze serie produkcyjne CDV-715, wytwarzane przez trzech różnych producentów, okazały się dość awaryjne ("pływanie" zera, duże zużycie baterii, niewiarygodny test baterii). Wprowadzono więc wiele modyfikacji, m.in. wymieniając rezystory na szklane, bardziej odporne na wilgoć. Jeśli problemy sprawiał mikroamperomierz, wymieniano go na wzmocniony, w czarnej ramce. Modyfikacje rozpoczęto w 1971, zmodernizowane przyrządy pieczętowano literą R (retrofit). W roku 1991 tylko te ulepszone wersje pozostawały w służbie. 

Symbol amerykańskiej obrony cywilnej znajduje się na bocznej ściance przyrządu:

Przyrząd mierzy promieniowanie gamma w bardzo szerokim zakresie od 0,01 do 500 R/h (100 µSv/h - 5 Sv/h), podzielonym na cztery podzakresy:

• x100 (10-500 R/h)
• x10 (1-50 R/h)
• x1 (0,1-5 R/h)
• x0,1 (0,01-0,5 R/h)

Wynik odczytujemy na mikroamperomierzu z liniową podziałką 0,1-5 R/h, skalowaną co 0,1, używając odpowiednich mnożników dla poszczególnych podzakresów, wybieranych obrotowym pokrętłem.

Detektorem promieniowania jest powietrzna komora jonizacyjna o objętości ok. 220 cm3, umieszczona we wnętrzu korpusu miernika, podstawą w kierunku dna:

Wewnątrz stalowej obudowy komory (średnica 9,3 cm, wysokość 4 cm) znajduje się grafitowy cylinder, stanowiący właściwą komorę i jednocześnie katodę, a w jego wnętrzu metalowy dysk, będący anodą:

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/civil-defense/cdv-instruments/cdv-715.html

Stalowa ścianka komory o grubości 0,3 mm, w połączeniu z aluminiową blachą korpusu obudowy sprawia, że do objętości czynnej dociera tylko twarde promieniowanie gamma, bez niskoenergetycznych kwantów czy tym bardziej cząstek beta.

Pamiętajmy, że przyrząd przeznaczony jest do pracy w warunkach wojny jądrowej i bardzo wysokich poziomów promieniowania, a nie do pomiaru tła naturalnego i "domowych" źródeł. Zakres pomiarowy zaczyna się od 0,1 R/h (100 mR/h = 1000 µSv/h), zaś najbardziej aktywne zegary z farbą radową emitują 5-7 mR/h i nie spowodują drgnięcia wskazówki, nawet po otwarciu przyrządu i przyłożeniu bezpośrednio do komory jonizacyjnej. Z kolei na szczycie reaktora "Maria" w Świerku udało mi się zmierzyć dozymetrem ANRI Sosna "tylko" 28 mR/h -  nadal za mało, by CDV-715 zareagował. Jedynym miejscem, gdzie możemy przetestować ten przyrząd, jest czarnobylska Strefa, jeśli znajdziemy odpowiednią "gorącą plamę" skażeń. Tam też był testowany egzemplarz sprzedawany na portalu Olx:

https://www.olx.pl/d/oferta/dozymetr-victoreen-cdv-715-lata-60-rentgenometr-CID628-IDTwwuD.html

Miernik więc przyda się nam najwyżej na wypadek awarii radiacyjnej lub wojny jądrowej i lepiej, by nigdy nie był potrzebny. 

Tyle tytułem historii i teorii, przejdźmy do praktyki.

Procedura uruchomienia obejmuje:

• zainstalowanie baterii (1x R-20) po otwarciu obudowy, zamykanej na dwa zatrzaski, 
• test zasilania po przekręceniu i przytrzymaniu pokrętła zakresów w położeniu CIRCUIT CHECK - wskazówka powinna być na czerwonym łuku skali
• ustawianie zera w położeniu pokrętła na pozycji ZERO - wskazówkę nastawiamy na pozycję zerową skali przy pomocy potencjometru oznaczonego ZERO
• wybranie odpowiedniego zakresu pomiarowego

Całą procedurę przedstawia ten filmik:

Z uwagi na zerową czułość na "domowe" źródła, nie przeprowadziłem typowych testów. 

Zbierając materiały do niniejszego wpisu trafiłem jednak na ten oto filmik, na którym CDV-715 ze zdjętą obudową reaguje na ceramikę typu Fiesta, a pomiar porównywany jest z CDV-700, widocznym na miniaturce:

Spotkałem się z próbami konwersji tych mierników na bardziej użyteczny zakres pracy - efekty poniżej:

Osobiście jestem przeciwny takiemu kaleczeniu zabytków techniki, do pomiarów niższych poziomów promieniowania są osobne przyrządy. Z drugiej strony w USA ten miernik jest bardzo popularny i tani, trochę jak u nas D-08, co zachęca do eksperymentów.

***

W komplecie z miernikiem znajdował się pas nośny z tworzywa sztucznego, zakończony sprężynującymi płaskimi hakami do zamocowania w wycięciach obudowy:

Zasilanie odbywa się z jednej baterii R-20, umieszczonej w koszyczku na spodzie płytki drukowanej. Powinna starczyć na 150 godzin pracy.

Victoreen CDV-715 występował w trzech wersjach: 1, 1A i 1B. Pierwszy model nie był produkowany masowo, we wprowadzonej ok. 1962 r. wersji 1A zastosowano wyższe napięcie zasilające, zaś w 1B (ok. 1964) potencjometry nieliniowe, aby zwiększyć dokładność kalibracji. Podział produkcji pomiędzy poszczególne firmy przestawia się następująco:

• Victoreen Inst. Co. (1A, 1B), 
• Landers, Frary and Clark (1A), 
• Lionel Electronic Labs (Models 1, 1A)

Wersje A i B pod względem wizualnym są praktycznie identyczne:

Różnice pojawiają się dopiero przy rozmieszczeniu elementów na płytce drukowanej:

Układ elektroniczny jest bardzo prostą konstrukcją tranzystorową. Niebieskie potencjometry widoczne na zdjęciu służą do kalibracji poszczególnych zakresów.

Dozymetry z komorą jonizacyjną są bardzo wrażliwe na wilgoć, która powoduje upływ prądu w komorze jonizacyjnej i zafałszowuje pomiar, a w skrajnych przypadkach uniemożliwia kalibrację miernika (por. recenzja Robotrona 27040 - LINK). Dlatego też w obudowie zainstalowano pochłaniacz wilgoci, a brzegi górnej części obudowy mają uszczelkę.

Mimo to istniało ryzyko zawilgocenia komory (choć powinna być hermetyczna). W takim przypadku zalecano wywiercenie niewielkiego otworu, wygrzanie miernika, a następnie schłodzenie do temperatury pokojowej w suchym pomieszczeniu i zalutowanie otworu. 

Przyrząd należy przechowywać z wyjętą baterią, a co pewien czas (kwartał?) włączać na okres min. 8 godzin.

***

Produkcja CDV-715 była masowa, według poniższego zestawienia w latach 1963-1974 rok w rok produkowano 567475 egzemplarzy (razem 6 809 700), z czego wysłano do końcowych użytkowników 2 561 887.

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/civil-defense/cdv-instruments/cdv-715.html

Dane te są co prawda niepełne, ale dają pojęcie o skali produkcji. 

***

Przyrząd obecnie ma znaczenie głównie kolekcjonerskie, a do pomiaru promieniowania w szerokim zakresie mamy całą gamę innych przyrządów, przede wszystkim znacznie czulszych na początku zakresu. Mam tu na myśli głównie rentgenoradiometry DP-5 i DP-66.

Jeśli mieliście do czynienia z tym miernikiem i udało się Wam coś zmierzyć, dajcie znać w komentarzach!