Blog o promieniowaniu jonizującym, dozymetrii i ochronie radiologicznej. Zwalcza mity związane ze zjawiskiem radioaktywności i przybliża wiedzę z zakresu fizyki jądrowej oraz źródeł promieniowania w naszym otoczeniu.
O Czarnobylu przywykło się mówić w kategoriach apokaliptycznych i martyrologicznych, w czym niemały udział miały zachodnie media, karmione domysłami i szczątkowymi informacjami zza Żelaznej Kurtyny. Świetnie nakładało się to na popularne, błędne wyobrażenia o skutkach promieniowania. Poniżej parę memów powstałych prawie 30 lat po katastrofie:
Dziś mija 30 lat od najpoważniejszej katastrofy w dziejach energetyki jądrowej. Na skutek źle zaplanowanego i ryzykownie przeprowadzonego eksperymentu doszło do przegrzania i eksplozji reaktora w IV bloku Czarnobylskiej Elektrowni Atomowej im. Lenina (CzAES). O przyczynach katastrofy pisałem we wcześniejszych notkach. Tym razem chciałbym się skupić na skutkach, które odczuwamy do chwili obecnej. W wyniku eksplozji uwolniono do atmosfery duże ilości wysokoaktywnych produktów rozszczepienia uranu, głównie jod-131, stront-90 i cez-137. Izotopy te były rozsiewane przez wiatry, a następnie opadały na różne tereny, prowadząc do skażenia terenu, wody, ludzi i zwierząt. Początkowo wiatry wiały na północ, stąd alarm podniesiony przez Szwedów, gdy pracownik elektrowni wniósł na ubraniu pył promieniotwórczy. Po dwóch dniach wiatry zaczęły nawiewać skażenia nad Polskę, a ostatnia fala skierowała się na Austrię i Bałkany. Widać to doskonale na mapach w Atlasie Radiologicznym Polski 2011 (pdf do pobrania TUTAJ). Rozkład izotopów sztucznych - strontu i cezu - o okresie półrozpadu odpowiednio 28 i 30 lat - pokrywa się z zasięgiem radioaktywnej chmury z Czarnobyla. Aktywność izotopów zmniejsza się stale w raz z ich rozpadem promieniotwórczym. Ponieważ minęło już 30 lat (jeden okres półrozpadu), zatem obecnie jest już ona mniejsza o połowę. Krótkożyciowy jod-131 (t1/2= 8 dni) uległ już całkowitemu rozpadowi, gdyż przyjmuje się, że po 10 okresach półrozpadu całość izotopu ulega zanikowi.
Poniżej mapki z Atlasu Radiologicznego Polski:
Dla porównania zawartość naturalnego potasu-40 w glebie - jak widać, mapka nie pokrywa się z zawartością izotopów sztucznych. Podobnie sprawa przedstawia się z radem, występującym w naturalnych szeregach promieniotwórczych:
Po 3 tygodniach naświetlania wywołałem radiogramy zrobione przy pomocy koszulek żarowych do lamp gazowych (siatek Auera). Jak widać, stopień naświetlenia jest nieco większy niż przy naświetlaniu przez tydzień, ale nadal szału nie ma - nadal trzeba komputerowo wzmacniać obraz na fotokopii. Prawdopodobnie winne jest niewielkie stężenie toru-232 w bawełnianych siateczkach z których wykonane są koszulki Auera. Tor jest emiterem promieniowania alfa o energii 4 MeV, zatem powinien działać dość silnie na emulsję. Dla porównania, Am-241 ma energię czątek 5.4 MeV, a Ra-226 - 4.8 MeV, i oba te izotopy szybko powodują naświetlenie emulsji. Następne będą naświetlane przez 2-3 miesiące, może wreszcie osiągnę wyraźny poziom zaciemnienia.
Sygnalizator promieniowania KOS-1, określany niekiedy jako "rentgenometr sygnalizacyjny", został opracowany w Zjednoczonych Zakładach Urządzeń Jądrowych "Polon" w Bydgoszczy pod koniec lat 80. Produkowany był na początku lat 90. i pojawia się często na rynku wtórnym, zwykle jako leżak magazynowy, w firmowym opakowaniu ze styropianu.
KOS-1 mierzy moc dawki promieniowania gamma w dwóch zakresach:
I - w mikrogrejach na godzinę (µGy/h) od 1 do 90 µGy/h,
II - w centygrejach na godzinę (1 cGy/h = 0,01 Gy/h = 10 mGy/h) od 0,1 do 90 cGy/h (1-900 mGy/h = 1000 - 900.000 µGy/h)
Zakresy przełączane są automatycznie, jeśli poziom promieniowania wzrośnie na tyle, że pierwszy zakres przestaje wystarczać. Zielone diody u góry wyświetlacza współpracują z zielonymi diodami u dołu - górne pokazują moc dawki w µSv/h (1-9), dolne mnożnik (x1, x10, x100). Podobnie działają diody czerwone z prawej strony (zakres II) - u góry moc dawki w cGy/h (1-9), u dołu mnożnik (x0,1, x1, x10).
Urządzenie zlicza impulsy przez 10 s, a następnie podaje sygnał dźwiękowy (jeden, dwa lub trzy, zależnie od mnożnika dla danego wyniku) i zapala diody odpowiadające bieżącej mocy dawki. Wynik wyświetlany jest przez 10 s, po czym pomiar zaczyna się od początku. W przypadku wyższych poziomów promieniowania czas pomiaru oraz wyświetlania wyniku jest krótszy i wynosi ok. 3 s. Gdy moc dawki nie przekracza 1 µGy/h (0,1 mR/h) miga tylko dioda oznaczona "0". Przydałby się dodatkowy zakres np. 0,5 µGy/h, gdyż między poziomem tła (przeciętnie 0,1-0,2 µGy/h) a 1 µGy/h jest spora różnica.
Detektorem promieniowania jest miniaturowy licznik G-M typu DOI-50, stanowiący konstrukcję pośrednią pomiędzy DOI-30, odpowiadającym za najwyższe zakresy w DPS-68M1 i DP-75, a DOI-80, stosowanym w radiometrach RK-20, RK-21, RK-21C i EKO-D.
Licznik umieszczono pod lewym tylnym narożnikiem obudowy, patrząc od strony użytkownika - jego środek zaznaczono białymi okręgami na obu sąsiadujących bokach:
Pozwala to mierzyć moc dawki występującą bezpośrednio przy ciele użytkownika, a tym samym ocenić realne narażenie na promieniowanie.
KOS-1 reaguje tylko na źródła promieniowania gamma, emitery beta, nawet o wysokiej aktywności, nie powodują żadnego wzrostu wskazań. Wiele źródeł, które emituje duże ilości miękkiego promieniowania gamma, ale z małym udziałem twardej składowej (siatki żarowe, medaliony Quantum Pendant, tarcze i wskazówki zegarków) ledwo uruchamia diodę 1 µSv/h i to zwykle po dłuższym czasie.
Dodatkowo wskazania na początku zakresu pomiarowego obarczone są dużym błędem i znacznymi wahaniami wyniku. Z drugiej strony KOS-1 trudno przeciążyć "domowymi" źródłami, nawet zegary lotnicze z dużą ilością farby radowej nie spowodują przekroczenia zakresu.
Najwyższa możliwa do zmierzenia moc dawki wynosi 90 cGy/h, czyli 0,9 Gy/h, co dla promieniowania gamma oznacza 0,9 Sv/h! Przy takim poziomie promieniowania po 5 godzinach otrzymamy dawkę śmiertelną LD50/30. W razie przekroczenia tego zakresu KOS-1 emituje sygnał ciągły, Na szczęście takie natężenia promieniowania nie występują w normalnych warunkach, nie licząc awarii radiacyjnych i wybuchów jądrowych. Nawet w Czarnobylskiej Strefie Wykluczenia jest zaledwie parę miejsc, gdzie moc dawki sięga pojedynczych mSv/h, np. Chwytak, ale nawet tam nie przekroczymy zakresu KOS-1.
***
Urządzenie jest małe (15x11x3.5 cm) i lekkie (zaledwie 420 g). Przenosimy je na szyi lub na ramieniu na cienkiej taśmie naramiennej wykonanej z nylonu. Niestety brak regulacji długości, musimy więc skracać ją w sposób improwizowany, wysuwając ze strzemion i wiążąc supły:
Zasilanie odbywa się z typowej baterii 6F22 9 V umieszczonej pod klapką w spodzie urządzenia, zakręcaną na śrubę:
Pobór prądu wynosi zaledwie 3 mA, instrukcja podaje czas pracy nie mniejszy niż 70 h dla baterii o pojemności 220 mAh. Przy bateriach alkalicznych o pojemności 900 mAh będziemy mieć do dyspozycji 300 h pracy. Dla innych baterii czas pracy obliczymy dzieląc pojemność w mAh przez prąd rozładowania (3 mA). Wyczerpywanie się baterii jest sygnalizowane diodą LED z symbolem baterii, umieszczoną pośrodku wyświetlacza.
Obudowa jest wykonana z wytrzymałego tworzywa sztucznego i pozwala na pracę w warunkach opadów deszczu, śniegu itp. w zakresie temperatur -30 do +50 st. C. Producent nie deklaruje wodoszczelności, ale przyrząd sprawia wrażenie bryzgoszczelnego. Pod kratką głośniczka znajduje się wycięcie, które być może służy do umieszczenia jakiejś zaślepki, zabezpieczającej wnętrze przed zanieczyszczeniem:
Możemy umieścić tam kawałek grubej gumy, aby zmniejszyć głośność dźwięku - alarm jest donośny, a niestety nie da się go wyłączyć.
Jeszcze rzut oka do wnętrza - obudowę otwieramy po wykręceniu 4 wkrętów, wówczas przedni panel wraz z płytkami drukowanymi wysuwa się z korpusu:
Pośrodku, przymocowany do płytki drukowanej dwiema opaskami, licznik G-M typu DOI-50 w solidnym ekranie:
Miernik dostarczany jest ze styropianowym pudełkiem, taśmą naramienną i skrótową instrukcją obsługi, niestety bez schematu elektronicznego. Często dołączone jest zaświadczenie o jakości czy nawet świadectwo wzorcowania sprzed kilku lat.
KOS-1 można nabyć w demobilu za ok. 100-200 zł, większość egzemplarzy nie była używana i jest w stanie bardzo dobrym. Dozymetr ma duży zakres pomiarowy, co w pewnych zastosowaniach rekompensuje niską czułość na małe natężenia promieniowania. Kompasy czy zegary lotnicze powodują momentalny wzrost wskazań, że o chwytaku w Strefie nie wspomnę. Eksploatacja KOS-1 nie nastręcza trudności - przyrząd ma jedynie włącznik, a w warunkach tła naturalnego po prostu podświetla diodę LED z cyfrą zero. Trochę trudno przyzwyczaić się do okresowego cyklu pracy (pomiar, wyświetlanie, pomiar itd.). Generalnie jest to miernik przeznaczony do dozymetrii awaryjnej, mający wykryć nagły i znaczny wzrost poziomu promieniowania. Dzięki KOS-1 od razu będziemy wiedzieć, czy obok w autobusie ktoś nie przewozi ukradzionej bomby kobaltowej albo czy w ścianie nie zamurowano źródła z izotopowego czujnika poziomu, jak w Kramatorsku [LINK]. Z drugiej strony niska czułość na początku zakresu i powolny czas reakcji na słabsze źródła ograniczają jego zastosowanie w amatorskiej dozymetrii.
