Promieniotwórczość wokół nas - fakty i mity: Sondy pomiarowe produkcji ZZUJ Polon

W latach 60 nastąpił dynamiczny rozwój produkcji sprzętu dozymetrycznego w Polsce. Stopniowo zastępowano przyrządy radzieckie konstrukcjami krajowymi, opracowanymi przez Biuro Urządzeń Techniki Jądrowej – Zakład Doświadczalny Bydgoszcz. W grupie uniwersalnych radiometrów laboratoryjnych były to konstrukcje RUS-4 i RUS-5, do których opracowano całą rodzinę sond z licznikami Geigera (LGO, LGM), scyntylacyjnymi (LS), a nawet jednym proporcjonalnym (LP). Wszystkie te sondy były podłączane przez przewód wielożyłowy i wtyk o 5-9 pinach. W połowie lat 60 wprowadzono radiometr RUS-5A, a wraz z nim istotną zmianę – przyłącze na kabel koncentryczny z wtykiem BNC-2,5, które stało się standardem obowiązującym do dziś. Do nowego radiometru opracowano zestaw sond (LGM-5a, LS-5a). Powstał wówczas też radiometr przenośny RUST-1, a także seria stacjonarnych mierników skażeń powierzchni MSP (-2 i -3, później -4). Wtedy też zapoczątkowano całą rodzinę sond pomiarowych, którą chciałbym przedstawić w niniejszym wpisie.

Sondy te były początkowo opisywane jako „system MSP” (np. w publikacji Energia jądrowa w Polsce), gdyż przeznaczono je do tych mierników skażeń powierzchni. Później nieformalnie mówiono o systemie RUST z uwagi na bardzo liczną serię radiometrów uniwersalnych.

Cechą charakterystyczną rodziny sond jest zunifikowane nazewnictwo, kodujące podstawowe parametry każdej z nich. Większość tych sond należy do w/w systemu MSP/RUST, ale systematyka obejmuje też powstały nieco później Standard 70 oraz inne przyłącza stosowane przejściowo np. w sondzie SS-4).

Nazwa sondy w tym systemie obejmuje 2-4 litery, myślnik, 1-2 cyfry i opcjonalnie dodatkowe 1-2 litery. Ich znaczenie jest następujące:

Pierwsza litera – zawsze S – oznacza całą kategorię sprzętu: sondy
Druga litera – rodzaj detektora promieniowania:

G – licznik Geigera-Mullera (sonda licznikowa)
S – licznik scyntylacyjny (sonda scyntylacyjna)
P – licznik proporcjonalny

Trzecia litera – rodzaj mierzonego promieniowania:

A – alfa (praktycznie tylko powierzchniowe sondy scyntylacyjne ze scyntylatorem ZnS(Ag))
B – beta (sondy licznikowe wszystkich typów, zarówno mogące również mierzyć emisję alfa, jak również mające pomiar beta jako opcjonalny)
G – gamma (rzadko występuje, jedyny mi znany model to SSG-1)
U – wszystkie rodzaje (sondy uniwersalne, zwykle scyntylacyjne z wymiennym scyntylatorem, ewentualnie z licznikiem proporcjonalnym czułym na emisję alfa, beta i gamma)
N – neutrony (różne zakresy energii, oznaczenie występuje samodzielnie w sondzie SSN-1, jak również w kombinacji z literą T w sondach SSNT-1 i 2 oraz SPNT-3)
T – neutrony termiczne (oznaczenie występuje samodzielnie w sondzie SST-1, jak również w kombinacji z literą N w sondach SSNT-1 i 2 oraz SPNT-3)
Brak litery – wczesne sondy scyntylacyjne spektrometryczne (SS-4)

Myślnik, a właściwie to łącznik (dywiz) i po nim:
Numer – moim zdaniem jest to kolejny numer opracowania, może dotyczyć tego samego modelu (np. SGB-1D i 2D, SGB-1Z i 2Z, SSNT-1 i 2) ale może też kodować zupełnie inną konstrukcję (SGB-1P – sonda o 3 licznikach cylindrycznych, SGB-2P – sonda o 3 licznikach okienkowych, SGB-3P – sonda o 6 licznikach cylindrycznych).
Litera po numerze – przeznaczenie sondy:

P – powierzchniowa – pomiar skażeń powierzchni
R – radiometryczna – pomiar aktywności próbek
D – dozymetryczna – pomiar mocy dawki
S – spektrometryczna – zdejmowanie spektrum gamma
Z – zanurzeniowa – pomiar aktywności cieczy w zbiornikach

Druga litera (opcjonalnie)

W – wersja zweryfikowana w dalszym toku produkcji (np. SGB-1DW, na forum RHBZ mylnie odczytane jako SGB-10W, w sondach scyntylacyjnych po W podawano średnicę fotopowielacza, 35 lub 52 mm)

Na sam koniec warto wspomnieć o tzw. wykonaniach, czyli wersjach rozwojowych lub równolegle produkowanych wariantach danego modelu sondy. Wykonania oznaczano cyfrą dołączaną po myślniku do głównego oznaczenia cyfrowego. Przykłady wersji rozwojowych:

SSU-3 (1967) i SSU-3-2 (1984),
SSU-70 i SSU-70-2

Warianty produkowane równolegle:

SGB-2P-1, -2, -3 i -4 (różnice w zastosowanym liczniku oraz obecności dodatkowej przesłony korekcyjnej, nienotowane na sondzie)
SPNT-3-1 i SPNT-3-2 (obecność lub brak filtra kadmowego w spowalniaczu neutronów, notowane na sondzie)

Po tym teoretycznym wstępie przedstawię jeszcze schemat rodziny sond wraz ze współpracującymi z nią miernikami, przytoczony przez A. Piątkowskiego i W. Scharfa w pracy Elektroniczne mierniki promieniowania jonizującego – poradnik z 1979 r.

Zerknijmy na najpopularniejsze sondy, z których część była już opisywana na blogu:

SGB-1P – sonda powierzchniowa beta-gamma o 3 licznikach cylindrycznych, podstawowe wyposażenie radiometrów RUST-2 i 3, najczęściej przenoszona razem z radiometrem.

https://promieniowanie.blogspot.com/2020/03/sonda-powierzchniowa-beta-gamma-sgb-1p.html

SGB-2P – sonda okienkowa beta-gamma o 3 licznikach okienkowych, często towarzyszy SGB-1P w wyposażeniu RUST-ów.

https://promieniowanie.blogspot.com/2019/10/sonda-okienkowa-beta-sgb-2p.html

SGB-3P – dwukrotnie większa (6 liczników) wersja SGB-1P, do pomiarów skażeń podłóg przy użyciu wózka WSP-1.

https://promieniowanie.blogspot.com/2022/04/sonda-powierzchniowa-sgb-3p.html

SGB-1D i DW – sonda dozymetryczna, początkowo z obrotową osłoną o licznych okienkach, potem jedynie z wąską szczeliną wpuszczającą cząstki beta

SGB-2D – nowszy wariant drugiej wersji SGB-1D

https://promieniowanie.blogspot.com/2022/10/sonda-licznikowa-polon-sgb-2d.html

SGB-1R – sonda radiometryczna z pojedynczym licznikiem okienkowym

https://promieniowanie.blogspot.com/2020/10/sonda-okienkowa-beta-sgb-1ra.html

SGb-1Z – sonda zanurzeniowa, szklany licznik cylindryczny osłonięty drucianym koszem z obciążnikiem.

SGB-2Z – j.w. tylko sonda z plastikową osłoną licznika, stosowaną przy głębszych zanurzeniach, kosztem czułości.

https://promieniowanie.blogspot.com/2024/03/sonda-zanurzeniowa-sgb-2z.html

SSA-1P – sonda scyntylacyjna powierzchniowa alfa do pomiaru skażeń emiterami alfa z jednoczesnym odcięciem tła gamma

https://promieniowanie.blogspot.com/2018/09/sonda-scyntylacyjna-ssa-1p.html

SSU-3 i SSU-3-2 - uniwersalna sonda scyntylacyjna, mogąca mierzyć, w zależności od użytego scyntylatora, promieniowanie alfa, beta lub gamma.

https://promieniowanie.blogspot.com/2019/12/sonda-scyntylacyjna-uniwersalna-ssu-3-2.html

SSNT-1 i 2 – sonda scyntylacyjna neutronowa z kulistym moderatorem parafinowym.

https://promieniowanie.blogspot.com/2022/06/sonda-neutronowa-ssnt-2.html

SSNT-3 - j.w.

SPNT-3 – sonda neutronowa z licznikiem proporcjonalnym i kulistym moderatorem z cerezyną.

SPU-1P – sonda powierzchniowa z przepływowym licznikiem proporcjonalnym (nie weszła do produkcji).

https://promieniowanie.blogspot.com/2018/06/sonda-przepywowa-spu-1p.html

Spośród powyższych sond nie wszystkie są w równym stopniu przydatne dla dozymetrysty amatora. Zakładam, że głównymi celami będzie poszukiwanie źródeł w terenie oraz pomiary aktywności. Do poszukiwań emiterów beta i niskoenergetycznych gamma najlepsza będzie SGB-1P ewentualnie 3P, jeśli damy radę ją dźwigać dłuższy czas. SGB-2P jest zbyt podatna na uszkodzenia. Jeśli szukamy źródeł o twardej emisji lub poszukujemy anomalii tła naturalnego, przyda się SSU-3 + NaI(Tl).

Pomiary aktywności:

Małe i niskoaktywne próbki

Beta/gamma – SGB-1R, 2R, 3R, ewentualnie SGB-2P z użyciem tylko jednego z trzech liczników
Alfa – SSU-3 + ZnS(Ag)

Duże obiekty o niskich i średnich aktywnościach

Beta gamma SGB-1P i SGB-3P
Alfa – SSA-1P i SSA-3P

Pomiar mocy dawki – teoretycznie SGB-1D i 2D, jednak nie mając współczynnika kalibracyjnego (innego dla różnych energii promieniowania) otrzymamy tylko mało użyteczną częstość zliczania, zatem lepiej użyć zwykłych dozymetrów wyskalowanych w jednostkach mocy dawki. Sondy te mają długi kabel (10 m), mogą więc być użyte w trudno dostępnych miejscach (szyby) lub zza osłon.

Tu się kończą sondy użyteczne dla amatora. Sondy zanurzeniowe służą do pomiaru skażeń cieczy lub aktywności atomów znaczonych, od biedy można ich użyć jako zamienników sond dozymetrycznych. Długi kabel pozwala opuścić je w głąb szybów itp. Z neutronami raczej nie będziemy mieli do czynienia, zatem SSNT i SPNT nie znajdą zastosowania w naszej pracowni.

Jeżeli macie uwagi do powyższego tekstu, dysponujecie egzemplarzami sond nieomawianych do tej pory na blogu albo dokumentacją techniczną, dajcie znać w komentarzach!

***

Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo