Radiometr Series 900 Mini Monitor

Mierniki z Zachodu pojawiają się na blogu dość rzadko, choć wiem, że chcielibyście zobaczyć tutaj więcej takich konstrukcji. Niestety przyrządy te są dość kłopotliwe z kilku względów:

• bardzo mała podaż na rynku krajowym, a co za tym idzie - wysokie ceny
• jeszcze wyższe ceny za granicą plus spory koszt wysyłki, do którego dochodzi cło i VAT
• trudności z serwisem - brak dokumentacji, rzadkie, nietypowe i drogie części
• problem z dalszą odsprzedażą z w/w powodów 

Ostatecznie jednak nabyłem ten oto przenośny radiometr produkcji firmy Mini Instruments Ltd.(później Thermo-Fisher-Scientific). Jest to jeden z wielu modeli oferowanych przez tą firmę od lat 80. do chwili obecnej. Wersje te różnią się zastosowaną sondą pomiarową oraz skalą, natomiast wszystkie mają charakterystyczną żółtą obudowę z rączką transportową i uchwytem na sondę.

Zerknijmy na poszczególne modele:

• Typ S - miernik ogólnego przeznaczenia ze szklanym licznikiem G-M typu B6H o długości czynnej 64 mm i grubości ścianki 30 mg/cm2 odpowiadającej warstwie półchłonnej dla promieniowania beta o energii 700 keV. Licznik w osłonie z kratki metalowej, można go z niej wysunąć aby działał jako zanurzeniowy. Druga strona sondy jest ekranowana i pozwala na pomiar gamma jak w RK-67

• Typ SL - wykorzystuje dłuższy licznik niż wersja S (B12H, dł. 120 mm) i jest dwa razy od niego czulszy podczas pomiaru skażonych powierzchni o odpowiedniej wielkości.

• Typ E - z licznikiem okienkowym typu 7231 o grubości 1,5-2,2 mg/cm2 i powierzchni 6,4 cm2, przeznaczony do pomiaru niewielkich skażeń izotopami C-14, S-35, Ca-45 i I-131, ale nie trytem. Licznik wykrywa skażenia emiterami alfa do poziomu 7 Bq/cm2 - jest to czułość niewystarczająca dla równomiernie rozłożonych nieznacznych skażeń, ale przydatna do wykrywania "gorących plam"

• Typ EL - z licznikiem okienkowym DN-212 o grubości 1,5-2,2 mg/cm2 i powierzchni 19,6 cm2 do pomiaru miękkiego promieniowania beta. Szybkość zliczania ograniczona do 600 cps, a żywotność tuby 200 mln zliczeń. Czułość na skażenia emiterami alfa - 3,5 Bq/cm2.

• Typ R - przeznaczony do wysokich mocy dawek od 0 do 5000 µSv/h (5 mSv/h), licznik GM skompensowany dla energii 45 keV - 1,5 MeV, nieodpowiedni dla aparatury rentgenowskiej pracującej na napięciu poniżej 75 kV.

• Typ G - dla niskich mocy dawek (0,05-75 µSv/h), licznik skompensowany dla energii 55 keV - 1,5 MeV i więcej, nieodpowiedni dla promieniowania rentgenowskiego.

• Typ D - licznik G-M częściowo skompensowany dla dużej czułości na niskoenergetyczne promieniowanie, zakres 0,5-1000 µSv/h, energia promieniowania 30 keV - 1,5 MeV, choć wykrywa już od 17 keV, odpowiedni dla aparatury rentgenowskiej powyżej napięcia 45 kV.

• Typ X - licznik G-M okienkowy typu ZP-1481 (2,5-3 mg/cm2, średnica 17 mm), bez kompensacji energetycznej, wyskalowany od 0,5 do 2000 cps, czuły na promieniowanie od 10 keV, przydatny do lokalizacji "przecieków" promieniowania rentgenowskiego z aparatury rentgenowskiej oraz wysokonapięciowej generującej promieniowanie jako efekt uboczny (kineskopy). Może też służyć do wykrywania skażeń silniejszymi emiterami beta (1/3 czułości wersji E), choć nie jest to zalecane. Głównym zadaniem jest wykrywanie małych nieszczelności w osłonach urządzeń rentgenowskich. Charakterystyka energetyczna licznika ZP-1481 wygląda następująco:

• Typ 41 - scyntylacyjny - kryształ NaI(Tl) o wymiarach fi 19 mm, grubość 25 mm, czułość od 25 keV, sonda w osłonie z ołowiu dla uzyskania charakterystyki kierunkowej.

• Typ 41S - scyntylacyjny, kryształ NaI(Tl) z większym kryształem (fi 25, grubość 38 mm) dla zwiększonej czułości (od 25 keV), sonda bez charakterystyki kierunkowej dla promieniowania o średnich i dużych energiach.

• Typ 42A -  scyntylacyjny - kryształ NaI(Tl) o wymiarach fi 23mm, grubość 1 mm, okienko z aluminium 14 mg/cm2, czułość od 10-15 keV, sonda z kolimatorem ołowianym m.in. do diagnostyki tarczycy.

• Typ 42B - sonda ma okienko berylowe dla promieniowania gamma o energiach do 5 keV, czułość na gammę powyżej 15 keV taka sama jak 42A. Instrukcja wersji 42A i 42B podaje odczyty w cps dla 1 µCi najbardziej powszechnych izotopów (Cs-137, I-131, Ir-192, Ra-226, Co-60, Am-241 etc.) z odległości 20 mm i 1 m

• Typ 44A -  scyntylacyjny - kryształ NaI(Tl) o wymiarach fi 32 mm, grubość 5 mm, sonda okienkowa z aluminiowym okienkiem 14 mg/cm2 do pomiaru skażeń powierzchni - czułość na emisję gamma od 15 do 250 keV, beta powyżej 500 keV.

• Typ 44B - j.w., tylko z okienkiem berylowym 47 mg/cm2, czułość od 5 keV, odpowiednia m.in. dla izotopu żelaza-55 (0,1 µCi z odległości 10 mm daje odczyt 180 cps).

Prezentowany egzemplarz to najprostszy model, oznaczony "X", z sondą wyposażoną w okienkowy licznik Centronic ZP-1481. Średnica okienka wynosi 17 mm, a gęstość powierzchniowa ok. 2,5-3 mg/cm2. Czułość na promieniowanie gamma >10 keV, niestety brak danych dla emisji beta, pewnie >100-200 keV. Przeznaczenie - kontrola aparatury, w której promieniowanie rentgenowskie wytwarzane jest jako efekt uboczny (lampy elektronowe, kineskopy, sprzęt wysokonapięciowy) oraz aparatury rentgenowskiej. Producent twierdzi, że nie jest to typowy miernik, tylko czuły i rzetelny indykator. Skala miernika jest logarytmiczna, do 2000 cps, przy czym między 1000 a 2000 jest tylko jedna wartość pośrednia. Najmniejsza działka to 0,5 cps, do 10 cps podziałki są co 1, ale później co 10, co 50 i co 100.

Obsługa odbywa się praktycznie jednym pokrętłem o następujących położeniach:

• wyłączony
• test baterii - wskazówka powinna znaleźć się na zielonym łuku na skali
• praca z dźwiękiem impulsów
• praca bez dźwięku.

Po przekręceniu przełącznika w położenie "praca z dźwiękiem" miernik wydaje sygnał dźwiękowy oznaczający poprawność działania, po czym następuje pomiar. Dodatkowo można ustawić próg sygnalizacji za pomocą śrubokręta wtykanego w gniazdo "set alarm". Przy przekręceniu do oporu w prawo alarm zostaje wyłączony, uruchomi się jedynie przy przekroczeniu zakresu pomiarowego (2100 cps). Dźwięk impulsów jest dość głośny i wyraźny, niestety brak możliwości podłączenia słuchawek. Głośniczek znajduje się na spodniej ściance urządzenia:

Zasilanie odbywa się z koszyczka na 6 baterii AA podpiętego do styku baterii 9 V, zatem możemy zamiennie używać też tej baterii. Można też skorzystać z zasilacza sieciowego 12-18 V (80 mA) podpiętego przez gniazdko koncentryczne.

Zasilacz umożliwia też ładowanie akumulatorków, jeśli takie stosujemy zamiast baterii, wówczas wewnątrz komory baterii włączamy przełącznik "charge". W samej komorze jest sporo luzu, zmieściłby się jeszcze jeden koszyczek. Można tam trzymać drobne akcesoria (foliowe pokrowce na sondę, chroniące przed wilgocią i skażeniami), zapasowe baterie albo wypchać watą, by nie grzechotało.

Zasilacz wysokiego napięcia tego radiometru może dawać napięcie między 300 a 800 V (1500 V w wersji EL) - ustawiany jest fabrycznie w zależności od sondy, z którą dostarczony jest radiometr. Reguluje się go potencjometrem we wnętrzu obudowy. Przy sondach licznikowych napięcie pracy wynosi ok. 400 V, przy scyntylacyjnych znacznie więcej. Niestety sondy pomiarowe nie są przewidziane do wymiany przez użytkownika. Gdyby wyprowadzić na zewnątrz obudowy regulację napięcia, a sondę podłączać przez wtyk BNC, mielibyśmy nieco uproszczony radiometr uniwersalny RUST-2.

Obudowa wykonana jest z malowanego aluminium, cały miernik waży tylko 1 kg. Sonda ma przewód spiralny, mniej podatny na uszkodzenia niż wiecznie plączący się prosty przewód w RK-67. Górna ścianka ma wycięcie, w którym umocowany jest uchwyt sondy, podobny do tego na pompkę w bardzo starych rowerach. Zastanawiam się, czy częste wkładanie i wyjmowanie sondy w końcu jej nie uszkodzi, uchwyt zaskakuje dość energicznie.

Przyrząd przeznaczony jest do pracy w pomieszczeniach zamkniętych. Komora baterii nie jest szczelna, osłona skali z pleksi dość cienka, a przez otwór na głośniczek miernik może nałapać pyłu. Producent wyraził to w instrukcji dość dosłownie - przyrząd nie będzie działał, jeśli zostanie wrzucony do stawu lub przejechany przez czołg:

***

Prezentowany egzemplarz niestety miał uszkodzony licznik GM - zupełny brak okienka mikowego i kratki osłonnej.

Aby sprawdzić pracę miernika, podpiąłem krokodylkami "wiecznie żywą" STS-5 ("plusem" do elektrody centralnej). 

Radiometr "zagrał", zatem trzeba było poszukać zamiennika oryginalnej okienkowej tuby GM, gdyż pomimo licznych zalet STS-5, nie jest to czujnik dla tego sprzętu. Miałem kilka opcji:

• MST-17 - najtańszy na Ebay (ok. 50 zł), niestety pracuje przy napięciu 1600 V i wymagałby dodatkowego powielacza napięcia w sondzie, dodatkowo boczne wyprowadzenie zwiększyłoby wymiary sondy

Źródło - pentod.com.

• SBT-7 - napięcie pracy zgodne, jednak podłączenia elektrod jak w poprzedniej, cena ok. 160 zł

Źrodło - picclic.com

• SBT-9 - napięcie zgodne, mniejsza średnica, większa długość, okienko znacznie mniejsze (choć ma to swoje zalety), jednak cena zaporowa (ponad 200 zł)

Źródło - worthpoint.com

• SBT-13 - napięcie zgodne, okienko nieco większe, lecz znowu problem z obudową sondy.

Źródło - link

• Philips ZP-1400 (zamiennik 18504) - najbardziej zbliżona do oryginału zarówno parametrami, choć mniejsza gabarytowo, okienko 9 mm efektywnej średnicy, gęstość powierzchniowa 2-3 mg/cm2, cena 100 zł. [specyfikacja - LINK]. 

Źródło - link

• Wykonana jest z metalu, ale ma szklane wyprowadzenie z tyłu, zatem należy uważać przy montażu. W komplecie jest gumowy kapturek osłaniający okienko mikowe podczas przechowywania i transportu. 

• Kapturek ma otwór wyrównujący ciśnienie powietrza, gdy zakładamy go na tubę - uważajmy, by go nie zasłonić, bo wówczas wzrost ciśnienia wbije okienko do wnętrza licznika, bezpowrotnie go niszcząc.

Małe okienko pomiarowe ma swoje zalety jeśli np. szukamy "gorących plam" na ceramice uranowej, minerałach czy szkle, albo mierzymy bardzo drobne źródła. Możemy też zrobić improwizowany domek pomiarowy do badania małych aktywności. Oczywiście uzupełnieniem takiego miernika powinno być "żelazko" o dużej powierzchni okienka pomiarowego, ale to inna historia. W moim egzemplarzu, dzięki pomocy Michała (pozdrowienia!) nowa tuba została umieszczona we wnętrzu starej, zatem nie trzeba było przerabiać mocowania. Obudowa sondy zamykana jest pierścieniem sprężynującym, do którego otwarcia potrzeba specjalnych szczypiec:

***

Sam przyrząd jest prosty i wygodny w obsłudze. Sondę można umieścić w uchwycie na wierzchu odbudowy podczas transportu albo gdy chcemy zbliżać do niej kolejne artefakty. Pewną wadą jest dość powolna stała czasu - wynik rośnie wolno i niespiesznie się zmniejsza po odsunięciu źródła, co jest uciążliwe przy niższych aktywnościach (przy większych początkowy wzrost jest bardzo wyraźny). Przydałby się przełącznik taki jak w RKP-1-2 (fast/slow) albo przycisk resetujący pomiar. Jeżeli chodzi o czułość, trudno mi się jednoznacznie wypowiedzieć, gdyż przyrząd nie ma oryginalnego licznika, tylko najbardziej kompatybilny zamiennik. Licznik ten wykazuje wystarczającą czułość na większość spotykanych źródeł, za wyjątkiem najmniej aktywnych (granit, potas) lub o dużym rozproszeniu izotopu (elektrody torowe), przy których trzeba go dłużej przytrzymać. Za to, tak samo jak Gamma Scout, wykorzystujący podobny licznik z małym okienkiem, wykrył promieniowanie od trytowego świecącego breloczka - podejrzewam, że promieniowanie hamowania, bo raczej nie betę 18 keV zamkniętą w tworzywie sztucznym! Z kolei żółta glazura uranowa, dająca na Polaronie 2,5 µSv/h, tutaj jedynie nieznacznie wykraczała ponad tło, podobnie jak szkło uranowe o przeciętnych aktywnościach. Co innego pomarańczowa glazura, siatki żarowe czy stare farby świecące.

Bieg własny licznika został orientacyjnie ustawiony na 0,5-1 cps (30-60 cpm) w warunkach normalnych, bez dodatkowych osłon - specyfikacja podaje 10 cpm w domku ołowianym. Zakres kalibracji nie jest duży - gdy źródłem był medalion energii skalarnej (brązowy, emisja łączna 5-6 µSv/h, gamma 1,2 µSv/h), regulacja zmieniała wynik między 3 a 6 cps. Przy wyłączonym mierniku wskazówka powinna znajdować się poniżej zera, jest to stan normalny i nie trzeba tego zmieniać. Instrukcja podaje sposób skalibrowania układu pomiarowego za pomocą generatora fali prostokątnej podpiętego przez kondensator 10 pF. Porównanie zastosowanego licznika ZP-1400 z innymi licznikami używanymi w radiometrach Series 900 można znaleźć tutaj:

https://www.changpuak.ch/electronics/geiger/Geiger-Selection-Guide.pdf

Za pomocą tego radiometru znalazłem najbardziej aktywne miejsca na posiadanych minerałach, a także przekonałem się, że na poniższym sekretarzyku świecą jedynie ceglastopomarańczowe elementy. Zarówno żółte, jak i beżowe okazały się pozbawione aktywności (o błękitnym nie wspominając):

Dla odmiany, na tym talerzu żółte elementy nad i pod wizerunkiem ryby wykazują aktywność, choć znacznie mniejszą niż pomarańczowe. Talerz ten zawsze kojarzy mi się z Monty Pythonem (A-fish, a-fish, a-fish, a-fishy, ooooh! - https://youtu.be/QanC47gRBaE?t=77)

Ekranowanie licznika jest dosyć solidne, szczególnie po umieszczeniu go w obudowie oryginalnego - tylko silniejsze promieniowanie, np. starych farb świecących i siatek żarowych, trochę się przedostaje, słabsza emisja przechodzi jedynie przez okienko, co zapewnia kierunkową charakterystykę licznika.

***

Na koniec odwieczne pytanie - czy polecam ten miernik? Zaletą jest dostępność różnych wersji z bardzo czułymi detektorami, wykrywającymi nawet słabe promieniowanie oraz prostota obsługi. Niestety odczyt na pojedynczej logarytmicznej skali nie jest zbyt dokładny, zwłaszcza powyżej 10 cps miernik zmienia się w indykator pozwalający szacować rząd wielkości. Jeżeli mamy możliwość nabyć go w znośnej cenie z sondą scyntylacyjną lub okienkową o cienkim okienku, na pewno warto. Cena miernika jest wysoka (160-200 funtów w Anglii), trudno też o części zamienne, choć firmowy manual można pobrać z mojego Chomika [LINK]. Występowanie na polskim rynku - okazjonalne - od 2013 r. tylko jeden egzemplarz, nie licząc dużo starszego modelu tej firmy w zeszłym roku.

Foto -  Olx.pl

Porównanie nowszego i starszego modelu [źródło]

Więcej informacji na temat tych mierników poniżej:

https://www.perlamar.ie/wp-content/uploads/pdf/thermo/MINI_900_HAND_HELD_SURVEY_METERS/Mini900Ratemeters.pdf

https://www.ndt-consultants.co.uk/product/radiation-monitor-900-series/

https://www.akribis.co.uk/thermo-scientifictm-mini-900-scintillation-monitor

http://www.interphysix.com/index.php?id_product=1005&controller=product&id_lang=1

https://archive.org/details/MiniInstruments/page/n449

http://www.jepbol.com/mini.html

https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/MFG001

http://www.perspectiveinstruments.co.uk/html/900_series.html

https://www.admnucleartechnologies.com.au/thermo-scientific-mini-700-and-900-series-radiation-detectors