Sonda okienkowa beta SGB-2P

Sonda ta została opracowana w 1962 r. przez zespół pod kierownictwem E. Bazylczuka. Atest CLOR uzyskała w 1966 r. i od tego czasu aż do początku lat 90. wyprodukowano łącznie 1000 egzemplarzy. Jest więc trzecią pod względem wielkości produkcji sondą wytwarzaną w Polsce, po SGB-2P (2000 egz.) i SSA-1P (1500 egz.).

SGB-2P należy do wprowadzonej wówczas do produkcji całej rodziny sond z nowym rodzajem złącza - pojedynczym wtykiem koncentrycznym BNC-2,5:

• SGB-1P
• SGB-2P
• SGB-3P
• SGB-1R
• SGB-1D
• SSA-1P
• SSA-3P
• SSU-3
• SSNT-1
• SSNT-2
• SGB-1Z

Sondy te zastąpiły starsze konstrukcje: LGO/LGM/LS/LP, które były podłączane przez kabel wielożyłowy i współpracowały z radiometrami RUS-4 i RUS-5. Wraz z nowymi sondami opracowano odpowiednie radiometry - przenośne RUST-1 i RUST-2 oraz stacjonarne MSP-2, MSP-3, RUS-5A, a później URL-1, URL-2, URS-3 i RUST-3.

Sonda SGB-2P ma 3 liczniki G-M z okienkiem mikowym (łączna powierzchnia 15 cm2), umieszczone w obudowie o kształcie graniastosłupa trójkątnego. 

Taki kształt pozwala na pomiar skażeń w rogach stołów, podłóg, tac, odzieży roboczej itp.

Sonda występowała w czterech wersjach (tzw. wykonaniach), różniących się zastosowanym licznikiem G-M oraz wyposażeniem dodatkowym:

• 1 - BOH-45 - licznik na promieniowanie beta (okienko 3-4 mg/cm2)
• 2 - AOH-45 - licznik na promieniowanie alfa (okienko 1,5-2 mg/cm2)
• 3 - BOH-45 - licznik na promieniowanie beta (okienko 3-4 mg/cm2), w zestawie osłona korekcyjna 1:10
• 4 - AOH-45 - licznik na promieniowanie alfa (okienko 1,5-2 mg/cm2), w zestawie osłona korekcyjna 1:10

Oba liczniki są wzajemnie zamienne, różnią się tylko grubością okienka mikowego, a tym samym - czułością. Prześledźmy oznaczenia:

• AOH-45 - A = promieniowanie alfa, O = licznik chlorowcowy, H = licznik metalowy okienkowy, 4 -wielkość względna w skali 0-9, 5 - cokół oktalowy
• BOH-45 - B = promieniowanie beta, O = licznik chlorowcowy, H = licznik metalowy okienkowy, 4 = wielkość względna w skali 0-9, 5 = cokół oktalowy [więcej o oznaczeniach - LINK]

Rodzaj użytego licznika nie był oznaczany na tabliczce znamionowej sondy, ani nawet w karcie badania, zatem celem identyfikacji musimy albo sprawdzić czułość na promieniowanie alfa (prosty test ze źródłem i kartką papieru), albo po prostu rozkręcić sondę (OSTROŻNIE!). 

Prezentowany egzemplarz to wykonanie 3 - ma zamontowane liczniki BOH-45, a w zestawie jest osłona korekcyjna:

Tyle tytułem historycznego wstępu i systematyki, przejdźmy do omówienia samej sondy. SGB-2P współpracuje ze wszystkimi radiometrami z pojedynczym gniazdem koncentrycznym typu BNC-2,5. Będą to przyrządy serii RUST, URL, URS, jak również autorskie konstrukcje UDR i UDAR.

Napięcie pracy wg instrukcji zawiera się między 400 a 650 V, najczęściej jest to 600 V. Dokładna wartość, wraz z innymi parametrami (bieg własny, nachylenie plateau), podana jest w karcie badania danego egzemplarza sondy. 

Jeśli nie mamy tej karty, możemy stopniowo zwiększać napięcie, zaczynając od 400 V. Jeśli zauważymy impulsy pochodzące od tła naturalnego (ok. 2-3 cps), zwiększamy jeszcze napięcie o 30-60 V i możemy rozpoczynać pomiar. Pamiętajmy, że zbyt wysokie napięcie powoduje skrócenie żywotności licznika, a w skrajnych przypadkach nawet uszkodzenie. 

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Detector_regions.gif

Z kolei przy zbyt niskim licznik po prostu nie będzie pracować lub będzie miał małą wydajność.

***

Czułość sondy jest bardzo wysoka i nawet wersje z licznikami BOH-45 reagują na słabe źródła promieniowania w rodzaju niskoaktywnego szkła uranowego, granitu, związków potasu, trytowych oświetlaczy itp. 

Jeżeli chodzi o czułość na promieniowanie alfa, to Am-241 z czujki dymu mierzony przez kartkę daje 12-14 cps (miękka emisja gamma), zaś bez niej 22-25 cps (gamma + alfa).

Przy pomiarze większych aktywności warto założyć osłonę korekcyjną 1:10, która odcina większość promieniowania biegnącego ku licznikom:

W ten sposób unikniemy przeciążania detektorów i wydłużymy ich trwałość. Test sondy na różnych źródłach, w tym z użyciem osłony, można obejrzeć na tym filmie:

Generalnie warto unikać "piłowania" liczników na wysokich częstościach zliczania, a już szczególnie wysokoczułych liczników okienkowych, stosowanych m.in. w SGB-2P. W zużytym liczniku przesuwa się napięcie progu, a także skraca i bardziej nachyla plateau.

cyt. za: Wiesław Gorączko, Ochrona radiologiczna, Poznań 2011

Według instrukcji sonda ma charakterystykę liniową między 1,85 a 74 Bq/cm2 aktywności beta powyżej 500 keV, co odpowiada wartościom między maksymalnym dopuszczalnym skażeniem dla terenu niekontrolowanego a 40-krotnością tego skażenia. W ten sposób można obliczyć krotność przekroczenia w/w progu, dzieląc bieżącą częstość zliczania przez częstość zliczania dla 1,85 Bq/cm2, podaną w karcie badania.

***

Zerknijmy jeszcze na stronę mechaniczną i elektroniczną sondy. Korpus trzyma się na jednej śrubie, umieszczonej pośrodku płyty czołowej. W starszych seriach sond w ochronnej osłonie zakrywającej liczniki znajdował się otwór, pozwalający na wykręcenie tej śruby przy założonej osłonie, bez ryzyka uszkodzenia okienek mikowych.

Niestety w późniejszej produkcji zrezygnowano z tego otworu, zatem musimy wykręcać śrubę przy zdjętej osłonie, w bezpośrednim sąsiedztwie okienek liczników. 

Róbmy to zatem powoli, delikatnie, śrubokrętem o krótkim trzonku, i dla pewności trzymanym blisko ostrza. Po wykręceniu śruby możemy zdjąć przedni panel otaczający liczniki, a następnie, trzymając jedną ręką emaliowany korpus, a drugą uchwyt, zsunąć korpus z elektroniki sondy.

Montaż prowadzimy w odwrotnej kolejności, pilnując, aby wycięcia przedniego panelu nasunęły się na liczniki i nie uszkodziły okienek. Generalnie jeśli nie musimy wymienić któregoś z liczników, lepiej nie rozbierać tej sondy. Pamiętajmy też, by nie dotykać i nie czyścić niczym okienek mikowych. W najlepszym razie zetrzemy warstwę chroniącą przed wpływem ultrafioletu, tak jak w jednym z liczników mojego egzemplarza:

W najgorszym wypadku uszkodzimy okienko, bezpowrotnie niszcząc licznik, a liczniki AOH-45/BOH-45 są trudne do nabycia. 

Jeśli już musimy czyścić okienka liczników, użyjmy gruszki do przedmuchiwania optyki. Fabryczna instrukcja dopuszcza jedynie odkażanie panelu otaczającego liczniki, po jego odkręceniu od sondy. Panel ten jest nieco wysunięty względem powierzchni okienek, powinien więc przejąć większość skażeń z mierzonej powierzchni, chroniąc tym samym głębiej osadzone okienka.

Dla ochrony przed skażeniem można umieścić sondę w cienkim worku foliowym, metoda ta jednak nie sprawdzi się przy pomiarze aktywności emiterów alfa. Pamiętajmy też o zakładaniu ochronnej nakładki, ilekroć sonda nie jest używana, nawet podczas krótkich przerw w pracy!

Nakładka wykonana jest z chromowanej stali o grubości 0,5 mm, zatem nie ugina się nawet pod mocnym naciskiem i skutecznie chroni okienka.

***

Przekrój sondy, schemat ideowy oraz typowy układ wejściowy radiometru współpracującego z sondą przedstawiono na rysunkach z instrukcji obsługi.

Jest to starsza wersja instrukcji (wyd. 1987), w nowszej (wyd. 2001), występuje jedynie schemat układu wejściowego.

Przyjrzyjmy się jeszcze występowaniu SGB-2P w literaturze. Pierwsze wzmianki, na jakie natrafiłem, to publikacja Energia jądrowa w Polsce w latach 1961-1963 gdzie jest omawiana przy okazji radiometru RUS-5a oraz miernika skażeń powierzchni MSP-2. SGB-2P jest tam określona, wespół z SGB-1P i LS-5a, jako "systemu MSP", zapewne w odróżnieniu od starszych sond LGM/LGO/LS/LP na kabel wielożyłowy.

Według tej publikacji sonda ma licznik AAH-55, czyli alkoholowy, na promieniowanie alfa, jednak podano czułość tylko dla emisji beta (40-50 keV).

Pełną specyfikację podaje dopiero Izotopowa aparatura przemysłowa i radiometryczna - katalog 37-R z 1969 r.:

Specyfikacja ta podaje dwa napięcia pracy - 600 V odpowiada licznikom AOH-45 i BOH-45, zaś 1200 V licznikom AAH-55 - lLiczniki alkoholowe pracowały przy dużo wyższym napięciu niż chlorowcowe.

Dane techniczne z instrukcji do mojego egzemplarza z 1992 r., wydanej w 1987 r.:

Drugie wydanie instrukcji (2001) nie wspomina już o różnych wykonaniach sondy ani licznikach AOH-45, podaje za to wydajność dla poszczególnych izotopów:

Sonda z racji licznej, wieloletniej produkcji, pojawia się dość często na rynku wtórnym - do roku 2024 naliczyłem 16,5 egzemplarza (połówka to sam korpus bez liczników). Najczęściej występuje w komplecie z radiometrami RUST-2 i RUST-3 oraz sondą SGB-1P. Taki zestaw jest bardzo popularny, obie sondy mieszczą się w specjalnej komorze walizki radiometru:

Czas na podsumowanie. Sonda ma bardzo wysoką czułość, ale jednocześnie jest wyjątkowo wrażliwa na uszkodzenia, zatem używałbym jej raczej tylko w pomieszczeniach, do pomiaru niskoaktywnych źródeł o dużych powierzchniach albo poszukiwania skażeń na powierzchniach roboczych. Oczywiście możemy mierzyć nią również mniejsze źródła, korzystając z jednego z liczników, ale do tego celu bardziej przydatna będzie sonda SGB-1R, mająca pojedynczy licznik okienkowy tego samego typu co SGB-2P. Nie ryzykowałbym jednak wyjścia z SGB-2P na targ czy w teren - chwila nieuwagi i po okienku mikowym!

Jeśli macie uwagi do powyższego tekstu lub spotkaliście się z nietypowymi wersjami SGB-2P, dajcie znać w komentarzach!

***

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