Dozymetr KB4011 z Aliexpress

W ciągu ostatnich lat Chiny, obok Rosji, stały się głównym dostawcą amatorskiego sprzętu dozymetrycznego w Polsce. Zaczęły dość tandetnym BR-6, by następnie zaoferować wzmocniony BR-9B, po nim zaś przyszedł czas na bliźniacze przyrządy KB4011 i KB6011.

Są to kieszonkowe radiometry beta-gamma, różniące się od siebie drugorzędnymi szczegółami:

• KB4011 - licznik Geigera Huahe M4011, błąd pomiaru +/- 14%
• KB6011 - licznik Geigera Huahe M4011 lub rosyjski SBM-20*, błąd pomiaru +/- 10%, funkcja pomiaru czasu narażenia na promieniowanie oraz zliczania przypadków kontaktu z promieniowaniem.

Przedmiotem recenzji będzie wersja KB4011. Jest ona minimalnie tańsza niż KB6011, a brak dodatkowych funkcji nie obniża znacząco funkcjonalności przyrządu. Co ciekawe, dodatkowe funkcje wersji KB6011 można włączyć w KB4011, jeśli wciśniemy jednocześnie dwa skrajne przyciski [LINK].

Detektorem promieniowania jest szklany licznik Geigera typu M4011, znany z chińskich dozymetrów BR-6 i BR-9B, amerykańskiego GQ GMC-320 Plus i zestawów DIY pod Arduino. Zakres mierzonych energii podawany przez instrukcję zawiera się między 0,048 a 1,5 MeV i można przyjąć, że jest porównywalny z zakresem liczników SBM-20/STS-5 (0,03-1,5 MeV). Detektor owinięto cienką folią aluminiową, aby wyeliminować wpływ promieniowania ultrafioletowego, na które ten licznik jest podatny**. Niestety nieco tłumi to niskoenergetyczną emisję i wydłuża czas reakcji na słabe źródła. 

Detektor jest osłonięty jedynie kratką w plastikowej ściance obudowy i nie ma filtra odcinającego promieniowanie beta, przez co dozymetr mierzy mieszankę promieniowania gamma oraz beta. Z punktu ochrony radiologicznej nie jest to ścisłe, gdyż przy ustalaniu narażenia na promieniowanie najważniejsza jest dawka od promieniowania gamma, które ma największą przenikliwość i jest najbardziej szkodliwe. Udział emisji beta w tych zastosowaniach zwykle można pominąć, chyba że mamy do czynienia z silnymi źródłami beta-aktywnymi. Jednak jeśli szukamy "świecących" obiektów, wówczas odsłonięty detektor ma znaczną przewagę nad licznikiem schowanym w obudowie - zareaguje szybciej i wykryje słabsze źródła. Szerzej o  tym pisałem przy recenzji BR-9B i Soeksa 112, zatem tam odsyłam po teoretyczne podstawy.

***

Dozymetr uruchamiamy, wciskając na 2 sekundy środkowy przycisk na przednim panelu. Jeśli przytrzymamy go za krótko, wyświetlacz jedynie na chwilę włączy się  i zgaśnie. Gdy dozymetr jest włączony, krótkie wciśnięcie środkowego przycisku umożliwia wejście do menu, wybór poszczególnych pozycji i ich zatwierdzanie, nawigujemy zaś skrajnymi przyciskami. W menu mamy zaledwie 4 pozycje:

• alert - ustawienie jednego z 4 progów mocy dawki, których przekroczenie włączy alarm
• backlight - wyłączenie podświetlenia (domyślnie włączone)
• clear data - reset zapisanej łącznej dawki (i czasu pomiaru oraz liczby narażeń na promieniowanie w wersji KB6011)
• back - powrót do ekranu głównego

Wynik pomiaru podawany jest na monochromatycznym wyświetlaczu z pomarańczowym podświetleniem, które można wyłączyć dla oszczędzania baterii lub uniknięcia dekonspiracji. Niestety wyłączenie podświetlenia nie jest trwałe i po ponownym włączeniu dozymetru znowu musimy je ręcznie wyłączać. Brak też regulacji jasności, ale na szczęście domyślny poziom jest wystarczający w większości warunków świetlnych.

Oprócz wyświetlania wyniku dozymetr sygnalizuje impulsy błyskami bardzo jaskrawej pomarańczowej diody. Jej światło wręcz bije po oczach, jeśli mierzymy w pomieszczeniu, a na dworze widoczna jest nawet w słoneczny dzień.

Po przekroczeniu 0,5 µSv/h podświetlenie ekranu zaczyna migać, a w dolnym prawym rogu pojawia się napis "ALARM" zamiast "NORMAL". Opcja ta działa nawet jeśli wyłączymy sygnalizację przekroczenia progu określonej mocy dawki. Widać protekcjonalne podejście producenta do użytkownika: choćbyś sygnalizację progu wyłączył, migający ekran nadal przypomni, żeś moc dawki 0,5 µSv/h przekroczył.
Jeśli zaś przekroczymy 99,99 µSv/h, do czego wystarczy zegar lotniczy albo "kontrolka" beta-aktywna, wówczas wynik wyświetlany będzie na ciemnym tle. Takie dodatkowe podkreślenie, że mierzymy wartości trzycyfrowe, swego rodzaju "dobicie puenty dechą":

Funkcja sygnalizacji progowej umożliwia wybór jednego z czterech progów:  0,5, 1, 2 i 5 µSv/h. Niestety wartości progu nie można zaprogramować samodzielnie, co jest poważną wadą miernika. Producenci chyba założyli, że użytkownik po prostu nie powinien się znajdować w obszarze mocy dawki powyżej 5 µSv/h i dodatkowe progi nie będą potrzebne. Drugim mankamentem sygnalizacji progowej w KB4011 jest jej sprzężenie z dźwiękową indykacją impulsów - czyli albo mamy dźwięk impulsów i alarm przekroczenia progu, albo miernik jest kompletnie niemy.

Gdyby nie fabrycznie zaprogramowane progi, dałoby się to obejść, ustawiając tak wysoki próg, by nie móc go przekroczyć i włączyć alarmu, np. 1 mSv/h. Może to być bardzo uciążliwe, gdy zależy nam, by słyszeć wahania poziomu mocy dawki, ale brzęczenie alarmu przy 5 µSv/h jest nam zbędne. Sam alarm ma dźwięk przypominający tani budzik elektroniczny, zaś impulsy sygnalizowane są kliknięciami, które nieco przypominają dźwięk w słuchawkach DP-5B. Niestety brak jest regulacji głośności, nawet najprostszej, trójstopniowej. O włączeniu dźwięku informuje nas ikona przypominająca oznaczenie alarmu wibracyjnego w telefonie, umieszczona na górnym pasku. Obok niej znajduje się ikona sygnalizacji świetlnej, zawsze włączona, oraz ikona baterii.

Wynik pomiaru podawany jest w µSv/h na głównym ekranie albo w formie wykresu z ostatnich 100 s w impulsach na sekundę (cps). Wykres uruchamiamy, wciskając górny lub dolny przycisk na przednim panelu. Nieco dziwi to zdublowanie funkcji, drugi przycisk mógłby np. resetować pomiar albo wyłączać dźwięk lub podświetlenie. Pomiar w cps mógłby się wyświetlać na głównym ekranie, np. w miejscu niepotrzebnego napisu βγX-ray, który tylko niepotrzebnie marnuje miejsce.

Przyrząd ma długość "cyklu pomiarowego" (czyli stałą czasu) rzędu 15 sekund, a po 4 tych okresach podaje średnią, wyświetlaną mniejszą czcionką na prawo od głównego wyniku. Rozpoczęcie każdego kolejnego okresu uśredniania sygnalizowane jest kolejnym kwadratem w dolnym lewym rogu wyświetlacza.

Powoduje to, że przy słabszych źródłach, poniżej 1 µSv/h, wynik spada  do 0,3-0,6 µSv/h przy rozpoczęciu kolejnego cyklu (a czasem i do 0,11). Problem nie występuje, gdy mierzymy mocniejsze źródła, wówczas wynik jest odpowiednio szybko "uzupełniany" nowymi impulsami zanim spadnie.

Dozymetr również zlicza łączną dawkę nagromadzoną podczas użytkowania, ukazując ją u góry z lewej strony wyświetlacza. Bogatsza wersja KB6011 mierzy również czas pracy przyrządu oraz liczbę przypadków przekroczenia poziomu alarmowego. Instrukcja twierdzi, że taki dozymetr pozwoliłby lekarzowi ocenić narażenie organizmu pacjenta na promieniowanie podczas tomografii komputerowej. Cóż, wydaje mi się, że do tego służą profesjonalne przyrządy, zaś podczas badania nie można mieć przy sobie urządzeń elektronicznych. Zatem bez konsultacji z personelem nie próbujcie przemycać dozymetru na badanie! Co innego pomiar w bagażu skanowanym na lotnisku, z tego co wiem, to obecnie służby raczej nie robią problemów. Pomiar łącznej dawki przyda się też podczas wycieczki do Strefy, Świerku czy Kowar, oraz podczas lotu samolotem, czyli wszędzie tam, gdzie okresowo możemy być narażeni na podwyższony poziom promieniowania. 

***

Podczas pomiaru wynik przyrasta dosyć szybko i jest to dużą zaletą przyrządu. Błyski diody przyspieszają od razu i pierwszy skok wyniku mamy faktycznie po 1 sekundzie, jak twierdzi instrukcja. Jeśli pomiar przekroczył ok. 0,7 µSv/h, to po odsunięciu źródła w ciągu 5 sekund wynik wraca do tła naturalnego. Stąd też pewnie brak przycisku "reset" - dozymetr resetuje się sam, gdy nastąpi gwałtowny spadek mierzonej mocy dawki. Co innego w przypadku, gdy zmierzymy źródło dające zaledwie 0,4 µSv/h - wówczas zejście do tła naturalnego zajmuje kilkadziesiąt sekund. Zrobiłem test zegarkiem "Delbana", przy którym najpierw zmierzyłem 0,42 µSv/h, a następnie odsunąłem od dozymetru. Miernik sprawił wrażenie, jakby zawiesił się na wartości 0,42 przez 30 sekund, potem wynik spadł do 0,33, a po kolejnych 36 sekundach wrócił do 0,11.  Przy dłuższym pomiarze od strony dekla zegarka (0,33 µSv/h) po 25 sekundach od odsunięcia wynik spadł zaledwie do 0,28. W takiej sytuacji szybciej będzie wyłączyć i włączyć miernik (albo przysunąć do silnego źródła).
Zauważyłem też, że wynik wolniej spada, jeśli włączona jest sygnalizacja dźwiękowa (vide wcześniejszy filmik), zatem jeśli chcemy naprawdę szybkiej reakcji dozymetru, musimy wyłączyć dźwięk.
Jeżeli chodzi o czułość, to dozymetr reaguje nawet na słabe źródła, takie jak niskoaktywna ceramika uranowa, związki potasu czy granit, jednak potrzebuje dłuższego czasu, by ustalić wynik. Obecność dodatkowych, szerokich wycięć z boku obudowy, odsłaniających licznik G-M, ułatwia dotarcie z dozymetrem trudno dostępnych miejsc np. w naczyniach. 

Różnice w wynikach przy pomiarze dolnym i bocznym okienkiem są pomijalne - elektroda WT-20 przyłożona od boku daje wynik 0,9-1,1 µSv/h, zaś od spodu 1,18-1,23. Ponieważ okienko pomiarowe nie ma uszczelnień, miernik może nałapać pyłu i wilgoci, więc w terenie lepiej mierzyć trzymając go w woreczku foliowym.

Przyjrzyjmy się jeszcze wynikom podawanym przez KB-4011. Jak już wspomniałem, zastosowany licznik GM ma czułość porównywalną ze stosowanymi choćby w Polaronach, Sosnach i Soeksach SBM-20. Jednak owinięcie folią aluminiową, mniejsza średnica licznika oraz mniejsze okienko w obudowie powodują, że wynik jest niższy w stosunku do osiąganego w/w miernikami. Poniżej zestawienie pomiarów KB-4011 z wynikami ANRI 01-02 Sosna (gamma+beta/gamma):

• siateczka GL-3 - 3,4 µSv/h (31/0,93)
• siateczka Geniol 500 CP  - 4,6 µSv/h (29/1,16)
• siateczka Nightsun 200-300 CP - 4,3 µSv/h (32/1,1)
• siateczka Butterfly 300-400 CP 3,5 µSv/h (42/1,37)
• przełącznik lotniczy 40 µSv/h (16/80)
• skala od DP-63A - 270 µSv/h (100/50)
• minerał płaski - 2,4 µSv/h (0,7/7)
• zegarek Majak - 12,3 (7/1,5)
• wskazówka budzika - 13 (1,8/82)
• obiektyw do projektora - 4,24 (11/2,6)
• elektroda WT-20 - 1,2 (1,6/0,58)
• medalion Crystal Bio Disc 1,2 µSv/h (6,6/0,65)
• ozdobny kafel z polewą uranową - 10 µSv/h (62/0,22)
• wazonik z polewą uranową - 8,5 µSv/h (41/tło)
• figurka praczki z polewą uranową - 0,55 µSv/h (1,5/tło)

Różnice wynikają przede wszystkim z geometrii układu pomiarowego, czyli tego, jaka część promieniowania źródła dociera do detektora. Wpływ na to ma rozmiar i kształt licznika, jego umieszczenie w obudowie, gęstość oczek siatki ochronnej a także kształt samego źródła. Mniej promieniowania trafi do pojedynczego, cienkiego licznika owiniętego folią aluminiową i ukrytego za dość gęstą plastikową kratką niż do dwóch grubszych liczników pokrytych jedynie cienkim celofanem. Ponadto, wymienione źródła emitują złożone promieniowanie (alfa, beta, gamma) o różnych energiach, które w różnym stopniu dociera do licznika i generuje w nim wyładowania. Zatem wynik mierzony przez KB4011 będzie wyższy niż zmierzony Sosną czy Polaronem z zamkniętą klapką, ale niższy niż mierzony z otwartą. Dla przeciętnego użytkownika, który chce wiedzieć, czy coś promieniuje, oraz z jaką mniej więcej intensywnością, jest to bez znaczenia.

Zasilanie odbywa się z wbudowanego akumulatorka, który możemy ładować przez port mini-USB. Producent w komplecie daje jedynie kabel, dzięki któremu możemy użyć nie tylko ładowarki od telefonu, ale też powerbanku albo komputera. O ładowaniu akumulatora informuje nas miganie diody na kolor zielony, a stałe światło oznacza koniec ładowania. Czas pracy na jednym ładowaniu to ok. 15 godzin wg danych z Amazona - instrukcja o tym niestety milczy. Podczas testu miernik, po pełnym naładowaniu, był włączony bez przerwy przez 12 godzin, zużywając między 1/4 a 1/3 pojemności akumulatora. Test prowadziłem z wyłączonym dźwiękiem i włączonym podświetleniem. Szacuję, że faktyczny czas pracy bez dźwięku i podświetlenia może być znacznie dłuższy niż te 15 h.

Wykonanie miernika jest solidne, plastik nie trzeszczy w dłoni, nie ugina się, nie ma niepotrzebnych szczelin, nie licząc okienka pomiarowego. Przyciski mają może minimalnie za duży luz, ale to już czepialstwo. Jakość wykonania pozytywnie wyróżnia KB4011 spośród innych chińskich dozymetrów, szczególnie od wyjątkowo tandetnego BR-6. Zwraca uwagę brak śrub łączących obudowę, jej połówki połączono najprawdopodobniej "na wcisk", ale nie będę tego sprawdzał, by nie zniszczyć sprzętu. Poniżej zdjęcie wnętrza ze strony Amazona:

KB4011 jest lekki (82 g) i ma małe wymiary (115 x 50 x 20 mm), zatem możemy go zawsze mieć przy sobie. Obsługa jest intuicyjna, a przyciski możemy wciskać równie wygodnie prawą, jak i lewą ręką. Z uwagi na delikatność sprzętu lepiej przenosić go w sztywnym, wyściełanym futerale.

W fabrycznym komplecie oprócz dozymetru i kabla jest też pudełko i skrócona instrukcja po angielsku i po chińsku. Dane techniczne podane przez producenta są bardzo skąpe:

• zakres mierzonej mocy dawki - 0.01 µSv/h - 5000 µSv/h (5 mSv/h)
• zakres energii promieniowania gamma - 0,048-1,5 MeV
• zakres energii promieniowania beta - brak danych
• błąd pomiaru - poniżej  +/- 10%
• czułość - 80 cpm/µSv/h (dla promieniowania Co-60, energia średnia 1,25 MeV)
• czas reakcji - poniżej 1 s dla mocy dawki 20 µSv/h, czyli dość sporej, dla niższych wydłuża się do kilkunastu sekund

W instrukcji opisano sposoby posługiwania się dozymetrem przy mierzeniu poszczególnych źródeł - po przetłumaczeniu, uzupełnieniu i usunięciu niezręczności brzmią one tak:

• metoda ogólna - umieścić dozymetr naprzeciwko obiektu i poczekać 60 s (4 cykle), aż wynik stanie się stabilny
• promieniowanie marmuru, granitu, materiałów budowlanych - mierzyć przez 5 minut i odczytać wartość średnią (average) na wyświetlaczu
• diagnostyka jodem-131 - umieścić przy tarczycy, mierzyć 1 minutę, odczytać bieżącą moc dawki (real-time)
• promieniowanie tła - umieścić 1 m nad ziemią na otwartym terenie, aby uniknąć wpływu promieniowania beta z gruntu, mierzyć 5 minut, odczytać średnią
• poszukiwanie źródeł - włączyć tryb histogramu i skanować obiekt tylną ścianką miernika, obserwując histogram i nasłuchując dźwięku impulsów
• nieszczelności ekranowania aparatury rentgenowskiej - obserwować wskazania mocy dawki podczas pracy aparatury

Jak widać wskazówki są merytoryczne, choć ich sposób sformułowania niezbyt fortunny. W oryginale wspomniano jedynie o marmurze jako o potencjalnie radioaktywnym materiale budowlanym, pomijając granit i różnego rodzaju cegły produkowane z popiołów. Przy diagnostyce jodowej kazano umieścić dozymetr przy "zmianie patologicznej" (lesion), choć w większości przypadków badania jodowego będzie to tarczyca. Bez komentarza zostawię sformułowanie dotyczące aparatury rentgenowskiej: while make contact with radiation rays 

Cenna jest też tabela mocy dawki z zaleceniami postępowania przy każdej z wartości. Za bezpieczne uznano wartości do 0,5 µSv/h, uznanej za "międzynarodowy standard". Moc dawki rzędu 2-3 µSv/h podczas lotu samolotem zaleca przyjmować "okazjonalnie", obiektywów emitujących 7 µSv/h nie dotykać często, a małych kawałków uranu, dających powyżej 40  µSv/h - wcale. Od skanera bagażu (>60 µSv/h) radzi odizolować się ołowiem. Nie wiem natomiast, co to jest "energy stone", emitujący aż 100 µSv/h, od którego trzeba trzymać się z dala. (podejrzewam, że jakiś kolejny szarlatański wynalazek w rodzaju medalionów z torem-232 [LINK])
W przypadku diagnostyki jodem-131 (>100 µSv/h) i tomografii komputerowej (>999 µSv/h) instrukcja radzi trzymać się wskazówek lekarza.

Przyszedł czas na werdykt. KB4011 jest bardzo udaną konstrukcją, która sprawdzi się zarówno przy poszukiwaniu szkła i ceramiki uranowej, jak również minerałów czy wyrobów z farbą radową. Dodatkowo może służyć za dawkomierz podczas przebywania na terenie o podwyższonym poziomie promieniowania, a także do pomiarów uśrednionych, prowadzonych przez dłuższy czas. Oczywiście przy słabszych źródłach czas reakcji będzie wolniejszy, ale to akurat wspólna cecha wszystkich dozymetrów z pojedynczym detektorem. Zresztą słabe źródła stanową niewielką część obiektów, które zwykle przychodzi nam mierzyć.
KB4011 bije na głowę niezbyt udany BR-9B, zaś od BR-6 odróżnia go znacznie lepsza jakość wykonania, mniejsza obudowa i dużo szerszy zakres pomiarowy. Jak dla mnie jest to jeden z lepszych dozymetrów klasy popularnej, które są obecnie dostępne na rynku.

I na sam koniec odsyłam do notki o moim niedawnym odkryciu - otóż w wersji KB4011 można uaktywnić funkcje droższej wersji KB6011 [LINK].

----------------------------------------------------------

* informacja zaczerpnięta ze strony Amazon.com, rosyjski licznik G-M miał mieć szybszy czas reakcji i większą wytrzymałość - KB6011 model have SBM-20 version and general version. The general version uses the domestic Chinese Huahe M4011 Geiger tube, which has the same specs as the SBM-20 Geiger tube, However,the SBM-20 Geiger version has slightly superior response speed and durability.Compared with KB4011, KB6011 has more extensive test functions. Including the exclusive "excessive radiation contact count statistics function" and "radiation exposure time statistics function".

https://www.amazon.com/Abicial-Counter-Radiation-Detector-Dosimeter/dp/B081RL7PY8?th=1

** jako promieniowanie jonizujące (ionizing radiation), czasem zwane też radioaktywnym, przyjęło się uważać emisję alfa, beta, gamma oraz neutrony. Gwoli ścisłości ultrafiolet również jest w stanie wywołać jonizację w liczniku Geigera, nie mając nic wspólnego z radioaktywnością. Istniały nawet specjalne liczniki Geigera dla pomiarów promieniowania ultrafioletowego, wyposażone w okienko kwarcowe, przepuszczalne dla tych promieni. W zwykłych licznikach wpływ UV jest szkodliwy, gdyż zawyża pomiar, stąd szklane liczniki albo malowano czarną farbą (BOB-33) albo ukrywano w obudowie (M4011 w BR-9B) lub owijano folią aluminiową, jak w omawianym mierniku