Dozymetr radiometr DRGB-01 "EKO-1" firmy Ekorad

Dozymetr ten powstał niedługo po katastrofie w Czarnobylu, jako przyrząd mogący służyć zarówno do pomiaru mocy dawki, jak i skażeń. Wspomina już o nim książka Dozimetriczeskoje  pribory dlja nasielienija (Przyrządy dozymetryczne dla ludności) z 1991 r., a sam miernik jest produkowany do chwili obecnej. Producentem jest firma Ekorad [LINK], mająca w ofercie również nowszą wersję  EKO-1M, o rozszerzonym zakresie pomiarowym, z podświetleniem wyświetlacza i dodatkowym menu ustawień [LINK] 

Prezentowany egzemplarz to podstawowy model EKO-1, wykonany w 2011 r., mający świadectwo kalibracji ważne do 2018 r. Dozymetru EKO-1 nie należy mylić z prostym sygnalizatorem o tej samej nazwie, produkcji zakładów Polon-Ekolab. Pełna nazwa rosyjskiego przyrządu to DRGB-01 "EKO-1", co można rozwinąć jako "dozymetr-radiometr beta gamma".  Nazwa ta oznacza, że urzadzenie mierzy zarówno moc dawki (dozymetr), jak i aktywność (radiometr).

Miernik ma masywną plastikową obudowę z niewielkim wyświetlaczem LCD, umieszczonym skośnie. Wymiarami porównywalny jest z EKO-C i nieco większy od Polarona:

Na przednim panelu znajdują się przyciski membranowe: włącznik (WKL/WYKL), zmiana trybu pracy (REŻIM) i wyłącznik dźwięku.

EKO-1 wykorzystuje okienkowy licznik G-M typu SBT-10A, znany choćby z monitora skażeń EKO-C. Licznik ten ma okienko mikowe o grubości ok. 2 mg/cm2, zatem jest ono przepuszczalne dla silniejszych cząstek alfa (>4 MeV), cząstek beta (>150 keV) i kwantów gamma (>15 keV). Późniejsze wersje wykorzystują nowocześniejszy odpowiednik SBT-10A, oznaczony Beta-5, o nieco większej wydajności.
Chociaż  licznik SBT-10A rejestruje promieniowanie alfa, to w jego fabrycznej specyfikacji nie występuje czułość na tą emisję (wartość 4 MeV wziąłem z instrukcji od EKO-C):

Jak zdążyłem się przekonać, wszystkie rosyjskie dozymetry z tym detektorem (EKO-1, RKB-20.01 "Beta", IRD-02) są przeznaczone tylko do pomiaru emisji beta i gamma, choć taki pomiar będzie zawierał także pewną składową od cząstek alfa. Uznano najprawdopodobniej, że skoro tylko najsilniejsze emitery mają wystarczającą energię, by po przebyciu w powietrzu odległości źródło-detektor (ok. 5 mm) zachować jeszcze 4 MeV energii i pokonać okienko mikowe, to czułość na cząstki alfa praktycznie można pominąć. Z tego co czytałem w rosyjskim internecie, pomiar emisji od plutonu-239 licznikiem STB-10A jest praktycznie niemożliwy, a nowszy licznik Beta-5 ma wydajność na tą emisję rzędu 20%. Więcej na ten temat w notce o liczniku SBT-10 - [LINK].

***

Wróćmy do samego dozymetru. Okienko pomiarowe licznika osłonięte jest dość gęstą plastikową kratką, chroniącą mikę przed uszkodzeniem. Oczka kratki są węższe niż w EKO-C, ale za to dłuższe, więc per saldo stopień osłabienia emisji jest podobny. Jeżeli dozymetru używamy do pomiaru promieniowania beta i gamma, osłabienie można pominąć.

Dla pomiaru promieniowania gamma nasuwa się na okienko filtr odcinający emisję beta. Jest on wykonany z takiego samego plastiku jak obudowa, dodatkowo wzmocnionego od wewnątrz tworzywem sztucznym z wgłębieniami. Wysokoenergetyczne cząstki beta przepuszcza z odległości do 50 cm, co sprawdziłem na udostępnionym mi źródle Sr-90. Za to słabą emisję ze szkła i ceramiki uranowej filtruje równie skutecznie jak stalowa blacha podbita folią ołowianą w ANRI Sosna.
Filtr zsuwa się z obudowy ku przodowi i zdejmuje z dozymetru. Niestety nie można odsunąć go do tyłu i pozostawić na mierniku, jak w EKO-C, co byłoby znacznie bardziej ergonomiczne.

Dozymetr ma 4 tryby pracy, oznaczone literami z lewej strony wyświetlacza:

• F - cykliczny pomiar mocy dawki gamma w µSv/h od 0,1 do 1000 µSv/h - wynik podawany co 20 s, który jest wyświetlany aż do końca następnych 20 s, kiedy zastępuje go następny wynik i rozlega się sygnał dźwiękowy. Nie możemy więc obserwować w czasie rzeczywistym wzrostu czy spadku mierzonej mocy dawki, dopóki nie zaktualizuje się wynik
• E - jednorazowy pomiar mocy dawki gamma w µSv/h - pomiar trwa 20 s, przyrost wyniku jest widoczny na wyświetlaczu, a następnie wartość pomiaru wyświetla się aż do resetu
• A - odejmowanie tła przed pomiarem aktywności cezu-137 w produktach, czas pomiaru 520 s, uruchomienie natychmiastowe po wybraniu trybu
• A - pomiar aktywności cezu-137 w produktach w kBq/kg od 4 do 100 kBq/kg- czas pomiaru 520 s, uruchomienie po 5 s od wybrania trybu
• B - odejmowanie tła przed pomiarem strumienia cząstek beta, uruchomienie natychmiastowe po wybraniu trybu
• B pomiar strumienia cząstek beta w rozp./s*cm2 od 0,1 do 100 rozp./s*cm2 - czas pomiaru 80 s, uruchomienie po 5 s od wybrania trybu

Po włączeniu dozymetru widzimy najpierw test baterii (4 kwadraty przy pełnym naładowaniu), a następnie uruchamia się automatycznie tryb cyklicznego pomiaru (F). Wciskając przycisk "reżim", włączamy następne tryby w kolejności F, E, A, B, F itd. Zakończenie pomiaru w trybach E, A i B sygnalizowane jest dźwiękiem oraz miganiem symbolu danego zakresu. Dźwięk można wyłączyć osobnym przyciskiem.

Funkcje pomiaru aktywności cezu i pomiaru strumienia cząstek beta poprzedzone są dodatkowymi trybami odejmowania tła. Tryby te oznaczone są tak samo jak główne tryby pomiarowe (A - aktywność, B - strumień beta). W obu pomiar rozpoczyna się od razu po wybraniu odpowiedniego trybu i dozymetr zaczyna odliczać 520 sekund w trybie A lub 80 s w trybie B. Po upływie tego czasu miernik wyświetla zero. Wówczas musimy jeszcze raz wcisnąć przycisk "reżim" by wejść we właściwy tryb pomiaru danej wielkości (A lub B). Mamy wtedy 5 sekund, aby umieścić dozymetr na badanej powierzchni lub naczyniu z produktem, po czym zacznie się faktyczny pomiar. Wynik będzie pomniejszony o wartość tła zapamiętaną podczas pierwszego pomiaru. 

Jeśli nie chcemy korzystać z opcji odejmowania tła, przewijamy ten tryb, wciskając drugi raz przycisk "reżim", wówczas pomiar zacznie się po upływie 5 sekund. Dla większości codziennych zastosowań odejmowanie tła można pominąć, chyba że faktycznie prowadzimy pomiary bardzo małych aktywności. Po pewnym czasie odruchowo mierzymy "na drugim A" i "na drugim B".

Niestety brak jest opcji zresetowania pomiaru w danym trybie, musimy przewinąć całą "kolejkę" 5 trybów, ab zacząć kolejny pomiar. Jest to niewygodne, jeśli mamy do zmierzenia wiele źródeł, łatwo też przeoczyć żądany tryb przy szybkim przewijaniu. 

***

Z przeprowadzonych przeze mnie pomiarów porównawczych wynika, że wartość strumienia cząstek beta w rozp/s*cm2 (w trybie B) wynosi ok.  66-80 % wartości mocy dawki beta+gamma od tego samego źródła mierzonej w µSv/h (w trybie E). Zerknijmy na to porównanie:

Pod tym względem EKO-1 przypomina dozymetr MS-04B Expert, w którym przełącznik R/K skracał o połowę czas pomiaru w trybie mierzenia strumienia cząstek beta, czyli strumień w rozp./s*cm2 odpowiadał 1/2 mocy dawki beta+gamma w µSv/h. Dla odmiany w Polaronie  przyjęto przelicznik 1 rozp/min*cm2 = 0,01 µSv/h łącznej emisji, więc włączenie trybu pomiaru strumienia cząstek beta odbywało się przez wyłączenie wyświetlania przecinka na wyświetlaczu.  

***

W dozymetrze może dziwić wysoka wartość początku zakresu w trybie pomiaru aktywności Cs-137. Jest to aż 4  kBq/kg, czyli 4000 Bq/kg. Dla porównania dozymetry z metalowymi licznikami SBM-20 miały zakres rozpoczynający się od 2000 (RKSB-104) lub 3700 (ANRI Sosna, Polaron Pripyat). A przecież licznik SBT-10 jest  4-5 razy czulszy niż SBM-20:

Zatem dozymetr z tym licznikiem powinien wykrywać znacznie mniejsze stężenia Cs-137, który emituje dość silne promieniowanie o energii 662 keV. Podejrzewam, że tak wysoki próg wybrano z racji bardzo silnych skażeń czarnobylskim opadem na terenie b. ZSRR. Jeśli spojrzymy na mapę skażeń grzybów w Polsce po katastrofie w Czarnobylu [LINK], to zauważymy, że na większości terytorium kraju stężenie skażeń wynosiło 4-8 kBq/kg, a w niektórych rejonach 12-18 kBq/kg. Poniżej progu detekcji EKO-1 skażenia w polskich grzybach występowały jedynie na ok. 1/8  powierzchni kraju.
Tryb ten jest najtrudniejszy do przetestowania z uwagi na trudność w zastąpieniu skażenia cezem jakimś "domowym" źródłem, na szczęście jest również najmniej potrzebny.

***

Przy pomiarze mocy dawki promieniowania gamma w trybie E impulsy są sygnalizowane kliknięciami. Niestety powyżej 0,6 µSv/h włącza się sygnalizacja progowa i działa równocześnie z dźwiękami impulsów, a nie da się jej osobno wyłączyć. Czyli mamy ten sam problem, co w KB4011, ale w gorszym wydaniu, gdyż próg jest jeden i to niski. Regulację progu wprowadzono w nowszej wersji EKO-1M. W innych trybach dźwiękiem sygnalizowane jest rozpoczęcie i zakończenie pomiaru, funkcja ta wyłącza się wraz z wyłączeniem innych dźwięków.

Zasilanie odbywa się z pakietu akumulatorków przy czym na przestrzeni lat stosowano różne rozwiązania, zwykle 4 akumulatorki guzikowe Ni-Cd. Były one zwykle później zastępowane pakietem 3 akumulatorków Ni-MH

Akumulatorki Ni-Cd wymagały całkowitego rozładowywania przed powtórnym naładowaniem, aby uniknąć efektu pamięci, stąd ładowarka miała specjalny tryb do rozładowywania, widoczny poniżej (Z, zariad - ładowanie, R, razriad, rozładowanie).

Nowsze ładowarki już nie mają tej opcji, gdyż akumulatorki Ni-MH nie wykazują efektu pamięci.  O stanie ładowania dozymetru informują nas dwie diody LED z prawej strony wyświetlacza - czerwona, informująca o podłączeniu ładowarki, i zielona, wskazująca trwanie ładowania.

Po zakończeniu ładowania dozymetr przechodzi w tryb podtrzymywania ładowania, nie ma więc obawy przed przeładowaniem akumulatorków. Stan naładowania wskazywany jest przez liczbę kwadratów, widocznych zaraz po włączeniu miernika. Cztery oznaczają pełne naładowanie.

Według instrukcji czas nieprzerywanej pracy wynosi 8 godzin, ale bez przeciążenia akumulatorków można go wydłużyć do 30 godzin. Podejrzewam, że zapis ten, tak samo jak informacja o konieczności ładowania przez 16 godzin, dotyczy tylko starszych typów akumulatorków.
Jeszcze spójrzmy na wnętrze przyrządu. Widać solidne ekranowanie licznika G-M za pomocą grubej blachy od strony płytki drukowanej:

Spotykane na rynku egzemplarze z różnych lat wykazują pewne różnice konstrukcyjne, np. pojedynczą diodę LED sygnalizującą ładowanie akumulatorka, inny wtyk ładowarki, rozmieszczenie układów scalonych na płytce drukowanej itp.:

W komplecie z dozymetrem otrzymujemy torbę z kieszonkami na poszczególne elementy wyposażenia, ładowarkę i dokumentację, wyposażeniem dodatkowym jest futerał w postaci saszetki biodrowej.

Przyrząd występuje w różnych wersjach obudowy, w tym jednej znacznie unowocześnionej, ale nadal jest to wersja EKO-1:

Wersja EKO-1M ma taką samą obudowę jak EKO-1, różni się tylko obecnością menu ustawień oraz włączanym podświetleniem skali:

Czas na werdykt. Miernik ten może być w pewnym stopniu konkurencją dla krajowego EKO-C, który bardzo rzadko pojawia się na rynku i osiąga dość wysokie ceny. Pamiętajmy jednak, że nie jest to miernik uśredniający, choć tryb pracy "F" jest bardzo do niego zbliżony. Różnice miedzy dozymetrem uśredniającym a mierzącym w odcinku czasu wyjaśniłem przy porównaniu dozymetrów ANRI Sosna i Polaron Pripyat [LINK]. Tutaj tylko przypomnę, że miernik uśredniający przydatny jest do poszukiwania źródeł, zaś mierzący przez określony czas do porównywania aktywności różnych źródeł. 

EKO-1 jest można powiedzieć krzyżówką ANRI Sosna i EKO-C, albo rozbudowaną wersją MS-04B Expert, a jego głównym przeznaczeniem pomiar niskoaktywnych źródeł promieniowania o niewielkiej energii. Z powodzeniem sprawdzi się przy szkle uranowym i polewie uranowej o niskiej zawartości uranu, związkach potasu, popiołach, żużlach, materiałach budowlanych itp. Mierząc w trybie cyklicznym (E), z odsłoniętym okienkiem pomiarowym możemy też go używać do poszukiwania szkła uranowego i ceramiki. Przyrząd sprawdzi się nawet przy szkle o niskiej zawartości uranu, które na Polaronie powoduje oscylacje  wyniku nieco powyżej tła naturalnego. Mniej przydatny będzie do pomiaru silniejszych źródeł, gdyż dość łatwo go przeciążyć, szczególnie z odsłoniętym okienkiem pomiarowym, co skraca żywotność licznika. 

Radiometr cyfrowy RK-21-2

Przyrząd ten jest opracowaną w 1988 r. wersją rozwojową radiometru RK-20 z 1986 r., który można uznać za pierwszy cyfrowy radiometr kieszonkowy produkowany w Polsce. Tak jak on wykorzystuje miniaturowy licznik G-M typu DOI-80 oraz wyświetlacz LED, uruchamiany przyciskiem chwilowym. Różni się jednak wyskalowaniem w jednostkach mocy dawki pochłoniętej (mGy/h) zamiast ekspozycyjnej (nA/kg), a także występowaniem w dwóch wykonaniach:

• RK-21-1 z zewnętrzną sondą, jak RK-20
• RK-21-2 z licznikiem  G-M wbudowanym w korpus

Oba rozwiązania mają swoje wady i zalety: zewnętrzna sonda umożliwia pomiar z bezpiecznej odległości i w trudno dostępnych miejscach. Dodatkowo, dzięki dwustronnej konstrukcji (analogicznie jak w RK-67) zmierzymy nią łatwo zarówno emisję gamma, jak i beta - wystarczy zwrócić ją odpowiednią stroną w kierunku źródła. W układzie bez osobnej sondy trudniej to przeprowadzić - aby zmierzyć samo promieniowanie gamma, trzeba zbliżyć dozymetr do źródła przednim panelem, a wówczas trudno odczytać wynik. Z drugiej strony możliwa jest obsługa miernika jedną ręką. Tutaj omówię wersję RK-21-2, obsługa RK-21-1 jest identyczna, za wyjątkiem sondy, podobnie jak parametry techniczne, oprócz masy (odpowiednio 300 i 400 g).

Miernik mierzy moc dawki promieniowania gamma (>40 keV) i silniejszego beta (>500 keV) za pomocą miniaturowego licznika G-M typu DOI-80, umieszczonego za osłoniętym cienką folią okienkiem w tylnej ściance korpusu. Zakres pomiarowy zaczyna się na 1 µGy/h (czyli 1 µSv/h dla emisji gamma i beta). a kończy aż na 100 mGy/h (100 mSv/h). Wynik podawany jest na trzycyfrowym wyświetlaczu LED i trzeba pomnożyć  go przez  0,1 (czyli podzielić przez 10) by uzyskać rzeczywistą wartość. Z uwagi na wysoki pobór prądu przez wyświetlacz wyświetlanie wyniku trzeba włączyć za pomocą przycisku chwilowego, znajdującego się na prawym boku obudowy.

Na tym nie koniec - chociaż pomiar prowadzony jest cały czas po uruchomieniu dozymetru, nawet gdy wyświetlacz nie świeci, to na prawidłowy wynik musimy odczekać ok. 15 s po wciśnięciu włącznika wyświetlacza. Informuje nas o tym napis nad panelami LED. 

Instrukcja motywuje to  koniecznością upłynięcia jednego okresu próbkowania, w przeciwnym razie wynik po gwałtownej zmianie mocy dawki byłby obarczony błędem. Sugeruje to jednak sprzężenie uruchomienia pomiaru z włączeniem wyświetlacza, podczas gdy pomiar trwa cały czas od uruchomienia przyrządu. Można się łatwo o tym przekonać, zbliżając dozymetr do silnego źródła i po chwili włączając wyświetlacz - wynik będzie "gotowy", a wahania w czasie owych wymaganych 15 sekund nieznaczne.

Czas reakcji na zmiany natężenia promieniowania jest dość szybki, zarówno jeśli chodzi o wzrost, jak i o spadek. Czułość na słabsze źródła jest ograniczona niewielką objętością czynną detektora i jego grubymi ściankami. Emisja ze szkła uranowego nie wywoła reakcji miernika, za wyjątkiem najbardziej aktywnych wyrobów. W przypadku ceramiki zmierzymy wyroby od ok. 20 µSv/h łącznej emisji mierzonej Polaronem. Przyrząd za to bez problemu wykryje promieniowanie farb radowych czy większych aktywności toru-232. Jest to dozymetr  z wyraźnym przeznaczeniem do pomiaru wyższych mocy dawek, spotykanych raczej w przemyśle jądrowym czy podczas sytuacji awaryjnych. Jego charakterystyka czułości przypomina radiometr EKO-D, który również wykorzystuje licznik DOI-80. 

W porównaniu z wersją RK-21-1, jak również nowszym RK-21-1C, omawiany radiometr ma wyraźnie niższą czułość, szczególnie przy łącznym pomiarze beta+gamma:

Brak sondy zewnętrznej utrudnia odpowiednie umieszczenie źródła względem detektora, jeśli chcemy zmierzyć samą emisję gamma - teoretycznie powinno ono leżeć nad pierwszą cyfrą wyświetlacza, pod którą znajduje się licznik G-M, wówczas jednak wyświetlacz pochłonie część promieniowania. Ostatecznie podczas testów przykładałem źródła wzdłuż bocznej krawędzi osłony wyświetlacza, bliżej dolnego narożnika. 

Zakres pomiarowy dozymetru podzielony jest na dwa podzakresy, z granicą na 0,79 mGy/h, które przełączane są automatycznie. Miernik ma dwa układy sygnalizacji przeciążenia. Jeden odpowiada za nieznaczne przekroczenie zakresu - wówczas cyfry "888" migają z przerwami - drugi, przy znacznym przeciążeniu, powoduje stałe miganie tych cyfr.  Sygnał przeciążenia może pojawiać się też na chwilę przy przechodzeniu z niższego zakresu na wyższy. Cyfry 6 i 9 wyświetlane są w sposób charakterystyczny dla wyświetlaczy LED - utrudnia to pomyłkę i nieco zmniejsza pobór prądu:

RK-21-2 ma też sygnalizację dźwiękową impulsów, które podawane są na wyjście jack-3,5 mono. Możemy do niego podłączyć słuchawkę miniaturową SM-73, stosowaną w wielu innych polskich dozymetrach (RKP-1-2, RK-10). Ponieważ gniazdo jest monofoniczne, po podpięciu słuchawek stereo sygnał będzie tylko w jednej, bardzo obciążając ucho. Lepiej więc użyć starych słuchawek monofonicznych lub w układzie dual mono.

Zasilanie odbywa się z typowej baterii 9V 6F22.  Według specyfikacji napięcie zasilające powinno być w przedziale 7,5-9 V, zatem nawet częściowo rozładowana bateria uruchomi dozymetr. Jeśli napięcie zasilania spadnie poniżej normy, środkowa cyfra na wyświetlaczu będzie świecić słabiej, sygnalizując konieczność wymiany baterii. 

Włączając dozymetr pamiętajmy, że przyrząd nie uruchamia się od razu po przesunięciu przycisku zasilania. Według instrukcji  trzeba odczekać do 30 s, praktycznie krócej. Nie zapomnijmy też o wyłączeniu przyrządu, gdyż brak świecenia wyświetlacza nie oznacza, że miernik nie pracuje. Wyłącznik niestety jest dość drobny i nie informuje jednoznacznie o pracy przyrządu, polecam nalepienie dodatkowych oznaczeń.

Zmierzony przeze mnie pobór prądu przy wyłączonym wyświetlaczu i promieniowaniu na poziomie tła wynosi  4,3 mA, włączenie wyświetlacza zwiększa go do 43 mA, choć podczas pomiaru silniejszych źródeł po chwili spada do 30 mA. Porównując to z pojemnością baterii alkalicznej 6F22 (ok. 900 mAh) i akumulatorka Ni-MH (250 mAh) uzyskamy odpowiednio 20 i 6 godzin pracy z włączonym wyświetlaniem wyniku lub 209 i 58 godzin bez wyświetlania. Ponieważ jednak wyświetlacz włączany jest zwykle dorywczo, faktyczny czas pracy dozymetru na jednym źródle zasilania będzie znajdował się gdzieś pomiędzy w/w wartościami. Niestety instrukcja nie podaje wartości tego parametru.

W komorze baterii znajduje się dodatkowa kształtka plastikowa, stabilizująca baterię i częściowo chroniąca elektronikę przed wyciekami elektrolitu. Przy wymianie baterii trzeba uważać na płytkę z fibry, mieszczącą styki, gdyż jest ona dość wiotka i łatwo ją uszkodzić, szczególnie gdy styki baterii mocno trzymają.

Radiometr RK-21 wyprodukowano w niewielkiej serii o nieustalonej liczebności, szacuję, że podobnej do RK-20 (50 szt.). Jego rozwojowa wersja, czyli omawiany rok temu RK-21C z 1992 r., została wyposażona w wyświetlacz LCD, który ma znacznie mniejszy pobór prądu i może być włączony stale podczas pracy miernika. Ma też wyższą czułość, widoczną nawet przy silniejszych źródłach, w rodzaju  skali od DP-63A, przy którym wskazania RK-21C są o 30% wyższe niż RK-21-2.

Prezentowane tutaj wykonanie RK-21-2, niemające sondy zewnętrznej, jest nieco mniej ergonomiczne, szczególnie przy pomiarze emisji gamma, niż RK-21-1. Jednak nadal jest to w pełni funkcjonalny przyrząd w zastosowaniach, do których został przewidziany. Dodatkowo stanowi cenny zabytek polskiej myśli technicznej z okresu przejściowego między erą dozymetrów analogowych (RK-67, RK-10, RKP-1-2) i cyfrowych (RKP-2, EKO-D, EKO-C). Wartość RK-21 zwiększa jego małoseryjna produkcja. Podsumujmy jeszcze zalety i wady tego przyrządu pod kątem amatorskiej dozymetrii:

Plusy:

• szeroki zakres pomiarowy
• szybkie ustalanie się wyniku
• solidne wykonanie

Minusy:

• niska czułość na słabe źródła
• brak jednoznacznej sygnalizacji włączenia
• konieczność ręcznego włączania wyświetlacza
• utrudniony pomiar promieniowania gamma, wymagający zwrócenia dozymetru przednią ścianką do źródła
• duży pobór prądu

Wyświetlacz LED może być zarówno wadą, jak i zaletą. Sprawdzi się w warunkach słabego oświetlenia, możemy odczytać go wtedy nawet z dużej odległości, jednak nie będzie czytelny w słońcu, przeciwnie niż wyświetlacz LCD.

Indykator promieniowania IRG-01A

Przyrząd ten jest jednym z wielu prostych indykatorów promieniowania gamma, produkowanych w ZSRR na potrzeby ludności po awarii w Czarnobylu. Były to przyrządy podające orientacyjny poziom promieniowania, często za pomocą trójstopniowej sygnalizacji: bezpiecznie, uwaga, zagrożenie.  Niektóre były bardziej zaawansowane, jak przedstawiony tutaj IRG-01A.

Indykator ten pozwala ustalić moc dawki promieniowania gamma na podstawie liczby sygnałów dźwiękowych i świetlnych, zliczanych w określonym czasie, jak również sygnalizować przekroczenie jednego z 3 poziomów mocy dawki (0,6 - 1,2 - 2,4 µSv/h). Tryb pracy zmieniamy pokrętłem, które jest jednocześnie włącznikiem. O bieżącym trybie pracy indykatora informuje nas wskazówka, sprzężona z pokrętłem, niestety nie jest ona zbyt dokładnie zgrana z pozycjami na skali.

Pomiaru możemy dokonywać w dwóch trybach - szybszym "poisk" (poszukiwanie) i wolniejszym "izmier" (pomiar). Liczbę impulsów zliczonych przez 40 sekund należy następnie porównać z tabelą na przednim panelu indykatora, na którym podane są wartości zarówno w mikrorentgenach na godzinę, jak i w mikrosiwertach na godzinę. Czas liczenia impulsów wynika ze specyfikacji licznika typu SBM-20, w którym liczba impulsów zliczonych przez 40 s odpowiada mocy dawki w µR/h. Przeliczenie na mikrosiwerty wymaga (w uproszczeniu) przemnożenia przez 100, a na milirentgeny - przez 1000. 

Drugim trybem pracy jest dozymetr progowy. Do wyboru mamy 3 wartości progu sygnalizacji: 0,6 - 1,2 - 2,4  µSv/h, które nastawiamy, przestawiając pokrętło na kolejne pozycje po "poisk" i "izmier". Po przekroczeniu ustawionego progu indykator zacznie wydawać długie sygnały dźwiękowe.

Najwyższy próg może wydawać się niski i łatwy do przekroczenia np. kompasem Adrianowa z farbą radową, ale pamiętajmy, że przyrząd mierzy tylko promieniowanie gamma, a przeznaczony jest do oceny narażenia całego ciała. Jeśli więc w naszym otoczeniu moc dawki gamma wynosi 2,4 µSv/h, to albo wydarzyła się poważna awaria radiacyjna, albo ktoś w pobliżu przenosi pozbawione osłony źródło izotopowe, ewentualnie trafiliśmy na "gorącą plamę" w Strefie.  Taka moc dawki jeszcze nie stanowi bezpośredniego zagrożenia dla zdrowia - musielibyśmy przebywać w tych warunkach ponad 400 godzin aby otrzymać maksymalną dodatkową roczną dawkę dla ludności, przewidzianą polskim prawem atomowym - ale lepiej opuścić takie miejsce i zgłosić zdarzenie odpowiednim władzom.

Uwaga ta dotyczy wszystkich prostych indykatorów, których progi alarmowe są wyskalowane pod kątem promieniowania gamma padającego na całe ciało, stąd ich alarm przy trzymanych w rękach artefaktach nie będzie uzasadniony. Najniższy próg w indykatorach to zaledwie 0,6 µSv/h, czyli przyjęta maksymalna dopuszczalna moc dawki w codziennym otoczeniu człowieka. Przekroczyć go można pojedynczą siatką żarową do lampy gazowej, podobnie jak drugi próg, wynoszący 1,2 µSv/h. Trzeciego nie przekroczą już te słabsze źródła:

Drugi test, autorstwa Irydiusa:

Detektorem promieniowania jest popularny licznik G-M typu SBM-20, stosowany w większości przyrządów dozymetrycznych z tego okresu. Umieszczono go w bardzo solidnym ekranie z ołowiu, zatem mierzy tylko promieniowanie gamma, i to silniejsze. Jak do tej pory, jest to najgrubsze ekranowanie licznika G-M, z jakim się spotkałem w popularnym przyrządzie.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=59

Zwykle było to kilka warstw cienkiej ołowianej folii, a w skrajnych wypadkach nawet folia papierowa (Eltes-902). Tutaj zaś mamy pewność, że przyrząd mierzy tylko emisję gamma. Takie rozwiązanie wynika z przeznaczenia sprzętu, podobnie jak w wypadku innych indykatorów i dozymetrów gamma - te przyrządy służą do indywidualnej kontroli dozymetrycznej, a nie wyszukiwania słabo aktywnych źródeł czy skażeń.

Zasilanie odbywa się z baterii "paluszków" typu AA (rosyjskie A-316), co jest nietypowe, zwykle stosowano baterie 6F22 9V lub akumulatorki guzikowe 1,2 V. Dopuszczalne napięcie zasilania między 2,1 a 3 V, zatem nawet mocno rozładowane baterie, dające 1,05 V teoretycznie powinny jeszcze uruchomić przyrząd. Jeśli wierzyć opisowi  z opakowania, baterie powinny starczyć na 9 miesięcy, choć dotyczy to raczej czasu przechowywania, a nie pracy. Ówczesne ogniwa dość szybko traciły pojemność, a dłuższe przechowywanie rozładowanych ogniw w przyrządzie groziło wylaniem elektrolitu i zniszczeniem elektroniki.

Obudowa indykatora wykonana jest z dość mocnego plastiku, nic nie trzeszczy ani się nie ugina. Widać trochę śladów po wtryskarkach i niezbyt dokładne spasowanie połówek, gdyż jest to jednak produkcja z lat 90., a nie 80. 

Na tylnej ściance obudowy jest klips do pasa czy kieszeni. Środek detektora zaznaczono wgłębieniem na bocznej powierzchni przyrządu:

W komplecie mamy kartonowe pudełko utrzymane w czarnej, jakby żałobnej tonacji, zwykle radzieckie opakowania od dozymetrów były wielobarwne, choć przaśne. Napis na bocznej ściance prezentuje możliwości IRG-01A: "ostrzega o promieniowaniu gamma, ocenia poziom jego intensywności".

Tego typu indykatory obecnie mają bardzo małe zastosowanie. Większość współczesnych dozymetrów wyposażona jest w alarm progowy, który możemy ustawić na dowolną wartość, a oprócz tego dokładnie mierzą moc dawki i to zwykle zarówno promieniowania gamma, jak i beta. Na korzyść niektórych indykatorów może przemawiać jedynie skuteczne filtrowanie promieniowania beta, co jest przydatne, jeśli chcemy ocenić jedynie moc dawki promieniowania gamma, i to tylko tego o wyższej energii. Nowoczesne dozymetry albo takiego ekranu nie mają, albo jest on bardzo cienki i osłania detektor jedynie od przodu (Gamma Scout).
W przypadku IRG-01A wadą jest też niewielka liczba progów i niska wartość najwyższego progu. Porównajmy to z SIM-03, w którym najwyższy próg to 32 µSv/h. Zatem obecnie znaczenie tego indykatora jest głównie kolekcjonerskie.

Dozymetr Air Counter_S

Dozymetr ten opracowano w Japonii niedługo po katastrofie w Fukushimie i przeznaczony był wyłącznie na rynek japoński. Jest to prosty miernik mocy dawki gamma, wykorzystujący detektor półprzewodnikowy. Zaletą takiego czujnika są znacznie mniejsze wymiary oraz niższe napięcie pracy w porównaniu z licznikiem Geigera-Mullera, nie występuje też czas martwy. Detektor półprzewodnikowy nie jest on jednak zbyt popularny przy pomiarach małych mocy dawek - z dostępnych obecnie mierników stosuje go tylko  Smart Geiger do smartfonów (zauważcie mylącą nazwę, wszak nie ma tam licznika Geigera!). Z profesjonalnych przyrządów warto wymienić GammaRae II, gdzie detektor ten odpowiada za wyższy zakres pomiarowy (niższy obsługiwany jest przez czujnik scyntylacyjny).

Air Counter_S ma kształt walca z małym wyświetlaczem LCD i dwoma gumowymi przyciskami obok oraz przesuwnym włącznikiem na bocznej ściance. Jego zakres pomiarowy zaczyna się od 0,01 µSv/h a kończy już na 9,99 µSv/h, jest zatem bardzo mały, przypomina prymitywny dozymetr Master-1 z początku lat 90. Z nowszych przyrządów tak niski zakres ma tylko ekotester Anmez Greentest ECO-5. Standardem jest zakres co najmniej dziesięciokrotnie wyższy (99,9 µSv/h), który trudno przekroczyć nawet silniejszymi źródłami z naszego otoczenia. 

Tak mały zakres pomiarowy Air Countera S wynika z przeznaczenia przyrządu, który ma mierzyć moc dawki gamma w powietrzu na wysokości 1 m nad ziemią. Jeśli w takich warunkach moc dawki przekracza 9,99 µSv/h, oznacza to poważną awarię radiacyjną i konieczność ewakuacji. Przypomnijmy, że tło naturalne zawiera się między 0,1 a 0,4 µSv/h, zaś za granicę  "bezpiecznego" poziomu dla długotrwałego narażenia przyjęto 0,5-0,6 µSv/h. Okresowo, np. podczas lotu samolotem, można być poddanym większej mocy dawki, rzędu 2-5 µSv/h, tak samo jak podczas wycieczki do Strefy czy Kowar, jest to jednak narażenie krótkotrwałe. Zatem w większości przypadków, użytkowania miernika zgodnie z przeznaczeniem zakres do 9,99 µSv/h będzie wystarczający. Co innego, jeśli chcemy nim mierzyć "świecące" przedmioty, wówczas zabraknie nam zarówno zapasu skali na końcu zakresu, jak i czułości na jego początku.

Detektorem promieniowania są 4 fotodiody PIN, umieszczone obok siebie na spodniej stronie miernika. Są osłonięte metalowym ekranem, zatem mierzą jedynie moc dawki promieniowania gamma i silniejszego beta. 

https://vrtp.ru/index.php?showtopic=21454

Aby wyeliminować wpływ światła słonecznego pokryto je dodatkowo nieprzezroczystą folią:

https://vrtp.ru/index.php?showtopic=21454

Zdjęcia pochodzą z rosyjskiego forum, swojego przyrządu nie rozbierałem, aby nie tracić gwarancji i odradzam podobne manipulacje, chyba że chcecie dokonać jakiejś przemyślanej przeróbki.

***

Przejdźmy teraz do obsługi. Air Counter_S jest bardzo prosty w eksploatacji. Włączamy go  przesuwnym przełącznikiem na boku obudowy.

Po włączeniu odbywa się pierwszy pomiar, trwający 35 s, podczas którego dozymetr wyświetla cyfry od 35 do 0. Następnie wyświetlany jest wynik, aktualizowany co 10 sekund. Pomiar możemy zresetować w każdej chwili przyciskiem "reset", wówczas zacznie się ponowne odliczanie 35 sekund, po którym dozymetr wyświetli wynik. Polecam tą metodę, jeśli chcemy szybko zmierzyć moc dawki od danego źródła - przybliżamy dozymetr środkiem układu pomiarowego do obiektu i wciskamy "reset". Po 35 sekundach mamy wynik, choć warto jeszcze chwilę poczekać, bo może nieco wzrosnąć (np. z 2,3 na 2,7 µSv/h). Pomocna w tym jest czerwona dioda LED, która miga jeszcze przez pewien czas po zakończeniu odliczania, w tym czasie wynik jeszcze może się nieznacznie zmienić (np. z 1,7 na 1,5 µSv/h lub odwrotnie).
Jeśli byśmy chcieli mierzyć bez resetowania, zbliżając do źródła miernik wskazujący tło naturalne rzędu 0,15 µSv/h, to na wynik musielibyśmy poczekać aż do 3 minut (wg instrukcji czas pomiaru jest krótszy niż 2 minuty). Różnice w pomiarach obiema metodami są nieznaczne, mieszczące się w dokładności pomiaru tego dozymetru, wynoszącej +/-  20 %. Środek układu pomiarowego znajduje się pomiędzy "nóżkami" pod spodem przedniej części obudowy przyrządu.

Gdy zbliżamy dozymetr do źródła, pierwszy skok wyniku pojawia się już po kilku sekundach, choć jest nieznaczny. Przy siatce żarowej z tła rzędu 0,07 µSv/h w kilka sekund mamy 0,18 µSv/h, a po 15 sekundach już 0,40 µSv/h. Po 50 s już 0,80 µSv/h, a następnie  wynik przyrasta powoli, po 2 minutach 0,9 µSv/h. O wzroście mocy dawki informuje nas mała kropka w prawym dolnym rogu wyświetlacza, która miga, gdy następuje wzrost mierzonego poziomu promieniowania. Spadek wyniku po odsunięciu źródła jest równie powolny - w 1 minutę z 0,9 do 0,7 µSv/h, następnie w 1,5 minuty do 0,5 µSv/h. Zatem polecam korzystanie z resetu, oszczędzimy ok 2,5 minuty.

***

Jeżeli chodzi o czułość, to jest ona ograniczona na początku zakresu, szczególnie dla niskoenergetycznego promieniowania. Sztabka szkła uranowego o łącznej emisji 4 µSv/h, tutaj osiąga zaledwie 0,2 µSv/h, zaś bardzo aktywny kielich z Marienbad (9 µSv/h) zaledwie 0,35 µSv/h. Podobnie wygląda sprawa z ceramiką uranową, choć wzrost wskazań jest wyższy (w nawiasie wyniki Sosny): 

• 2,70 µSv/h (50 µSv/h)
• 1,10 µSv/h (10 µSv/h)

Nietrudno zauważyć, że poniżej pewnego poziomu mocy dawki od ceramiki uranowej pomiar tym przyrządem będzie w granicach tła naturalnego. Na szczęście większość wyrobów ceramicznych generuje moc dawki beta+gamma rzędu 10-40 µSvh. Gorzej sprawa wygląda przy szkle uranowym, gdyż "gorące" egzemplarze trafiają się bardzo rzadko, większość oscyluje wokół 1 µSv/h, zahaczajac momentami o 2 µSv/h.

Lepiej za to sprawdza się Air Counter przy farbie na bazie radu, jeśli tylko jej ilość nie jest zbyt duża. Zegarki na rękę, budziki oraz tarcze czy wskazówki od nich zmierzymy bez problemu, choć wynik może zbliżać się do końca zakresu:

• zegarek Majak bez szkiełka - 6,5
• wskazówka budzika - 7,7 
• zegarek Delbana ze szkiełkiem - 0,33

Często jednak brakuje skali na końcu zakresu. Przełącznik lotniczy z małą świecącą kapsułką (12 µSv/h emisji gamma) już przekracza zakres - miernik pokazuje 9,99 µSv/h i niestety bez żadnego symbolu informującego, że jesteśmy poza skalą. Przypomnijmy, że busole Adrianowa emitują często i 15 µSv/h, zaś zegary lotnicze między 10 a 60, µSv/h, zatem tego typu źródła trzeba mierzyć z pewnej odległości, a faktyczną moc dawki obliczać z prawa odwrotnych kwadratów. 

W zakresie pomiarowym tego miernika najlepiej zmieszczą się źródła zawierające Th-232. Będą to elektrody WT-20, siateczki żarowe, obiektywy czy medaliony Quantum Pendant (w nawiasie pomiar beta+gamma oraz tylko gamma dozymetrem Sosna).

• medalion Crystal Bio Disc - 0,88-0,93 µSv/h (6,3/0,7)
• medalion Quantum - 1,58 (1,6/11,8)
• obiektyw do projektora - 3,9-4,4 µSv/h (2,15/12)
• soczewka ze szkła torowego - 5,5 µSv/h (3/27)
• siatka żarowa GL-5 - 1,2 µSv/h (0,76/20)
• elektroda WT-20 - 0,6 µSv/h (0,48/1,26)

Jak widać, w większości wypadków Air Counter mierzy swoistą mieszankę emisji gamma i silniejszego promieniowania beta. Wynik jest nieco wyższy niż pomiar samego promieniowania beta przy użyciu dozymetru z zamkniętym filtrem odcinającym emisję beta, ale znacznie mniej niż pomiar tym samym dozymetrem z całkowicie otwartym filtrem. Jest to cecha charakterystyczna praktycznie wszystkich współczesnych kieszonkowych dozymetrów, w których detektor osłonięty jest tylko przez plastik obudowy albo ma jedynie dodatkowy cienki blaszany ekran.  Temat szerzej rozwinę w osobnej notce poświęconej współczesnym trendom w konstruowaniu dozymetrów.

Wracając do naszego dozymetru, warto zwrócić uwagę na fakt, że wąska obudowa ułatwia  mierzenie w trudno dostępnych miejscach. Dozymetr możemy  włożyć do większości wazonów ze szkła uranowego czy ceramiki, uzyskując geometrię układu pomiarowego 4 pi, znacznie wydajniejszą od typowej 2 pi. Pozwala to choć częściowo zniwelować braki czułości na początku zakresu.

  

W dozymetrze zwraca uwagę brak dodatkowych funkcji. Air Counter_S nie ma sygnalizacji progowej ani pomiaru skumulowanej dawki, co mocno dziwi, jak na przyrząd służący do oceny indywidualnego narażenia na promieniowanie. Szczególnie, że miernik jest dość mały, dzięki czemu możemy go zawsze mieć przy sobie w roli osobistego dawkomierza. Jedyną dodatkową opcją jest dźwięk impulsów, który możemy wyłączyć. Przydałoby się chociażby alarmowanie głośniejszym sygnałem o przekroczeniu wartości 0,6 µSv/h, przyjętej jako graniczna wartość dla stałego przebywania ludności.

Zasilanie odbywa się z pojedynczego "paluszka" AA, dołączonego w fabrycznym zestawie. Niestety bateria ta starcza na zaledwie kilka godzin, a w moim komplecie była kompletnie martwa, dając napięcie zaledwie 0,2 V. Przy porządnym ogniwie miernik powinien pracować 60 h. Spadek napięcia zasilania sygnalizowany jest przez miganie symbolu baterii z lewej strony wyświetlacza. Zabrakło niestety procentowego wskaźnika poziomu zasilania, który pozwoliłby zorientować się, jak długo jeszcze możemy pracować. Baterię wymieniamy, przekręcając i zsuwając niebieską "skuwkę" na końcu dozymetru. 

Samo mocowanie tej pokrywki nie wygląda na dosyć pewne i obawiam się, że przy przenoszeniu miernika w kieszeni, torebce czy plecaku mogłoby się odkręcić. Końcówka tej "skuwki" jest na tyle szeroka, że możemy dozymetr postawić pionowo w sposób względnie stabilny, co jest przydatne podczas dłuższych pomiarów mocy dawki w powietrzu.

Zerknijmy jeszcze na obudowę. Miernik jest najdłuższy z miniaturowych dozymetrów dostępnych obecnie na rynku - mierzy aż 17 cm, dla porównania Soeks 112 - 12,5 cm, Rodnik 3 - 11 cm. Długa obudowa ułatwia pewny chwyt, trudniej jednak taki miernik schować w kieszeni, jest też bardziej narażony na zginanie. Osobiście bym go skrócił, zmieniając źródło zasilania na mniejsze, aby długość całego dozymetru zmniejszyć o 3-4 cm. Z drugiej strony krótki  korpus Soeksa 112 uparcie wyślizgiwał się z ręki i utrudniał manipulowanie przyciskami.

Nóżki w przedniej części dozymetru zapobiegają jego turlaniu się - czego brakowało w Soeksie 112 - ale tylko na idealnie równych powierzchniach. Brakuje dodatkowych nóżek na tylnej części, gdzie znajduje się osłona pojemnika baterii. Na parapetach i innych niezbyt wypoziomowanych płaszczyznach dozymetr będzie się przekręcał. W przedniej części korpusu znajduje się ucho do smyczy, ale przydałby się też klips, umożliwiający zaczepienie dozymetru o kieszeń czy pasek. Obudowa jest wykonana solidnie, jedynie osłona wyświetlacza wykazuje tendencje do odklejania się.

Włącznik zasilania jest na prawym boku obudowy, stąd jego obsługa lewą ręką nie jest zbyt wygodna, aczkolwiek możliwa. Preferuję jednak bardziej uniwersalne rozwiązania.

Na koniec - kwestia instrukcji. Otóż jest ona jedynie w języku japońskim i nigdzie nie można znaleźć angielskiej wersji, nawet u producenta. 

Co prawda Air Counter jest dosyć intuicyjny  w obsłudze i większość informacji można wywnioskować z ilustracji, ale do instrukcji dołączono ciekawą książeczkę z podstawowymi informacjami o promieniowaniu. Wyjaśniono w niej statystyczny charakter promieniowania, przykładowe dawki i wiele innych zagadnień, niestety treść ta dla Europejczyka nie będzie dostępna.
Całość konfekcjonowana jest w takim oto pudełku,  mieszczącym dozymetr, baterię oraz wspomnianą dokumentację:

Na tylnej ściance pudełka umieszczono też bardzo skrótową instrukcję, która jest na tyle obrazowa, że nawet laik opanuje obsługę przyrządu, jednak pewne szczegóły trudno wyczytać z obrazków.

Przyszedł czas na podsumowanie. Air Counter to tak specyficzny miernik, że trudno o jednoznaczną końcową ocenę. Czytelnik niech sam zadecyduje na podstawie przedstawionej charakterystyki przyrządu, czy jest to dozymetr odpowiedni dla jego zastosowań.