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.