Indykator promieniowania SIM-03

Przyrząd ten  jest progowym sygnalizatorem mocy dawki promieniowania gamma, czyli informuje o przekroczeniu jednego wybranego z 8 ustawionych fabrycznie progów natężenia promieniowania. Może także służyć  do orientacyjnego pomiaru mocy dawki w zakresie 0,1-1 µSv/h oraz lokalizowania źródeł promieniowania.

Jest to jeden z wielu indykatorów produkowanych masowo dla ludności po katastrofie w Czarnobylu. Przyrządy te wykazywały bardzo duże zróżnicowanie - od najprostszych, w których tylko częstotliwość sygnałów z głośniczka oznaczała intensywność promieniowania przez bardziej skomplikowane z trzema diodami LED oznaczającymi normalny, podniesiony i niebezpieczny poziom promieniowania, aż po zaawansowane ze wskaźnikiem wychyłowym i orientacyjną skalą. Ich cechą wspólną było niewyświetlanie konkretnego, liczbowego wyniku, a jedynie zakresu wielkości, w których znajdował się bieżący poziom promieniowania. Następnym szczeblem w hierarchii były już proste radiometry gamma, podające wynik na wyświetlaczu LCD lub wskaźniku wychyłowym.

SIM-03 to przyrząd ze średniej półki, prostsza wersja miernika Jupiter SIM-05, wyposażonego w wyświetlacz LCD, dwa liczniki G-M typu SBM-20 i 4 progi sygnalizacji. Tutaj mamy jedynie głośnik, dwie diody LED i pojedynczy licznik tego samego typu, za to aż 8 poziomów sygnalizacji, podzielonych na 2 zakresy.

Głównym trybem pracy indykatora jest informowanie o przekroczeniu ustawionego progu mocy dawki.  Do wyboru są następujące wartości, rozdzielone na 2 zakresy:

• I - 0,6 - 1,2 - 2 - 4 µSv/h
• II - 4,8 - 9,6 - 16 - 32 µSv/h.

Zakresy zmieniamy przełącznikiem na przednim panelu, znajdującym się obok tabelki z wartościami poszczególnych progów - u góry I zakres, u dołu II.

Przyrząd włączamy pokrętłem w prawym rogu obudowy, przekręcając je przeciwnie do ruchu wskazówek zegara - po kliknięciu, oznaczającym włączenie, przekręcamy pokrętło do kreski "1", oznaczającej próg 0,6 µSv/h. Czekamy kilkanaście sekund, a jeśli pojawi się kilkusekundowy sygnał dźwiękowy, przekręcamy pokrętło na kolejny znacznik. Jeśli dźwięk się nie pojawi (warto poczekać z minutę) to moc dawki wynosi tyle, ile wartość ostatniego progu, przy którym był sygnał. Jeżeli jednak dźwięk pojawi się przy kolejnym progu, należy przekręcić pokrętło na następną pozycję. Gdy dźwięk będzie nawet przy IV progu, zmieniamy zakres na II i przekręcamy pokrętło z powrotem na I próg. Na II zakresie mierzymy tak samo, jak na I.

Wskazówka - czas od włączenia danego progu do uzyskania sygnału dźwiękowego zależy od stopnia przekroczenia tego progu. Czyli jeśli włączamy próg 0,6, a źródło ma emisję rzędu 1 µSv/h, sygnał pojawi się dopiero po kilkunastu sekundach, jeśli zaś emisja wynosi 5 µSv/h, głośnik uruchomi się prawie natychmiast. Często występuje też sytuacja, gdy I próg od razu się włączył, II po nieco dłuższym czasie, zaś III po prawie minucie - stąd warto dłużej zaczekać, by się upewnić, czy dany próg to już ostatni.

Sygnał alarmu trwa kilka sekund i jest dość głośny - przy głośniczku aż 95 dB, zaś po drugiej stronie obudowy 87. Nie ma więc szansy, byśmy go nie usłyszeli, nawet w głośnym otoczeniu:

Po ucichnięciu sygnału dozymetr nadal mierzy i jeśli poziom promieniowania nie zmienił się, alarm uruchomi się znowu po podobnym czasie, jak poprzednio. Wciśnięcie przycisku "KONTROL" wyłącza alarm i sygnalizator rozpoczyna nowy cykl pomiarowy.

Sim-03 może również mierzyć moc dawki gamma i oferuje dwa sposoby. Jeden zakłada pojdeyncze wciśnięcie przycisku "KONTROL" na górze obudowy, a następnie mierzenie zegarkiem liczby sekund, po których uruchomi się alarm. Uzyskaną wartość należy zlokalizować w pierwszym rzędzie tabeli na przednim panelu i odczytać odpowiadającą jej moc dawki na danym zakresie. Jeśli nie trafimy dokładnie w wartość 10, 5, 3 lub 1,5 s, musimy przyjmować wartości pośrednie - przy 7 s będzie to "między 0,6 a 1,2 µSv/h". Jeśli mierzony czas jest krótszy niż 1,5 s, włączamy II zakres i odczytujemy z dolnej skali.

Drugi sposób zakłada trzymanie przycisku "KONTROL" przy włączonym I progu sygnalizacji i zliczaniu błysków czerwonej diody LED dopóki nie zapali się dioda zielona. Uzyskaną wartość pomnożyć przez 0,04 by uzyskać moc dawki w µSv/h lub przez 4 jeśli chcemy mieć wynik w  µR/h.  Możemy też zliczać impulsy przez 40 s, uzyskamy wówczas od razu µR/h (informacja z forum RHBZ, instrukcja o tym nie wspomina). Zielona dioda pełni funkcję czasomierza, informując o końcu kolejnego okresu uśredniania wyniku, który dla I progu wynosi 10 s, dla II - 5 s, dla III - 3 s, dla IV - 1,5 s, zatem na I progu może służyć za stoper do odliczania 10 s (instrukcja dopuszcza też pomiar zegarkiem). 

W tym trybie SIM-03 może być używany do lokalizowania źródeł promieniowania na podstawie zmieniającej się częstotliwości sygnałów z głośniczka, trzeba tylko cały czas trzymać przycisk "KONTROL". Detektor umieszczony jest z lewej strony obudowy, jego środek wyznacza krzyżyk na przednim panelu, rozdzielający napis razpołożenije dietiektora:

Jak widać, obsługa nie jest zbyt intuicyjna ale mam nadzieję, że w miarę jasno wytłumaczyłem podstawowe zasady posługiwania się tym indykatorem. Dla porównania zamieszczam moje tłumaczenie najważniejszej części oryginalnej instrukcji:

Sygnalizator ma dwa tryby pracy: kontrol i porog.

1. Tryb kontrol
1. test baterii
2. ocena poziomu promieniowania zaczynającego się od wartości tła
2. Tryb  porog
1. informowanie o przekroczeniu ustawionego progu i ocena poziomu promieniowania
2. sprawdzenie ustawionego numeru progu

 Sprawdzanie zasilania i poprawności pracy indykatora:

• włączyć przyrząd, obracając pokrętło porog zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aż kliknie (przy tym może pojawić się długi sygnał dźwiękowy)
• nacisnąć przycisk kontrol, zielona dioda LED powinna się na chwilę zaświecić, a błyski czerwonej diody powinny towarzyszyć sygnałom dźwiękowym (ich częstotliwość zależy od poziomu promieniowania w otoczeniu)
• w razie braku błysków zielonej diody wymienić baterię
• w razie obecności nieprzerwanego sygnału dźwiękowego przełączyć kilka razy przełącznik zakresów
• podczas pracy dozymetru można słyszeć krótkie ciche okresowe trzaski, świadczące o działaniu przyrządu

1.      Praca w trybie porog

a.       przełącznik zakresów ustawić w górne położenie (górna skala)

b.      przekręcić pokrętło na pierwszą kreskę (z cyfrą I), oznacza ona I próg (0,6 µSv/h)

c.       czekać na pojawienie się sygnału przez co najmniej 28 s.

d.      brak sygnału oznacza, że moc dawki jest poniżej 0,6 µSv/h

e.       pojawienie się sygnału - moc dawki powyżej 0,6 µSv/h.

f.       dla oceny mocy dawki powyżej 0,6 µSv/h  istnieją dwa sposoby:

1.     pierwszy sposób

a.       przekręcić pokrętło na II kreskę - próg nr II (1,2 µSv/h)

b.      czekać na sygnał przez minimum 15 s.

c.       brak sygnału - moc dawki poniżej 1,2 µSv/h

d.      obecność sygnału - moc dawki powyżej 1,2 µSv/h

e.       w razie obecności sygnału powtarzać na następnych progach

f.       czas czekania na wynik powinien być 2x dłuższy niż w tabeli 1

g.      jeśli sygnał jest obecny na IV progu, włączyć II zakres i przekręcić pokrętło na I kreskę (I próg II zakresu - 4,8 µSv/h)

h.      brak sygnału oznacza moc dawki poniżej 4,8 i powyżej 4 µSv/h

i.        sygnał na I progu II zakresu oznacza, że trzeba przekręcić pokrętło na II próg,

j.       jeśli sygnał nadal występuje, włączać kolejne progi aż do wyłączenia się sygnału

k.      moc dawki ustalamy na podstawie wartości progu, po włączeniu którego sygnał zaniknie

l.        wynik ustalamy zgodnie z metodyką oceny wskazań załączoną do instrukcji

2.     drugi sposób

•        włączyć I zakres i przekręcić pokrętło na I kreskę
•   krótko wcisnąć przycisk KONTROL i od momentu puszczenia przycisku zmierzyć sekundnikiem czas do pojawienia się sygnału dźwiękowego
•     na tabliczce przyrządu (wyższa skala) znaleźć przedział, w którym zawiera się zmierzona wartość, przykład: czas 7 s, czyli moc dawki między 0,6 a 1,2
•       jeśli czas jest krótszy niż 1,5 s, włączyć II zakres i i odczytać wartości z niższej skali

2.     Praca w trybie KONTROL

a.       wcisnąć przycisk KONTROL i przytrzymać. Po czasie między błyskami zielonej diody można ustalić czas odpowiadający ustawionemu progowi sygnalizacji.

b.      dla ustalenia mocy dawki do 1 µSvh zliczyć liczbę dźwięków lub błysków czerwonej diody w ciągu 10 sekund i obliczyć wg wzoru: 0,04 x liczba błysków/dźwięków = moc dawki w µSvh

c.       przedział czasu można kontrolować zarówno zegarkiem, jak i po błyskach zielonej diody, jeśli ustawiony jest próg I (wówczas odstęp między błyskami = 10 s)

d.      dla dokładniejszego obliczenia trzeba zliczać błyski w dłuższym czasie np. w ciągu minuty lub dłużej. Dla 1 minuty wzór ma postać: (liczba błysków/dźwięków)*6/1000 = moc dawki w µSvh

W instrukcji znajduje się błąd w podanym przykładzie zastosowania wzoru na moc dawki - w obu przypadkach liczba impulsów jest mnożona przez 4, choć jeśli chcemy uzyskać wynik w µSv/h, mnożymy przez 0,04. Na skanach, które udostępniam, poprawiłem, ale w innych egzemplarzach jest błędna wartość.
Z kolei karteczka z dodatkowymi informacjami dotyczącymi oceny wyniku pomiaru pochodzi z innej wersji przyrządu, mającej 14 progów (2 x 7), a nie 8 (2 x 4). O wersjach jeszcze wspomnę pod koniec notki. 

Jak przedstawia się czułość przyrządu? Licznik G-M jest owinięty folią ołowianą dla wyrównania charakterystyki energetycznej, a dodatkowo umieszczono go w plastikowej obudowie przyrządu, stąd praktycznie nie jest czuły na promieniowanie beta i miękkie gamma. Nie przyda się zatem do poszukiwania szkła uranowego czy ceramiki, gdyż jedynie najbardziej aktywne egzemplarze wywołają przyspieszenie zliczeń w trybie KONTROL, nie przekroczą jednak I progu. Z drugiej strony może to być zaletą, gdyż indykator reaguje jedynie na twarde promieniowanie gamma, najbardziej istotne przy ocenie narażenia na promieniowanie. Występuje tutaj sytuacja, o której wspominałem już przy recenzji PM-1203.

W rosyjskim internecie spotkałem się również z egzemplarzami, które nie miały licznika G-M owiniętego folią ołowianą. Przykładem może być to zdjęcie, oryginalnie pochodzące z polskiej strony c4r0, następnie "znacjonalizowane" przez forum RHBZ:

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=215

Nie jestem pewien, czy to inna wersja, czy też modyfikacja użytkownika, gdzie jednak byłby przylutowany ten biały przewód, który podłączony jest do ołowianego ekranu licznika?

http://www.tehnari.ru/f39/t73969/

Usunięcie folii znacznie zwiększałoby czułość przyrządu, jednak wynik nie byłby miarodajny, gdyż poza promieniowaniem gamma na wynik miałoby wpływ też silniejsze promieniowanie beta. Pamiętajmy też o nieliniowej charakterystyce energetycznej licznika G-M, który jest znacznie bardziej czuły na słabe promieniowanie i ołowiany ekran tą czułość wyrównuje. Usunięcie ekranu powoduje, że niewielka moc dawki promieniowania o niskiej energii powoduje znacznie większy wzrost wskazań niż podobna moc dawki wysokoenergetycznego promieniowania. Charakterystyka nieskompensowanego licznika GM (tutaj DOI-80) widoczna jest na poniższym wykresie. choć gwoli ścisłości licznik ten wykazuje pewne pozory kompensacji:

Zerknijmy jeszcze na dane techniczne SIM-03:

• zakres energii promieniowania gamma 0,06-1,25 MeV
• zakres pomiaru:
• w trybie KONTROL - do 1 µSv/h, błędu pomiaru się nie normuje
• w trybie POROG - 0,6-32 µSv/h
• progi sygnalizacji
• I zakres - 0,6 - 4
• II zakres - 4,8 - 32
• błąd ustawienia progu +/- 40 %
• błąd zależności energetycznej +/- 40 %
• największa dopuszczalna moc dawki - 3,2 mR/h (32 µSv/h)
• najdłuższy czas ustalania wyniku na I zakresie - 15 s
• czas nieprzerwanej pracy przy normalnym poziomie promieniowania - 500 h
• wymiary - 125x70x26 mm
• masa max - 250 g

W specyfikacji zabrakło informacji o dopuszczalnym przeciążeniu miernika, zaś podana "maksymalna dopuszczalna moc dawki" moim zdaniem oznacza jedynie koniec zakresu sygnalizacji progowej. Przeciążalność powinna być co najmniej 10 x wyższa. Zwraca uwagę długi czas pracy przy standardowym tle promieniowania - aż 500 h - choć przy częstym uruchamianiu alarmu czas ten ulegnie znacznemu skróceniu.

W komplecie z dozymetrem mamy kartonowe pudełko, instrukcję, dodatkowe wskazówki oceny pomiarów oraz wykaz adresów punktów serwisowych:

Starsza wersja przyrządu miała oznaczenie SIM-03 bez nazwy producenta (ELAT) i wyskalowana była tylko w µR/h, zaś progów alarmowych było aż 14 przy tym samym zakresie (60-3200 µR/h czyli 0,6-32 µSv/h). Progi były po prostu gęściej rozstawione: 60-80-100-120-160-200-400-480-640-800-960-1300-1600-3200 µR/h. Obliczenia mocy dawki dokonywano z innej formuły - mnożąc przez 5 liczbę zliczeń na II progu. Układ 14 progów pozostawiono we kolejnych wersjach SIM-03, które były wyskalowane już w  µSv/h, zaś wzór do obliczania mocy dawki zakładał mnożenie przez 0,04. Ostatnie serie SIM-03, do których zalicza się ten omawiany przeze mnie, miały już tylko 8 progów. Poniżej wszystkie 3 wersje, uszeregowane od najstarszej (z lewej):

Jeżeli chodzi o praktyczne zastosowanie, to SIM-03 może służyć do alarmowania o przekroczeniu określonej mocy dawki w terenie skażonym, np. w Strefie czy w Kowarach, choć głośny alarm w takich miejscach nie zawsze jest pożądany. Jako dozymetr może służyć do orientacyjnej oceny mocy dawki samego promieniowania gamma od bardziej aktywnych artefaktów, np. celem ustalenia bezpiecznej odległości przebywania czy grubości zastosowanej osłony.