Miniaturowa sonda okienkowa UABG-1

Radiometry uniwersalne UDR-1 i UDR-2, recenzowane na blogu w ubiegłych latach, zdobyły sobie już zasłużoną renomę w świecie dozymetrystów-amatorów. Parametry użytkowe tych mierników dystansują stare przyrządy RUST-2 i RUST-3, zarówno pod względem zakresu parametrów pracy sond, jak również gabarytów i masy.

Do wspomnianych radiometrów Autor oferuje cały zestaw sond, zarówno licznikowych, jak i scyntylacyjnych. Niektóre spośród nich powstały na specjalne zamówienie nabywców. Taką sondą jest UABG-1, wykorzystująca miniaturowy okienkowy licznik G-M typu SI18BGM. 

Jest to nietypowe rozwiązanie, większość zamawianych do UDR-ów sond okienkowych korzystało z liczników serii AOH i BOH o powierzchni okienka 7,5 cm2. Celowo jednak zamówiłem miniaturowe okienko o średnicy ok. 4 mm, gdyż licznik taki jest niezastąpiony do poszukiwania aktywnych detali na artefaktach, np. na ceramice uranowej czy minerałach. Przydaje się też, gdy w jednym wyrobie mamy elementy oznaczane farbą radową oraz okresowego świecenia

 

Sonda podłączana jest do radiometru przez typowe złącze BNC-2,5. Napięcie pracy wynosi 400 V, próg dyskryminacji 200 mV. Sonda pasuje do wszystkich radiometrów spełniających powyższe wymagania, czyli serii RUST, URL, URS, RUM i wspomniane wyżej UDR. Nie współpracuje jedynie z zestawami w Standardzie 70, gdyż wykorzystują one osobne złącza do zasilania sondy wysokim napięciem oraz przesyłania sygnału. 

Szczegółowe parametry licznika SI18BGM przedstawiają się następująco:

• zakres energii - 60 keV - 2 MeV (nie wymieniono, dla jakiego promieniowania, wartości pasują zarówno do gamma, jak i do beta z uwagi na bardzo cienkie okienko mikowe)
• czułość na promieniowanie gamma Cs-137 przy 10 µR/s - od 3,5 do 0,75 imp/µR
• napięcie początku zliczania - 240-320 V
• napięcie robocze  - 400 V
• długość plateau - 100 V
• nachylenie plateau - 0,25%/V
• bieg własny - 0,16 imp/s
• zakres pomiarowy  - 2800 µR/s - 6500 µR/s
• wymiary - 9 x 21 mm
• masa - 5 g
• gęstość powierzchniowa okienka - najprawdopodobniej 1 mg/cm2

Zaletą sondy, oprócz dużej czułości, jest niewielki korpus, który można przysunąć jak najbliżej źródła nawet umieszczonego w trudno dostępnych miejscach. Przykładem może być świecący znacznik na busoli AK.

Przy takich pomiarach  należy tylko uważać, aby nie uszkodzić ani nie skazić okienka. Na szczęście jest ono 4 mm poniżej krawędzi obudowy, a dla zabezpieczenia od skażeń można użyć bardzo cienkiej folii polietylenowej. 

Nie radzę za to nakrywać okienka ochronnymi kapturkami, gdyż ciśnienie powietrza sprężanego przez kapturek przy nakładaniu może wtłoczyć okienko do wnętrza licznika, bezpowrotnie go niszcząc W liczniku ZP1401 w fabrycznym kapturku jest otwór mający zapewnić ujście powietrza, ale łatwo odruchowo zasłonić go palcem przy nakładaniu.

Lepiej całą sondę trzymać w szczelnym pudełeczku, wolnym od kurzu i wilgoci. W razie potrzeby okienko można delikatnie przedmuchać gruszą do czyszczenia optyki fotograficznej.

***

Korpus jest mały i lekki, więc nie chce stać pionowo, gdyż kabel go przewraca. Warto więc mocować sondę w statywie albo zamocować opaskę z obciążnikiem blisko końca z okienkiem, w przeciwnym wypadku będziemy musieli ciągle trzymać ją w ręku.

Doraźnie możemy wykonać mały stojaczek z klipsa do papieru, korpus jest wykonany z dość grubej rurki, więc nie zgnieciemy go tak łatwo:

Czas reakcji licznika na wzrost mocy dawki jest bardzo szybki, jednak przy małych aktywnościach trzeba poczekać dłuższy czas na ostateczne ustalenie się wyniku. Przydatny w tych warunkach bywa pomiar przelicznikowy ("counter" w radiometrach UDR), czyli zliczanie impulsów w określonym czasie. Im dłuższy czas pomiaru, tym większa jego dokładność z uwagi na statystyczny charakter promieniowania. Podczas testów sondy impulsy zliczałem w czasie 180 s, a następnie porównywałem wyniki z uzyskanymi w trybie uśredniającym ("integrator", stała czasu 9 s):

• zegarek Delbana - wskazówka minutowa - 180-210 (0,78-1,78 cps)
• zegarek Delbana - indeks przy cyfrze z dala od wskazówek -  61 (0,22-0,56 cps)
• breloczek trytowy - od boku - 28-32 
• breloczek trytowy - od końca - 9
• trynityt - jedna strona - 147 (0,56-1,1)
• trynityt - druga strona - 22

Jak widać, gdy podzielimy liczbę impulsów przez czas zliczania (21 imp./180 s), uzyskamy wynik mieszczący się w zakresie wskazywanym przez pomiar uśredniający (0,78-1,78 cps), i to znacznie szybciej i bardziej jednoznacznie. Tryb przelicznika jest najbardziej przydatny przy bardzo małych aktywnościach, kiedy tryb integratora powoduje oscylowanie wyniku nieznacznie powyżej tła naturalnego. O zaletach pomiaru przelicznikowego będę jeszcze pisał w osobnej notce. 

Sondę stosowałem głównie przy ceramice, by sprawdzić, które detale wykonano z glazury uranowej. Przekonałem się wówczas, że jeśli glazurze pomarańczowej towarzyszy żółta, to zwykle nie jest ona aktywna. Przykładem może być sekretarzyk, omawiany w zeszłym roku.

 

Z kolei w charakterystycznej serii holenderskich wyrobów "Gouda" glazura uranowa ukryta jest pod malunkami w różnych kolorach. Aktywność jest zbliżona na całej powierzchni, nawet na detalach wyglądających na typowa, ceglasta matowa glazura uranowa. Wyroby też można rozpoznać po złotawych krawędziach poszczególnych detali.

 

Jeżeli chodzi o farby świecące, UABG-1 pozwala ustalić, który element pokryto farbą radową, a który okresowego świecenia. W przypadku radzieckiej busoli AK wyniki jednoznacznie wskazują, że aktywna jest tylko wskazówka i znacznik na muszce, zaś indeksy pokryto zwykłą farbą okresowego świecenia. Z kolei przy polskich busolach Adrianowa wszystkie elementy mające świecić pokryto farbą radową.

Przy minerałach możemy odkryć bardziej aktywne strefy, choć tu akurat zwykle szukać musimy na oślep i przesuwać okienko sondy powoli nad całą powierzchnią. Czasami jednak mamy minerał z wyraźnymi inkluzjami, widocznymi gołym okiem albo w ultrafiolecie, i dzięki miniaturowemu licznikowi możemy się szybko przekonać o ich aktywności.

Kolejnym zastosowaniem może być pomiar aktywności małych próbek, takich jak np. okruchy trynitytu i innych minerałów, skrawki siatek żarowych, trytowe źródła światła w zegarkach, breloczkach i celownikach etc. Jeśli mierzymy małe aktywności, przydatny może być ołowiany domek osłonny, który możemy zrobić, zwijając kilka warstw folii ołowianej. 

***

Sonda ma duże walory użytkowe, jednak jest to konstrukcja specjalistyczna, przeznaczona dla bardziej zaawansowanych dozymetrystów, którzy faktycznie mają potrzebę korzystania z tak małego okienka pomiarowego. Do większości pomiarów wystarczy licznik okienkowy o standardowych rozmiarach, choćby wspomnianej serii BOH i AOH. Warto zatem zacząć od pełnowymiarowej sondy, a następnie dopiero zamawiać miniaturową.