Dozymetr "Azimut-2"

Źródło - http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=296

Ten kieszonkowy dozymetr, wyprodukowany został przez Sormowskij Zawod "Łazur'" w Niżnym Nowogrodzie. Urządzenie łączy w sobie funkcje indykatora i prostego radiometru gamma. W trybie indykatora impulsy sygnalizowane są dźwiękiem i błyskami jednej z trzech diod - zielonej, żółtej i czerwonej, w zależności od zakresu w którym znajduje się mierzony poziom promieniowania. W trybie pomiaru włącza się dwucyfrowy wyświetlacz LED, podający wynik. Pomiar trwa od 1 do 60 sekund w zależności od mocy dawki, wynik trzeba przemnożyć przez mnożnik widniejący przy tej diodzie, która akurat błyska podczas pomiaru. Do wyboru mamy mikrosiwerty lub mikrorentgeny. Zakres wynosi 0,1-99 µSv/h , czyli tak jak w większości tego typu radiometrów.  

Zasilanie odbywa się z typowej baterii 9 V. Funkcję wskaźnika napięcia pełni kropka w prawym dolnym rogu wyświetlacza - jeśli świeci słabiej niż cyfry, baterię trzeba wymienić. Zastosowanie wyświetlacza LED zamiast LCD jest dość nietypowe, z poczarnobylskich kieszonkowych przyrządów miał go jeszcze Gryf-1, Łotta i trochę nowszy Stora. Jest to starsza technologia, o znacznie większym poborze prądu niż LCD. W Polsce ten wyświetlacz stosowano w RK-20, RK-21 i EKO-D oraz, udoskonalony, w EKO-C.

Wnętrze "Azimuta" skrywa licznik GM Jedynego Słusznego Typu, owinięty folią ołowianą dla wyrównania charakterystyki energetycznej. Ogranicza to czułość dozymetru na promieniowanie beta i miękkie gamma. Wynika to z jego przeznaczenia - służy do oceny narażenia na twarde promieniowanie gamma, padające na całe ciało. Pozostałe promieniowanie nie jest tak istotne z punktu widzenia ochrony radiologicznej - a ściślej, zwykle pochodzi od skażeń, które mierzymy innymi miernikami. 

Przyrząd jest rzadki, nie pojawia się często nawet za naszą wschodnią granicą. Na Ebay widziałem tylko jeden egzemplarz na Białorusi [LINK], jednak koszt wynosił 75 $ plus 25 $ przesyłka, co w przeliczeniu daje 400 zł. Za tą cenę przy odrobinie szczęścia można już mieć Polarona albo inne, bardziej użyteczne mierniki.

Sprzęt niewątpliwie ciekawy z uwagi na wyświetlacz i sposób podawania wyniku, ale jego znaczenie jest wyłącznie kolekcjonerskie. 

Kategorie cenowe dozymetrów

W swoim artykule o układach konstrukcyjnych dozymetrów [LINK] skupiłem się głównie na kwestiach technicznych, problem cen zarysowując jedynie z grubsza. Teraz chciałbym przyjrzeć się bliżej ofercie rynku przy różnych poziomach budżetu.

  

Pierwsza półka, dla której pasuje nazwa "plankton", to zakres do ok. 200 zł. W tej cenie mamy wszystkie indykatory promieniowania oraz najprostsze radiometry gamma z epoki poczarnobylskiej i najtańsze dozymetry z Aliexpress. Czasem trafi się lepszy radiometr beta-gamma, uszkodzony albo w "nieznanym" stanie technicznym, który okaże się sprawny lub wymagający tylko drobnej naprawy. Niekiedy ktoś nieświadomy wartości sprzętu sprzeda go znacznie poniżej wartości. Jeśli bacznie obserwujemy rynek, a do tego dużo chodzimy po bazarach, możemy upolować czasem taką okazję. Wymaga to jednak czujnego monitorowania rynku, gdyż konkurencja nie śpi i na Polarona za 200 zł rzuca się jak szczerbaty na suchary. Poza tym w dobie internetu weryfikacja wartości zajmuje chwilę, co często powoduje efekt odwrotny - przeszacowanie ceny.

Czy na tej półce znajdziemy coś dla nas? Najprostsze indykatory odradzam, gdyż przeważnie mierzą jedynie silniejszą emisję gamma, a do tego nie mają jakiejkolwiek skali. Proste radiometry mają spory rozrzut jakości - Master-1 to szmelc, natomiast Biełła będzie całkiem przyzwoitym wyborem przy silniejszych źródłach (zegary, kompasy). Z kolei tanie mierniki z Aliexpress, mierzące łączną emisję (np. GMV-2)  możemy kupić, jeśli nie jesteśmy pewni, czy wciągnie nas dozymetria albo potrzebujemy tylko odróżnienia emiterów promieniowania od obiektów nieradioaktywnych. Nadadzą się do większości "codziennych źródeł" oprócz niskoaktywnego szkła uranowego. 

Do tej kategorii cenowej zaliczyć można też wojskowe rentgenoradiometry DP-66, DP-75 i DP-5A/B/W/WB, jednak nie są to mierniki kieszonkowe. Ich zaletą jest bardzo solidne wykonanie oraz szeroki zakres pomiarowy, zaczynający się od tła naturalnego, a kończący na 200-500 R/h, czyli warunkach wojny jądrowej. 

 ***

Druga półka, zawierająca się między 300 a 500 zł, oferuje już dosyć szeroki wybór przyrządów. Będą to zarówno lepsze konstrukcje chińskie (KB4011, FS-2011), starsze laboratoryjne radiometry z ZZUJ Polon (RK-67, RK-10, RK-21C, RKP-1-2), jak również czasem najlepsze z poczarnobylskich radiometrów beta-gamma. Ostatnio niestety ich ceny poszybowały, szczególnie najbardziej poszukiwanego, czyli RKS 20.03 Pripyat', zwanego potocznie Polaronem. Nadal relatywnie niską cenę trzyma ANRI Sosna i RKSB-104, są to jednak mierniki przelicznikowe, a nie uśredniające, stąd ich użyteczność do poszukiwań jest mniejsza. Przydadzą się za to do domowych pomiarów, zwłaszcza porównywania mocy dawki od różnych artefaktów. Różnice między trybem przelicznikowym a uśredniającym opisałem osobno [LINK].

Nad tą kategorią cenową chciałbym się dłużej zatrzymać. Króluje w  niej Polaron Pripyat' dzięki swej wysokiej czułości, zapewnianej przez 2 liczniki SBM-20 oraz bardzo szybkiemu  czasowi reakcji na wzrost mocy dawki. Tym miernikiem szybko rozpoznamy nawet szkło uranowe o granicznie niskiej zawartości uranu, a mocniejsze źródła dadzą skok wyniku w ułamku sekundy. Do nielicznych wad zalicza się względnie wolny spadek wyniku po odsunięciu źródła, nie jest jednak w stanie przeważyć nad  zaletami. Jak do tej pory nie znalazłem skuteczniejszego przyrządu, ustępują mu nawet droższe konstrukcje. Jeszcze większą czułość ma "żelazko" RKP-1-2, okupuje to jednak znacznie większą masą i wymiarami. Jeśli mamy do przeszukania większy obszar i nie przeszkadza nam noszenie 1,5 kg w jednej ręce, RKP-1-2 będzie jeszcze lepszym wyborem. W tym zakresie cenowym mamy też miniaturowe dozymetry: Soeks 112 (400 zł) i Rodnik 3 (330 zł). Możemy je mieć zawsze przy sobie, jednak korzystają one z pojedynczego licznika G-M osłoniętego kratką, stąd powolna reakcja na słabsze źródła. Do tej pory pamiętam długie minuty czekania z Soeksem 01M nad wazonem ze szkła chryzoprazowego. Polaron by potrzebował kilku sekund, a RKP-1-2 jednej.

*** 

Trzecia półka to mierniki między 500 a 800 zł. Tu najlepszą pozycją jest Terra-P (~700 zł), czasem uda się kupić używanego Gamma Scouta za ok. 700-800 zł, czyli jego faktyczną wartość. Gdy zależy nam na małych wymiarach, proponuję Soeks 01M (600-700 zł) i jego nowszą wersję Soeks Prime (700 zł).  Ciekawą propozycją są mierniki GQ GMC-320 i 500, które umożliwiają zarówno zgrywanie długoterminowych pomiarów na komputer, jak również pracę w roli stacjonarnego monitora promieniowania. 

Radzę za to uważać na mierniki, których cena rynkowa jest znacznie zawyżona wobec możliwości, czego przykładem może być Gamma Check A, kosztujący 600-700 zł przy obiektywnej wartości ok. 300-400 zł. Jeśli chodzi o Terrę, to choć jest znacznie solidniej wykonana niż Polaron i ma od niego szerszy zakres pomiarowy, to jednak czas reakcji na zmianę mocy dawki jest nieco wolniejszy. Zatem jeśli nie mierzymy w ekstremalnych warunkach, w zupełności wystarczy nam starszy i tańszy Polaron. 

Na tą półkę czasami próbuje wejść wspomniany Polaron - rekordowa cena to 1000 zł (!), znacznie powyżej wartości tego zasłużonego miernika. Niestety obserwuję swego rodzaju bańkę spekulacyjną i windowanie cen Polaronów powyżej 700 zł. Nie chcę tu się bawić w "taksy wojewodzińskie", ale rozsądna cena nie powinna przekroczyć 400-500 zł za sam przyrząd i 600 zł za kompletny zestaw z pudełkiem, kuwetkami i instrukcją. Powyżej to już lepiej kupić Terrę, jeśli mamy środki.

 ***

Czwarta półka, powyżej 1000 zł, nie ma już górnej granicy. Są na niej głównie nowoczesne dozymetry z licznikiem okienkowym: MKS-01CA (300 $), RadiaScan 701A (380 $), Radex RD1008 (365 $), Inspector Alert (450 $), Mazur PRM-9000 (584 $) i inne (ceny podaję w dolarach wg dominanty z eBay). Znajdziemy tu też profesjonalne mierniki laboratoryjne, z krajowym EKO-C na czele oraz wyrobami takich firm jak Berthold czy Ludlum. Spośród tych konstrukcji wyróżnia się Radex RD1008, który mierzy osobno emisję gamma i beta dzięki użyciu dwóch okienkowych liczników G-M w układzie antykoincydencyjnym. Czy warto iść aż tak daleko? Jak duża jest ich przewaga nad wyrobami z półki 300-500 i 500-800 zł?

 

Przede wszystkim zapytajmy, jakie źródła chcemy mierzyć, jak często, w jakich warunkach i w jakim celu. 

Drogi miernik z dużym licznikiem okienkowym ma uzasadnienie, jeśli często szukamy mało aktywnych artefaktów. Mowa tu głównie o niskoaktywnym szkle uranowym, ceramice z drobnymi detalami pokrytymi uranową glazurą, niewielkich ilościach farby radowej czy obiektach, w których substancja aktywna ukryta jest pod obudową. Licznik okienkowy wykazuje tutaj wyższą czułość, czyli wykryje promieniowanie o niższej energii, jak również minimalne dawki wysokoenergetycznego. Cechuje go też szybszy czas reakcji, co często ma kluczowe znaczenie. Jest jednak znacznie bardziej delikatny niż licznik cylindryczny, który będzie działał nawet lekko wgnieciony. Trudnej go też poddać bezpiecznej dekontaminacji.

Zakup takiego dozymetru powinien być dobrze przemyślany, najlepiej po dłuższej pracy tańszym miernikiem, gdy zauważymy, że brakuje mu już "mocy".

Tu jeszcze jedna uwaga. Często drogie dozymetry z licznikiem okienkowym są reklamowane jako mierzące emisję alfa. Przede wszystkim większość okienek mikowych w dozymetrach do użytku amatorskiego przepuszcza jedynie najsilniejsze cząstki alfa, gdyż dalsze zmniejszanie grubości osłabiłoby jego wytrzymałość mechaniczną. Często nawet specyfikacja detektorów nie podaje nawet czułości dla cząstek alfa, jak w przypadku SBT-10A, gdyż chociaż licznik je wykrywa, to wydajność detekcji jest bardzo mała. Poza tym, bardzo rzadko w standardowych warunkach występuje sama emisja alfa bez towarzyszących jej cząstek beta i kwantów gamma. A emisję beta i gamma zmierzy znacznie tańszy i wytrzymalszy licznik cylindryczny. Zaś izotopy emitujące jedynie cząstki alfa (Pu-238, Po-210) lepiej by nie znajdowały się w naszym zasięgu. Licznik okienkowy może też służyć do pomiaru niskoenergetycznego promieniowania beta, jeśli jednak zamierzamy mierzyć aktywność trytu czy węgla-14, z pewnością nie będziemy do tego celu używać kieszonkowych dozymetrów klasy popularnej, tylko fachowej literatury 

Drogie dozymetry mają jeszcze jedną wadę - jest ich mało na rynku. Przez to trudno nabyć je w okazyjnej cenie, nie licząc niewielkiej obniżki, jak z 365 $ na 300 w używanym Radexie RD1008. Trudniej też je potem odsprzedać, jeśli uznamy, że nie potrzebujemy tak zaawansowanego miernika albo chcemy nabyć kolejny. Amator ich nie kupi, bo zacznie od czegoś tańszego a profesjonalista raczej będzie wolał nieco dopłacić za nowy sprzęt.  

***

Powyższe uwagi mają charakter uogólniony celem zachowania przejrzystości przekazu. Siłą rzeczy nie mogłem wspomnieć w nim wszystkich konstrukcji występujących obecnie na rynku. Bardziej szczegółowy porównawczy ranking większości dostępnych obecnie dozymetrów umieściłem w osobnej notce:

https://promieniowanie.blogspot.com/2020/11/ranking-dozymetrow-dostepnych-na-rynku.html

Jeżeli zaś o mnie chodzi, w codziennej praktyce stosuję następujący sprzęt:

• Polaron Pripyat - poszukiwanie źródeł, miernik wzorcowy dla łącznej emisji (główny "koń roboczy")
• ANRI Sosna - pomiary porównawcze, miernik wzorcowy dla promieniowania gamma
• RK-21C - pomiary silniejszych źródeł
• RK-67 - miernik wzorcowy dla promieniowania gamma
• Radex RD1008 - pomiar aktywności na małych powierzchniach, pomiar słabych źródeł
• RKP-1-2 - pomiary aktywności na dużych powierzchniach, poszukiwanie źródeł na większych powierzchniach, głównie na targach
• EKO-C - pomiary słabych źródeł, miernik wzorcowy
• RadiaCode 101 - śledzenie zmian mocy dawki w terenie, dozymetr do stałego noszenia przy sobie
• SRP-68 - wykrywanie drobnych wahań tła naturalnego w terenie

Korzystam też z radiometru uniwersalnego UDR-2, do którego mam następujące sondy:

• sonda scyntylacyjna SSU-3-2 ze scyntylatorem ZnS(Ag) - pomiar aktywności alfa
• sonda okienkowa UABG-1 - pomiar błącznej emisji alfa+beta+gamma od małych źródeł 

Jest to jednak znacznie bardziej zaawansowana konstrukcja niż w/w mierniki, wymagająca większej znajomości radiometrii niż w/w kieszonkowe przyrządy. Wymieniłem ją jednak z uwagi na bardzo wysokie walory użytkowe, które czynią z niej poważną konkurencję dla starych radiometrów RUST-2 i RUST-3.

***

Jeżeli macie uwagi do powyższego tekstu albo chcecie się pochwalić swoim dozymetrycznym arsenałem, dajcie znać w komentarzach. 

Dozymetr DMC 2000 S

Dozymetr DMC-2000S jest uboższą wersją DMC-2000XB, którego recenzję, autorstwa Maćka, miałem przyjemność prezentować w zeszłym roku [LINK].

 

DMC-2000S jest typowym przyrządem przeznaczonym dla oceny indywidualnego narażenia na promieniowanie jonizujące, zarówno łącznej przyjętej dawki, jak i chwilowego natężenia promieniowania. Mierzy wyłącznie promieniowanie gamma (50 keV - 6 MeV) oraz silną emisję beta (np. Sr-90). Detektorem jest dioda krzemowa, a zakres pomiaru rozciąga się od tła naturalnego aż po 10 Sv/h. Niestety wartość pomiaru mocy dawki wyświetlana jest dopiero od 10 µSv/h, choć wartości niże, aż do tła naturalnego, też są mierzone i akumulowane. Czyli zostawiając miernik w miejscu o normalnym tle promieniowania, na wyświetlaczu będziemy widzieć ciągle zero, jednak po kilku godzinach zmieni się wartość łącznej dawki. Ogranicza to funkcjonalność dozymetru w "codziennych" zastosowaniach, ale pamiętajmy, że to sprzęt mogący mierzyć bardzo wysokie poziomy promieniowania, występujące przy awariach radiacyjnych, wybuchach jądrowych, radioterapii itp. Zakres pomiaru dawki kończy się na 10 Sv, czyli ponad dwukrotności dawki śmiertelnej (ok. 4,5 Sv) . Pomiar mocy dawki prowadzony jest do aż  10 Sv/h - godzina ekspozycji całego ciała w takich warunkach to pewna śmierć, zaś pół godziny - 50 % szans na śmierć w ciągu miesiąca przy braku leczenia. Miernik nie powinien ulec nasyceniu (cofaniu wskazań) przy mocy dawki do 50 Sv/h, zaś maksymalny zakres dawki jest podawany na 100 Sv. Jak widać, są to warunki rodem spod IV bloku Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej chwilę po wybuchu. Trudno się dziwić, że przy takich założeniach konstrukcyjnych dozymetr pomija wyświetlanie mocy dawki poniżej 10 µSv/h (1 mrem/h).

 

Dozymetrem tym bezpośrednio zmierzymy moc dawki tylko od silniejszych źródeł, w rodzaju zegarów lotniczych czy niektórych minerałów. Niektóre źródła zaś mogą powodować oscylacje wyniku na granicy 1 mrem/h, np. wysokoaktywna ceramika uranowa czy soczewki ze szkła torowanego, co mogłoby świadczyć o nienajlepszej kompensacji energetycznej licznika. Poniższa soczewka, opisywana w ubiegłym roku, emituje moc dawki gamma rzędu 3-4 µSv/h [LINK], zaś kafel z uranową glazurą samego promieniowania gamma zaledwie 0,4 µSv/h, reszta to cząstki alfa, beta i niskoenergetyczne kwanty gamma. Tymczasem wynik zahacza o 1 mrem/h czyli 10 µSv/h.

Być może charakterystyka energetyczna została dobrana pod kątem przebywania w polu promieniowania a nie w bezpośredniej bliskości źródła punktowego.

W przypadku słabszych emiterów zostaje pośrednia metoda pomiaru - musimy zostawić dozymetr ze źródłem na 24 h i odczytać zliczoną dawkę. Przy silniejszych źródłach czas ten może być krótszy, rzędu kilku godzin lub nawet jeszcze krócej. Poniżej przykładowe wartości, niestety z różnych względów nie mogłem zachować stałego czasu pomiaru:

•  tło naturalne w domu 0,2 mrem/24 h
• wnętrze gablotki ze szkłem uranowym - 0,2 mrem/17 h
• wnętrze kielicha ze szkła chryzoprazowego - 1 mrem/27 h
• kafel z glazurą uranową - 4,7 mrem/11,5 h
• medalion "Angel Wings" - 0,6 mrem/21 h

Niestety najmniejsza podziałka miernika wynosi 0,1 mrem (1 µSv), zatem widząc np.  0,2 na wyświetlaczu nie wiemy, czy dozymetr przyjął równo 2 µSv w chwili zakończenia pomiaru, czy może już 2,9 µSv. Jest to oczywiście nieistotne przy wyższych dawkach.

 

Powyższa metoda pomiaru pozwoli nam ustalić, jaką dawkę przyjmiemy, przebywając w pobliżu w/w obiektów. W pewnych przypadkach wartość dobowej dawki może być bardziej przejrzysta niż moc dawki na godzinę

Środek układu pomiarowego zaznaczony jest niewielkim krzyżykiem wytłoczonym na przedniej ściance urządzenia, po przeciwnej stronie przycisku. Nie jest on dobrze widoczny, musimy spojrzeć pod światło, na poniższym egzemplarzu krzyżyk jest na granicy wytłoczenia obudowy, skrywającego detektor.

Dane pomiarowe odczytujemy na małym wyświetlaczu LCD. Domyślnie wyświetlana jest bieżąca moc dawki, czyli według standardów tego miernika "zero". Przekroczenie progu alarmowego sygnalizowane jest dźwiękiem o sile min. 85 dB z 30 cm, więc nie sposób go nie usłyszeć. Dodatkowo alarmuje nas czerwona dioda LED z lewej strony ekranu. Poniżej przypadek przekroczenia alarmu mocy dawki (rate alarm):

Miernik obsługujemy jednym przyciskiem, wciskając go na chwilę lub przytrzymując dłużej. Krótkie wciśnięcie pozwala wejść do menu łącznej dawki. Długie dezaktywuje przyrząd, powodując wejście w tryb "pause". Pomiar wówczas nie odbywa się, ale możemy sprawdzić dawkę, ustawiony próg itp. Poruszanie się w menu, a zwłaszcza zmiana ustawień, wymaga pewnej wprawy.

• W trybie "pause" many następującą kolejność menu: [pause] → [change] → [modif] → [serial number] → [reset dose/add up] → [łączna dawka] →  [najwyższa moc dawki] → [czas pracy dozymetru] → [próg dawki] → [próg mocy dawki] → [liczba dźwięków] → [tryb pracy] → [zewnętrzny detektor]
• Włączenie - wcisnąć raz, wyświetli się [change], poczekać, wyświetli się [enter], wcisnąć raz, wyświetli się [in], pojawi się dźwięk i błysk diody, dozymetr się włączy.
• Wyłączenie - przycisnąć 8-10 s, wyświetli się [change], trzymać dalej, pojawi się [go out], puścić przycisk, pojawi się [out], a następnie dźwięk, błysk i jesteśmy w trybie [pause]
• Zmiana parametrów
• Zaczynamy z trybu [pause]. Wciskamy przycisk raz, wyświetla się [change], wciskamy znowu, wyświetla się [modif], czekamy chwilę, aż pokaże się [enter] i wtedy znowu naciskamy przycisk. Jesteśmy wówczas w trybie modyfikacji. Naciśnięcie przycisku pokaże nam numer seryjny przyrządu, a kolejne wciśnięcie ukaże słowo "reset" poprzedzone migającym P. Oznacza to, że możemy zmodyfikować ustawienia. Odbywa się to w 3 krokach:
• przewijamy menu do interesującego nas parametru (alarm lub ostrzeżenie przekroczenia progu dawki lub mocy dawki, reset dawki) w trybie, gdy  miga litera P
• wybranie cyfry do zmiany, gdy miga D
• wybranie przyrostu wartości, gdy miga I
• Przy zmianie parametrów trzeba się spieszyć, gdyż po chwili nieaktywności dozymetr wróci do trybu [pause]
• Pomiar łącznej dawki może być prowadzony albo z resetem po każdym wejściu w tryb pause [dose reset] albo w trybie ciągłym, kiedy dawka nie jest resetowana [dose total]. Aby wybrać jeden z w/w trybów, wciskamy przycisk przy migającym P i trzymamy, póki P nie zamieni się w I. Wtedy wciskamy przycisk raz, by wyświetlić [total]. Przyciskamy przycisk i trzymamy, aż I zmieni się w P, by zmienić parametr.

• Aby zmienić wartość progów, wciskamy przycisk, aż pojawi się żądany parametr, wtedy przytrzymujemy przycisk, aż P zmieni się w D. Gdy D miga, wciskamy przycisk, aż żądana cyfra będzie podświetlona, następnie trzymamy go, aż D zmieni się w I. Wtedy wciskamy go znowu, a gdy skończymy, przytrzymujemy przycisk, by I zmieniło się w D. Wtedy możemy wybrać inną cyfrę do zmiany i potem powtarzamy proces. Gdy skończymy, puszczamy przycisk i dozymetr wejdzie w tryb [pause] w ciągu ok. 10 s.

Nie jest to szczyt ergonomii, na szczęście ustawienia zmieniamy dość rzadko. Warto przede wszystkim wyłączyć funkcję "dose reset", jeśli nie chcemy tracić zapisanej dawki przy każdym wyłączeniu miernika. Jeśli zaś będziemy używać DMC2000S do pomiarów, lepiej wyłączyć alarm progowy, gdyż jest bardzo głośny i zużywa baterię.

Wyświetlacz oprócz wyniku pomiaru wyświetla też w razie potrzeby komunikaty błędów, od wyczerpania baterii  po problemy z oprogramowaniem. Ciekawie rozwiązano kwestię wskaźnika spadku napięcia baterii. W trybie aktywnym  pojawia się komunikat [ba loX], gdzie X to liczba pozostałych godzin pracy (1-9). W trybie [pause] mamy tylko [ba lo], komunikat oznaczający, że zostało jedynie 72 godzin pracy w tym trybie. Komunikaty te pojawiają się zamiennie z normalnie wyświetlanym komunikatem. Warto zaznaczyć, że dozymetr w ekranie głównym może wyświetlać różne dane, wystarczy go tylko odpowiednio zaprogramować w menu.

Błędy oprogramowania wymagają użycia podłączonej do komputera przystawki LDM-101, która umożliwia też odczyt danych. Najprawdopodobniej za jej pomocą można uaktywnić opcję wyświetlania wyniku już od 1 µSv/h, dostępną w bliźniaczym DMC-2000XB. Koszt przystawki wynosi ok. 100 $

https://www.ebay.com/itm/MGP-instrument-Dosimeter-reader-LDM101/282329655411

Producent zastrzega konieczność stosowania baterii Renata CR2450N lub Toshiba CR2450, w przeciwnym wypadku może dojść do zwarcia styków od obu biegunów zasilania. Lepiej więc uważać z bateriami CR2450 innych producentów. Komora baterii jest zakręcana specjalnym kluczem, który w razie potrzeby zastąpimy suwmiarką, podobnie jak przy odkręcaniu dekla zegarka:

Dozymetr jest wykonany bardzo solidnie - wg specyfikacji wytrzymuje upadek z 1,5 m na beton i wibracje w zakresie 10-30 Hz do 2 g. Producent zapewnia o jego bryzgoszczelności i klasie ochronnej IP42. Zanurzenie do 1 m jest "opcją", podejrzewam, że dotyczy wersji DMC-2000XB, bo w prezentowanym modelu woda mogłaby się dostać przez otwór głośniczka.

Zajrzyjmy jeszcze do wnętrza - mojego egzemplarza nie rozbierałem z racji fabrycznych plomb, zostają więc materiały producenta:

DMC-2000S to bardzo specjalistyczny dozymetr, którego zakup powinien być dobrze przemyślany. Jego najważniejszym zadaniem jest pomiar łącznej dawki promieniowania oraz alarmowanie o przekroczeniu zaprogramowanego progu mocy dawki. Sam pomiar mocy dawki jest funkcją drugorzędną, a poniżej 10 µSv/h z punktu widzenia użytkownika praktycznie się nie odbywa, gdyż wyświetlacz pokazuje 0, pomimo akumulacji dawki. Stąd też nie będzie to dozymetr do chodzenia na targi, chyba że szukamy mocnych zegarów lotniczych. Przyda się za to podczas wędrówek po terenie skażonym (Strefa, Kowary) czy podróży samolotem, w czasie wizyty w Świerku i w innych sytuacjach, gdy chcemy kontrolować, jaką dawkę przyjęliśmy. Może też nas zaalarmować o nagłym zdarzeniu radiacyjnym, gdy przypadkiem znajdziemy się w pobliżu porzuconego źródła izotopowego bez osłony lub ktoś taki obiekt będzie wiózł obok nas w autobusie. Oba przypadki są mało prawdopodobne, ale się zdarzają. Przykładowo w Poznaniu złodzieje otworzyli w garażu skradzione pojemniki izotopowe, a następnie wydobyte z nich źródła porzucili w krzakach [LINK]. Z kolei podczas incydentu w Goianii resztki źródła zostały zawiezione autobusem do szpitala (!). Taki mały przyrząd, noszony zawsze przy sobie, może w porę ostrzec nas i inne osoby w otoczeniu. Oczywiście taką funkcję mogłyby pełnić pełnowymiarowe dozymetry z alarmem progowym, mają jednak znacznie większe gabaryty oraz pobór prądu. DMC-2000S to niewielki gadżet wyglądający jak pager, który możemy mieć w kieszeni koszuli czy kurtki, i nie zauważać jego noszenia, dopóki nagle nie zawyje, reagując na zagrożenie radiacyjne. Łączną dawkę możemy sprawdzać co kilka dni, by upewnić się, że nie przebywaliśmy na obszarze podwyższonego promieniowania.

Autoradiogramy cz. IV

Właśnie wywołałem autoradiogramy nastawione pół roku wcześniej. Tym razem źródłami były małe naczynka ceramiczne z obrzeżami pokrytymi glazurą uranową. Pomimo dość zbliżonych średnic różniły się znacznie grubością ścianki oraz ilością uranowej glazury. 

Generowana moc dawki nie była duża, jednak przy autoradiogramie najważniejsza jest aktywność alfa, gdyż cząstki te, jako silnie jonizujące, najbardziej zaczerniają emulsję fotograficzną. Ponieważ mają mały zasięg (centymetry w powietrzu, ułamki milimetra w materii), przeto w tworzeniu obrazu będzie brała udział jedynie warstwa glazury najbliższa powierzchni. Poniżej skan naczyń użytych do autoradiogramu:

Naświetlanie trwało pół roku, naczynia umieściłem w blaszance po czekoladkach, której wysokość była nieco mniejsza niż wyższego z naczyń. Pozwoliło to na użycie pokrywki w roli docisku, zapewniającego dobry kontakt ceramiki z emulsją. Jest to podstawowy warunek udanego autoradiogramu. Cząstki alfa maja tak mały zasięg, że najmniejsza przerwa między źródłem a emulsją powoduje rozmazany rysunek.

Wywołanie odbyło się tak samo, jak przy poprzednich eksperymentach. Wywoływacz uniwersalny W-41 (1+7) i utrwalacz neutralny, niestety nieco już wyeksploatowany. Dla pewności zrobiłem zdjęcie przy świetle lampy ciemniowej, gdyż podczas wywoływania wiele rzeczy może pójść nie tak, a szkoda byłoby utracić efekt półrocznego naświetlania:

W czerwonym świetle lampy ciemniowej kontrast odbitki zawsze będzie nieco większy niż przy normalnym oświetleniu, stąd pomimo pojawienia się obrazu należy odbitkę jeszcze potrzymać minutę w wywoływaczu. W tym przypadku udało się uzyskać nieco silniejsze zaczernienie niż przy poprzednich autoradiogramach:

Po zeskanowaniu odbitki w skali szarości celem wyeliminowania zżółknięć od wyeksploatowanej chemii widzimy taki obraz:

Bardzo wyraźnie widzimy "mgiełkę" wokół naczynia z lewej strony, pochodzącą od cząstek alfa z glazury na bokach naczynia:

Cząstki te miały do pokonania znacznie dłuższą drogę niż te z obrzeża stykającego się z papierem. Znaczna ich część uległa zatrzymaniu przez powietrze, jednak pojedyncze, najsilniejsze docierały do papieru. Przez pół roku dotarło ich na tyle dużo, że zostawiły na nim ten mglisty ślad. Porównajmy jednak to słabe zaczernienie z efektem bezpośredniego działania cząstek alfa na emulsję. Przy krótszym czasie naświetlania moglibyśmy w ogóle nie zobaczyć efektu słabszych cząstek, podczas gdy zaświetlenie od obrzeża byłoby nieznacznie jaśniejsze.

Jeśli zaś chodzi o drugie naczynie, to przyjrzyjmy się rysunkowi powstałemu w miejscu większej koncentracji glazury:

Jak widać zaczernienie układa się w specyficzny wzór, odpowiadający zawartości uranu w glazurze. Wygląda na to, jakby substancja czynna nie była równomiernie rozprowadzona bądź też uległa rozwarstwieniu podczas oblewania lub stygnięcia. Porównajmy z oryginałem, a zobaczymy ciemniejszy wzorek na pomarańczowym zdobieniu.

Jest to o tyle ciekawe, że dodatek uranu zapewniał lepsze rozpływanie się glazury i jej przyleganie do ceramiki. Tą właściwość wykorzystano zarówno przy porcelanie elektrotechnicznej, jak i wyprowadzeniach lamp elektronowych i kondensatorów. 

W przypadku naszego autoradiogramu wzorek ten wyraźnie hamuje cząstki alfa - papier w tych miejscach jest jedynie lekko zaciemniony od promieniowania rozproszonego. Poniżej zestawienie "matrycy" i odbitki, już po obróceniu zdjęcia stronami:

Temat będzie poddany dalszej analizie, a tymczasem garść uwag ogólnych dotyczących wykonywania autoradiogramów.

Przede wszystkim łączna moc dawki promieniowania gamma i beta nie jest tak istotna, jakby się mogło wydawać. Obraz jest tworzony przez cząstki alfa, pochodzące z cienkiej warstwy uranu na powierzchni glazury. Dobrze ilustruje to karbowane naczynie użyte w niniejszym eksperymencie, w którym warstwa glazury jest bardzo cienka, a na odbitce dała silne zaciemnienie. Czasem wręcz zbyt gruba glazura pogarsza efekt na skutek działania promieniowania rozproszonego z głębszych warstw glazury. Stąd też praktycznie każdy wyrób pokryty glazurą uranową powinien nadawać się do odbijania autoradiogramów, gdyż nawet niskoaktywne talerzyki (0,3 µSv/h łącznej emisji) wykazują na swej powierzchni aktywność alfa, mierzalną scyntylatorem ZnS(Ag). Oczywiście w takich przypadkach czas naświetlania może wydłużyć się nawet do roku.

Druga kwestia - warto zeskanować powierzchnię wyrobu na zwykłym skanerze płaskim, by upewnić się, czy będzie dobrze przylegać do emulsji. Ceramika niestety rzadko ma idealnie równą powierzchnię, a przez skan możemy mieć podgląd spodziewanego efektu.

Spokojne miejsce do naświetlania autoradiogramu to kwestia oczywista. Lepiej zapewnić też nieco silniejszy docisk ceramiki do papieru niż jedynie jej własnym ciężarem. Można w tym celu albo dobrać wysokość pudełka w ten sposób, by pokrywa nieco dociskała ceramikę albo położyć na ceramice jakiś ciężarek. Pamiętajmy też o stabilności całego układu, pudełko lepiej trzymać w miejscu, gdzie nikt nie będzie co chwila zaglądał, przesuwał itp. 

***

Jeśli spróbowaliście wykonywania autoradiogramów, dajcie znać w komentarzach, a tymczasem nastawiam kolejne. Stay tuned!

Przelicznik czy integrator?

Tryby pracy dozymetrów omawiałem kilka lat temu, wówczas jednak użyłem własnego nazewnictwa, ukutego od najbardziej reprezentatywnego modelu wykorzystującego dany tryb [LINK]. Tym razem chciałbym przedstawić temat od strony teoretycznej, gdyż wszystkie wymienione wówczas tryby można sprowadzić tak naprawdę do dwóch:

• tryb integratora (uśredniający)
• tryb przelicznika (zliczający).

Pomiar integratorowy oznacza podawanie średniej częstości impulsów wedle pewnej określonej stałej czasu. Stała ta jest to czas, po którym wynik osiągnie 2/3 swojej rzeczywistej wartości. Może być on niezmienny lub regulowany. 

Zwykle do dyspozycji są dwie wartości (fast/slow), lub też stała czasu jest wybierana automatyczne w zależności od zakresu pomiarowego (krótsza na wyższym). Radiometry uniwersalne mają często płynną regulację stałej czasu lub kilka wartości ustawianych skokowo. Układ integratora jest to zwykle obwód RC, w którym od pojemności C zależy wartość stałej czasu, zaś od oporności R zakres pomiarowy. Krótka stała czasu przydatna jest przy dużych częstościach zliczania - zapewnia szybki wzrost wyniku, choć jednocześnie powoduje znaczne jego wahania w okresie równym długości stałej czasu. Czyli np. w RK-67 wynik będzie się wahał w okresie 10 s, zaś w Polaronie 20 lub 200 s, w zależności od wybranej stałej. Aby uzyskać miarodajny wynik, musimy odczekać aż 5 długości stałej czasu.

Długa stała czasu jest potrzebna przy pomiarach małych aktywności - wzrost wyniku jest wówczas wyraźniejszy niż przy krótkiej, choć dłużej na niego musimy czekać. Krótka stała czasu przy małej aktywności oznacza często drganie wskazówki miernika na samym początku skali, długa zaś powoduje powolne, ale stałe coraz silniejsze jej wychylanie się. Mówiąc obrazowo, krótka stała czasu to hipochondryk, który z każdym kichnięciem leci do lekarza, a długa to Czarny Rycerz, uciętą rękę komentujący słowem "draśnięcie". Na poniższym wykresie widzimy, jak przy krótkiej stałej czasu rejestrowane są nawet drobne wahania wskazań, zaś przy długiej, jedynie większe:

Pomiar integratorowy służy głównie do poszukiwania źródeł promieniowania i wstępnej oceny mocy dawki czy aktywności. Krótka stała czasu umożliwia szybką reakcję na zmianę poziomu wskazań - zarówno na wzrost, jak i na spadek. Wadą jest trudność w ustaleniu jednoznacznego wyniku, zwykle trzeba zapamiętać minimum i maksimum, a następnie wybrać wartość środkową.

 

Pomiar przelicznikowy polega na zliczaniu impulsów w określonym czasie, zaprogramowanym przez producenta lub wybieranym przez użytkownika. Wynik może być podawany w postaci surowej, w impulsach, bądź też, jeśli producent uwzględnił współczynnik kalibracyjny, w jednostkach mocy dawki lub aktywności. Zaletą jest uzyskanie jednoznacznego wyniku, bez wahań charakterystycznych dla integratora. Szczególnie jest to cenne przy małych aktywnościach, w których w trybie integratorowym musielibyśmy śledzić  nieznaczne wahania wyniku rzędu np. 0,3-0,5 cps. Przelicznik zaś, w tym samym przypadku, zliczy nam 75 impulsów przez 180 sekund. Wystarczy wtedy podzielić wynik przez czas zliczania, by uzyskać częstość impulsów rzędu 0,41 cps. 

Dodatkowo możemy wydłużyć czas zliczania, co  pozwoli zwiększyć dokładność pomiaru z uwagi na statystyczny charakter rozpadów promieniotwórczych. Funkcję tą mają zwykle stacjonarne radiometry laboratoryjne, np. URS-3 czy przelicznik (scaler) P-21 do zestawów w Standardzie-70. Z przyrządów przenośnych warto wymienić radiometr RKB-20.01 Beta, w którym czas zliczania można ustawić na: 1, 10, 100, 500, 1000 i 2000 s. W tym mierniku czas zliczania 1 s ma funkcję automatycznego resetu licznika, zatem dozymetr z wybranym tym czasem pracuje jak integrator, podając de facto wynik w cps. Po więcej informacji odsyłam do jego recenzji [LINK]. Wracając do czasu pomiaru, świetny radiometr przenośny UDR-2 konstrukcji Karola ma możliwość zaprogramowania czasu zliczania do 5000 s, jak również wyboru funkcji automatycznego resetu po zakończeniu pomiaru. Z innych mierników warto wymienić DBGB-01 EKO-1, w którym pomiar mocy dawki trwa 18 s, pomiar strumienia cząstek beta 90 s, zaś pomiar aktywności cezu-137 w produktach aż 512 s [LINK].

Dozymetr ANRI Sosna ma dwa tryby pomiaru, oba integratorowe, różniące się jednostką pomiaru oraz czasem zliczania. W trybie MD (moc dawki) pomiar trwa 18 sekund, a wynik podawany jest w mR/h. Tryb T zaś powoduje zliczanie impulsów bez ograniczenia czasowego, od 1 do 9999 imp., a co dziesiąty impuls sygnalizowany jest dźwiękiem. Porównując te tryby można ustalić współczynnik kalibracyjny, który wynosi mniej więcej 0,5 - moc dawki 0,009 mR/h (średnia z 20 pomiarów) oznaczała zliczenie przez godzinę 1800-1900 impulsów.

Radiometry laboratoryjne mają jeszcze dodatkowy tryb przelicznika, w którym pomiar kończy się po zliczeniu pewnej określonej, wybranej przez użytkownika liczby impulsów. Umożliwia to zachowanie takiego samego statystycznego błędu pomiaru dla całej serii pomiarów, gdyż błąd ten jest proporcjonalny do pierwiastka zliczonej liczby impulsów. W przeciwnym wypadku przy dużych różnicach wyników każdy pomiar miałby inny statystyczny błąd pomiaru.

 Jakie są wady i zalety obu metod pomiaru?

Tryb przelicznikowy nie sprawdzi się do poszukiwania źródeł i ogólnie monitorowania poziomu mocy dawki, gdyż wynik zmienia się tylko w jedną stronę - rośnie. Jeśli moc dawki spada, wynik siłą rzeczy nie może się cofnąć, malenie jedynie tempo jego wzrostu na wyświetlaczu. Integrator zaś obniży wskazania, jeśli częstość zliczania się zmniejszy, zaś nowoczesny miernik, mający odpowiedni algorytm, wykryje gwałtowną zmianę mocy dawki i rozpocznie nowy cykl uśredniania. Rozwiązania takie stosuje m.in. firma Soeks. 

Dozymetry przelicznikowe mają zastosowanie raczej w pracach laboratoryjnych, zaś na gruncie amatorskim, do pomiarów porównawczych. Jeśli chcemy porównać aktywność naszego szkła uranowego, ceramiki, zegarów minerałów czy medalionów, bierzemy Sosnę i kolejno mierzymy - każdy pomiar zajmie nam 18 sekund, a po tym czasie wynik będzie konkretnie ustalony. W przypadku Polarona byśmy musieli czekać 5 stałych czasu, czyli 100 sekund, aż wynik zbliży się w 99% do wyniku z przelicznika:

Tryb przelicznikowy popularny był w prostych miernikach czy indykatorach promieniowania, często jako opcjonalny obok integratora. Często wynik był wyświetlany krótszą lub dłuższą chwilę, po czym zaczynał się kolejny cykl pomiaru (Biełła, Expert, RKSB-104) . Praktycznie tylko Sosna wyświetlała wynik aż do ponownego uruchomienia pomiaru lub wyłączenia zasilania, z kolei Poisk-2... wyłączał się chwilę po wyświetleniu wyniku. Szerzej omówiłem zjawisko w osobnej notce.

 ***

Czas na krótkie  podsumowanie. Nie udzielę tutaj kategorycznej odpowiedzi na pytanie, który tryb jest lepszy. Mogę tylko napisać - do czego. Moim zdaniem warto mieć oba mierniki. Jeden do poszukiwań, drugi do pomiarów porównawczych. Przelicznik przyda się do pomiarów małych aktywności i porównywania tła promieniowania w różnych miejscach, gdyż wychwyci nawet małe różnice, które w integratorze "zginą" pośród wahań wyniku.

Po teoretyczne podstawy obu typów pomiarów radiometrycznych odsyłam do pracy A. Piątkowski, W. Scharf - Elektroniczne mierniki promieniowania jonizującego oraz do starszej pozycji tychże Autorów pt. Aparatura radiometryczna w medycynie i biologii, gdzie pewne kwestie przedstawione są nieco jaśniej

Układy konstrukcyjne dozymetrów

O podstawowych układach konstrukcyjnych dozymetrów do użytku amatorskiego planowałem pisać już od dłuższego czasu. Zapowiedzi notki na ten temat pojawiały się na blogu przy prawie każdej recenzji kieszonkowego miernika. Ponieważ jednak tekst rozrósł się do rozmiarów przekraczających ramy typowego wpisu na blogu, postanowiłem opublikować go w czasopiśmie naukowym. Przekonały mnie do tego pozytywne opinie specjalistów, za które chciałbym w tym miejscu podziękować. Wybór padł na Postępy Techniki Jądrowej, w których, po naniesieniu niezbędnych poprawek i uzupełnień, artykuł właśnie został opublikowany. 

Nie chcąc spoilerować, zamieszczam tylko streszczenie artykułu i link do numeru PTJ, w którym został opublikowany (strony 27-35) - http://www.ichtj.waw.pl/ptj/Pliki/ptj2020no4.pdf

Zapraszam do lektury i czekam na recenzje w komentarzach. Planuję raz na jakiś czas publikować na łamach tego pisma, gdyż internet, choć tak nośny, jest jednak też bardzo ulotny. 

Dozymetr Pripyat' z wytwórni Galicz-M

Dozymetry RKS-20.03 Pripyat' (Prypeć) były produkowane łącznie w czterech wytwórniach [LINK]. Najczęściej pojawiają się na rynku wyroby kijowskich zakładów Radiopribor im. S. P. Korolewa, gdzie opracowano tą konstrukcję oraz lwowskiej fabryki "Polaron", od której dozymetr wziął nieformalną nazwę. Nieco rzadsze są produkty zakładów "Arsenal" z Kijowa, jednak prawdziwym "białym krukiem" są dozymetry z fabryki "Galicz-M" ze Lwowa. Pisząc notkę o różnicach w budowie dozymetrów z poszczególnych wytwórni znalazłem zaledwie jedno zdjęcie miernika z tej fabryki. Z informacji, jakie udało mi się uzyskać wynika, że fabryka Galicz-M powstała po upadku zakładów Polaron. Być może to jakaś filia Polarona, gdyż instrukcja do prezentowanego egzemplarza sygnowana jest przez zakłady... Polaron.

Najbardziej rzuca się w oczy napis "Pripyat" umieszczony w górnym lewym rogu ramki wyświetlacza. Jest on wykonany bardzo dużymi literami, zajmującymi prawie połowę ramki. Z kolei na tylnej ściance wyróżnia się klapka filtra bez symbolu "gamma". Cała reszta przypomina wyroby "Polarona", zwłaszcza sposób umieszczenia numeru fabrycznego i roku produkcji oraz zatrzask filtra w kolorze czarnym ("Radiopribor" i "Arsenal" montowały zatrzask w kolorze obudowy). 

Wymienione różnice mają znaczenie wyłącznie estetyczne, działanie i obsługa miernika jest taka sama jak w przypadku innych producentów. Wynik pomiaru jest nieco zaniżony względem wyrobów z pozostałych fabryk - na medalionie Quantum Pendant osiąga 9 z groszami przy 10-11 w produkcie Radiopribora, jednak może być to wyłącznie cecha tego egzemplarza.

Prezentowany egzemplarz nosił niestety ślady ingerencji we wnętrzu - tak niezdarnych lutów nie wypuściłaby nawet radziecka fabryka:

W mierniku nie działał dźwięk oraz test baterii - po wciśnięciu przycisku wyświetlały się same zera. Okazało się, że uszkodzony był jeden z tranzystorów, najprawdopodobniej na skutek za wysokiego napięcia przetwornicy, które naruszyło też głośniczek. Na szczęście dzięki pomocy Michała (pozdrowienia!) dozymetr stanął na nogi i jest w pełni funkcjonalny. We wnętrzu zwracają uwagę podstawki pod układy TTL, nie stosowane w innych wersjach, choć może to być późniejsza modyfikacja. Druk jest niskiej jakości, podobnie jak w wyrobach z fabryki Radiopribor.

W komplecie mamy plastikowe pudełko i kuwetkę do pomiaru skażeń żywności. Zwraca jednak uwagę instrukcja obsługi, wydrukowana na grubym papierze niskiej jakości i niechlujnie zszyta:

Generalnie cały dozymetr sprawia wrażenie dość topornego i niestarannie wykończonego, co najbardziej widać na krawędziach obudowy oraz przy pracy przełączników. 

***

Jeśli spotkaliście się z jakimiś ciekawymi wariantami tych dozymetrów, dajcie znać w komentarzach!