Dozymetr RadiaCode 101

Detektor scyntylacyjny wykorzystuje zjawisko powstawania w niektórych substancjach, zwanych scyntylatorami, błysków światła pod wpływem promieniowania jonizującego. Błyski te są następnie wzmacniane przez fotopowielacz i kierowane do układu zliczającego. W porównaniu z licznikiem Geigera-Mullera scyntylator ma znaczną przewagę w postaci większej wydajności pomiaru promieniowania gamma oraz zależności amplitudy powstałego impulsu od energii kwantu, który trafił do detektora. Pozwala to na bardzo dokładny pomiar zarówno mocy dawki, jak również energii promieniowania i ustalanie jego widma. Wszystkie te właściwości scyntylatorów wykorzystano w miniaturowym dozymetrze RadiaCode 10. Jest on produkowany przez firmę RadiaScan, znaną chociażby z dozymetrów RadiaScan 701A, wykorzystujących wysokoczuły okienkowy licznik G-M.

Dozymetr RadiaCode 101mierzy moc dawki promieniowania gamma i silniejszego beta za pomocą kryształu jodku cezu aktywowanego talem - CsI(Tl) - stosowanego też m.in. w sygnalizatorze PM-1401. Oprócz mocy dawki oraz łącznej dawki podaje również uproszczony spektrogram widma promieniowania i wykres wahań mocy dawki. Przy pomocy dedykowanej aplikacji na smartfony może nanosić wartości pomiaru na mapę oraz generować wykresy równoległego pomiaru w jednostkach mocy dawki oraz częstości zliczania.

Wynik wyświetlany jest na LCD wyposażonym w automatyczne podświetlenie, zależne od warunków oświetleniowych oraz obracanie ekranu stosownie do położenia przyrządu. Na ekranie głównym widzimy:

• moc dawki
• błąd pomiaru w %
• pięciosegmentowy stopień wypełnienia progu mocy dawki (podobnie jak w PM-1203)
• wskaźnik baterii
• symbol blokady klawiatury
• symbol łączności Bluetooth
• symbol sygnalizacji dźwiękowej
• temperaturę urządzenia (detektor scyntylacyjny wymaga kompensacji temperaturowej)
• bieżącą godzinę

Przyrząd obsługujemy dwoma przyciskami. Duży okrągły służy za włącznik (długie wciśnięcie), blokadę klawiatury (krótkie wciśnięcie) oraz do wchodzenia w menu (długie wciśnięcie), a także do zmiany wartości w menu. Podłużnym klawiszem, pełniącym funkcję kursora "góra-dół", nawigujemy w menu, a podczas pracy w poszczególnych trybach zmieniamy sposób wyświetlania wyników.

W menu wyświetlającym się z prawej strony ekranu głównego mamy następujące pozycje, oznaczone symbolami, z których wchodzimy do kolejnych podmenu:

• settings - ustawienia:
• display unit - domyślny tryb pomiaru na ekranie głównym - moc dawki  (Sv/h) lub częstość zliczania (cps)
• measurement units
• dose - jednostki dawki (rentgeny lub siwerty)
• count rate - jednostki częstości zliczania (impulsy na sekundę - cps, lub na minutę - cpm)
• dose rate - próg alarmu mocy dawki, można ustawić dwa:
• alarm 1 (domyślnie 0,4 µSv/h)
• alarm 2 (domyślnie 1,2 µSv/h)
• dose - próg alarmu dawki, można ustawić dwa:
• alarm 1
• alarm 2
• dose reset  - zerowanie łącznej dawki
• screen - ustawienia wyświetlacza:
• backlight - podświetlenie:
• turning on - sposób włączenia: by button, never, auto
• duration - czas trwania podświetlenia w sekundach
• brightness - jasność
• rotate: - kierunek automatycznego obrotu wyświetlacza: auto, right, left
• signals - ustawienia dźwięku:
• sound - wyłączenie wszystkich dźwięków
• vibro - alarm wibracyjny
• light - dioda LED sygnalizująca impulsy (światło zielone) i przekroczenie progu (światło czerwone)
• clicks - dźwięk impulsów
• buttons - dźwięk przycisków
• alarms - dźwięk przekroczenia progów
• Bluetooth - włączenie kanału łączności bezprzewodowej z telefonem lub komputerem
• language - język: rosyjski lub angielski
• time - bieżący czas
• device info - numer seryjny, wersja oprogramowania
• factory settings - przywrócenie ustawień fabrycznych

• spectrum - widmo mierzonego promieniowania, podłużnym przyciskiem zmieniamy skalę z liniowej na logarytmiczną i odwrotnie
• monitor - główny tryb pomiaru mocy dawki, podłużny przycisk przełącza z jednostek mocy dawki na jednostki częstości zliczania
• dose - wyświetla łączną dawkę i znaczniki wypełnienia progu dawki, podłużny przycisk nie ma tu żadnej funkcji
• search - wykres słupkowy wyskalowany w cps, podłużny przycisk zmienia czas aktualizowania wykresu (0,5 - 1 - 2 - 4 s)
• power off - wyłączenie, przyrządu nie wyłączymy długo wciskając przycisk, którym go włączamy, ale za to możemy to zrobić z poziomu aplikacji, o czym jeszcze wspomnę

Obsługa jest intuicyjna i po krótkiej chwili skonfigurujemy dozymetr stosownie do własnych potrzeb. Polecam wyłączyć dźwięki, a jeśli nie korzystamy z aplikacji, również Bluetooth, co przedłuży czas pracy na akumulatorku. Diody LED mają ostre światło i w nocy będą widoczne nawet z dużej odległości, za to w dzień nawet silne słońce ich nie przyćmi. Obrót ekranu jest moim zdaniem zbędną funkcją, gdyż miernik zwykle odruchowo chwytamy tak, by ekran był z lewej strony, ale opcja może być przydatna dla osób leworęcznych. 

Przejdźmy teraz do walorów praktycznych miernika. Pomiar najczęściej będziemy wykonywali w trybie "monitor", oznaczonym symbolem "koniczynki". Wynik otrzymamy bądź w jednostkach mocy dawki, wybranych w menu ustawień, bądź w cps lub cpm, jeśli wciśniemy długi przycisk, po uprzednim odblokowaniu klawiatury okrągłym klawiszem. Środek układu pomiarowego znajduje się na dolnej ściance, blisko krawędzi obudowy, i jest zaznaczony krzyżykiem:

Wydajność detekcji najlepiej określa "surowy" pomiar tła naturalnego w impulsach na sekundę: moc dawki 0,13 µSv/h odpowiada 6,6 cps, podczas gdy w przeciętnych licznikach G-M będzie to 0,5-2 cps.

Poniżej cytowane przez instrukcję porównanie parametrów scyntylatora w RadiaCode 101 z licznikiem okienkowym Beta-1-1 oraz cylindrycznym SBM-20:

Jak widać, przewaga scyntylatora jest znacząca. Jego parametry przekładają się na znacznie większą rozdzielczość pomiaru i wychwytywanie nawet niewielkich wahań tła. 

 

Czułość dozymetru jest bardzo dobra, wykrywa praktycznie wszystkie źródła, choć w przypadku najsłabszych czas reakcji jest dłuższy zaś wzrost wyniku nieznaczny. Kawałek granitu używany przeze mnie do testów daje wskazania rzędu 0,19 µSv/h przy tle 0,13 µSv/h. Szkło uranowe dające na Polaronie ~1 µSv/h powoduje wzrost wskazań, jeśli warstwa szkła jest odpowiednio gruba. Zatem kieliszek z masywnym denkiem podniesie wskazania, ale cienki talerzyk już nie, choć łączna moc dawki beta+gamma mierzona  Sosną czy Polaronem będzie podobna.

Spodziewałem się, że dozymetr będzie mierzył tylko promieniowanie gamma, jednak test za pomocą ceramiki uranowej oraz "kontrolki" DP-66 temu zaprzeczył. Wynik na kaflu z glazurą uranową osiągnął 5 µSv/h przy 2,3 µSv/h w mającym słaby filtr Terra MKS-05 i 0,23 µSv/h na Sośnie, gdzie filtr jest bardzo solidny. Kontrolka zaś dała ok. 50. Może to być wadą, jeśli interesuje nas pomiar czystej emisji gamma, jeśli jednak szukamy źródeł lub mierzymy tło promieniowania, wówczas pomiar łączny będzie cenny. RadiaCode 101 zmierzy promieniowanie od przeważającej większości źródeł, z jakimi możemy się zetknąć. 

Dzięki temu dozymetrowi odkryłem podwyższone tło promieniowania przy moście im. Marii Skłodowskiej-Curie, co pozwoliło mi na powtórne odwiedzenie tego miejsca już z całym arsenałem mierników, w tym z radiometrem scyntylacyjnym SRP-68. Pomiary wykazały nieco wyższą wydajność pomiarową SRP-68 z uwagi na większy kryształ, jednak każdy, nawet nieznaczny skok tła rejestrowany przez ten profesjonalny radiometr był również wykrywany przez RadiaCode 101. Oznacza to, że jeśli nie możemy sobie pozwolić na noszenie tak dużego i ciężkiego przyrządu, malutki RadiaCode 101 jest w stanie skutecznie go zastąpić. Na następne wyjazdy zabierałem już tylko RadiaCode, szczególnie mając do przejechania rowerem wiele kilometrów po złych drogach. 

***

Dozymetr poprzez kanał Bluetooth współpracuje z dedykowaną aplikacją "RadiaCode" (najnowsza wersja 1.00.24) firmy AlmaCode, która znacznie rozszerza jego możliwości. Niestety nie jest kompatybilna ze starszymi telefonami, o czym od razu informuje nas przy próbie pobrania, zatem musiałem szybko zmienić trzyletni HTC Desire 12+ na Motorolę Moto E6 Plus.

Ekran aplikacji ma 3 zakładki:

• Main - osobne wykresy dla częstości zliczania i mocy dawki z możliwością powiększania i przewijania oraz z zaznaczonymi progami alarmowymi, do tego stopień osłabienia sygnału Bluetooth w dB, stopień naładowania akumulatora i temperaturę detektora
• Log - zapisy wartości pomiarów, poziomu napięcia akumulatora, temperatury, wyłączeń itp.
• Spectrum - spektrometr z możliwością wyboru skali liniowej i logarytmicznej, zapisu poszczególnych widm i ponownego ich importowania do celów porównawczych.

Z kolei menu rozwijane z lewej strony zawiera podmenu:

• devices - opcje podłączenia dozymetru do telefonu przez Bluetooth lub USB lub pracę aplikacji bez dozymetru, w trybie symulacji (demo)
• application settings - sposoby wyświetlania wartości na ekranie
• device settings - niektóre z ustawień dozymetru - jednostka (R/Sv), język, progi dawki i mocy dawki, opcje sygnałów dźwiękowych i ekranu
• map  - nanoszenie wyników pomiaru na mapy Google
• help - pomoc
• report a problem - zgłaszanie błędów aplikacji, raz musiałem skorzystać z tej funkcji, firma odpowiedziała bardzo szybko, problem na szczęście rozwiązał się sam po aktualizacji
• about RadiaCode - numer wersji programu i data jej kompilacji
• exit - wyjście z aplikacji, wyjść możemy też klikając "wstecz" w telefonie, w obu przypadkach aplikacja zapyta się, czy na pewno chcemy wyjść, zatem nie wyłączonym jej przypadkowo.

Ze wszystkich funkcji aplikacji najcenniejsza jest mapa, na której program rysuje naszą trasę z naniesionymi wartościami mocy dawki. Będzie przydatna nie tylko podczas wycieczek do Strefy czy Kowar, ale również do tworzenia radiomapy naszego miejsca zamieszkania lub dowolnego terenu. Z jej pomocą bez problemu znajdziemy wszelkie "gorące plamy", zarówno naturalne, jak i będące efektem działalności człowieka. Znika problem znany z innych dozymetrów logujących pomiar, czyli konieczność powiązania zapisanych wyników z miejscami, gdzie zostały zebrane, co jest szczególnie trudne przy szybkim poruszaniu się w terenie. Teraz nie musimy się głowić, czy np. ten skok do 0,3 µSv/h o 11:49 to był przy stercie kamieni za wiaduktem kolejowym, czy już po drugiej stronie drogi, tylko wszystko mamy dokładnie zaznaczone na mapie. 

Zapisywania wyników dokonujemy wchodząc w funkcję "map", a następnie klikając na górnym pasku znaczek przypominający "S". Pojawia się menu "tracks" z zapisanymi do tej pory trasami. Klikamy zielony "plus", by dodać nową trasę, nadajemy nazwę i od tej pory wyniki będą nanoszone z dokładnością do 3 metrów.  Możemy też wyświetlić poprzednie mapy, klikając na ich nazwie, albo dodawać do nich kolejne trasy - wtedy musimy najpierw kliknąć na kółko z lewej strony, zmieni się wtedy w czerwony kwadrat, czyli znak, że na mapę nanoszone są znaczniki.

Aplikacja nie przyspiesza wyczerpywania się baterii telefonu, możemy mieć ją włączoną przez dłuższy czas. Pierwszy test przeprowadziłem podczas wyprawy na targ staroci. Zapis bardzo dokładnie odtworzył moje wędrówki za wyjątkiem jednego odskoku poza teren targowiska - w tym miejscu na pewno nie byłem.

Kolor znaczników zależy od ustawionego w aplikacji progu, stąd czerwień w miejscu, gdzie moc dawki osiągnęła 0,115 µSv/h. Skalę barw widzimy po prawej stronie ekranu i możemy skonfigurować stosowanie do potrzeb, przesuwając trójkątne znaczniki. Jeśli chcemy przerwać nanoszenie wartości na mapie, kliknijmy czerwony kwadrat na górnym pasku aplikacji - zmieni się w szare kółko i dane od tej pory nie będą nanoszone. Jest to przydatna opcja, jeśli np. nie chcemy zbytniej komasacji znaczników w miejscu naszego postoju albo z innej przyczyny musimy przerwać gromadzenie danych, by je za chwilę wznowić.

W ustawieniach możemy też włączyć widok mapy satelitarnej, jeśli zależy nam na dokładnym odwzorowaniu badanego terenu, jak w przypadku moich pomiarów przy wiaduktach mostu im. Marii Skłodowskiej Curie [LINK]:

Ponieważ aplikacja wykorzystuje dane o lokalizacji z naszego telefonu, zatem miewa problem w miejscach tłumiących sygnał GPS, np. w tunelach czy niektórych budynkach. Wówczas na mapie zobaczymy cienką przerywaną linię w miejscu, gdzie aplikacja nie mogła odszukać lokalizacji, jak tu w tunelu przy Dworcu Zachodnim (widać też fałszywy odskok trasy, która powinna wieść prosto):

Zakłócenia łączności GPS występują głównie w pojazdach szynowych, szczególnie w tramwajach. Podczas przejazdu z Woli do Śródmieścia aplikacja zapisała znaczniki tylko w miejscach dłuższych zatrzymań tramwaju, m.in. na Rondzie Kercelak. Z kolei jadąc pociągiem na trasie Warszawa - Konin zgubiłem zasięg w Kutnie i w Maurzycach pod Łowiczem. 

Problem nie występuje zaś podczas jazdy samochodem, nawet z dużą prędkością - w czasie podróży z Warszawy do Lublina trasą S17 dozymetr ani razu nie stracił łączności GPS.

Najbardziej wiarygodny pomiar uzyskamy oczywiście poruszając się pieszo, a najlepiej przystając na minutę w punktach, gdzie zależy nam dokładnym wyniku. Poniżej "dozymetryczna pocztówka" ze Starego Miasta w Lublinie, jak widać granit z bruku daje o sobie znać:

Wadą aplikacji jest brak możliwości zapisywania mapy na koncie Google - możemy ją otworzyć tylko w aplikacji RadiaCode i tylko w niej mamy możliwość odczytu wartości zapisanych w poszczególnych punktach. Udostępnienie mapy wymaga wykonania zrzutu ekranu, pozbawia nas jej interaktywności. Z kolei wyeksportowanie mapy do pliku tworzy jedynie log zmierzonych przez dozymetr wartości wraz z datą i godziną. Możemy go dodać do Dysku Google, wysłać Gmailem albo otworzyć w programie RadiaCode na komputer.

Aplikacja ma jeszcze dwie zakładki: "main" (wykres) i "log", które pozwalają na śledzenie zmian mocy dawki w czasie. Przetestowałem te funkcje podczas lotu widokowego z lotniska Warszawa-Babice [LINK] - na wykresie od lewej widzimy:

• linia ciągła - dozymetr wyłączony
• spadek - jazda samochodem
• skok - wejście na teren Aeroklubu
• wyrównana linia - oczekiwanie wewnątrz budynku
• znaczny spadek - półgodzinny lot na wysokości 500 m
• wzrost - lądowanie i chwila na lotnisku

Wartości mocy dawki, łącznej dawki, temperatury i stopnia naładowana akumulatora wraz z datą i godziną możemy podejrzeć w menu "Log".

Tryb wykresu jest też przydatny, jeśli chcemy prowadzić pomiar nie zwracając na siebie uwagi. Wówczas dozymetr możemy trzymać w kieszeni, mankiecie, rękawiczce, za cholewą itp., zaś w ręku jedynie telefon,. Aplikacja po zminimalizowaniu wyświetla tylko moc dawki na pasku powiadomień, więc osoba niewtajemniczona nic nie zauważy. Co prawda osobiście nigdy nie miałem problemów z pomiarami, zawsze budziły życzliwą ciekawość, ale wiem, że ludzie są różni, czasem też nie mamy ochotę tłumaczyć ab ovo naszej działalności. 

Łączność bezprzewodowa przyda się też, jeśli chcemy prowadzić pomiar z oddalenia, np. umieszczając dozymetr na kijku do selfie. Dotrzemy w ten sposób do trudnodostępnych miejsc, a także ograniczymy narażenie na promieniowanie przy bardziej aktywnych źródłach. Dozymetr możemy też umieścić w rowerowej sakwie czy dolnej kieszeni spodni, a odczytu dokonywać wygodnie z ekranu telefonu. Siła sygnału jest wystarczająca przy oddaleniu dozymetru od telefonu na ok. 2 m - aplikacja notuje wtedy spadek -80 dB (przy bezpośredniej bliskości obu urządzeń wynosi on -30 dB).

Oprócz aplikacji na smartfony producent dostarcza program do współpracy z komputerem. Za jego pomocą możemy przeszukiwać wyniki zapisane w pamięci dozymetru, eksportować je do pliku, jak również korzystać z funkcji wykresu i spektrometru podczas bieżącego pomiaru. Poniżej ekran główny z logowaniami parametrów pomiaru oraz wykresami w cps i µSv/h:

Spektrogram otwiera się w osobnym oknie, ale nie jest znacznie bardziej czytelny niż w aplikacji na telefon. Słupki wykresu są grube i przydadzą się jedynie do orientacyjnego sprawdzania widma. Poniżej spektrogram kafla z glazurą uranową uzyskany na RadiaCode 101:

Dla porównania widmo zdjęte za pomocą spektrometru µSpect (zielone) na wspólnym wykresie z tłem (brązowy):

Jak widać, funkcja spektrometru jest w RadiaCode 101 raczej dodatkowym gadżetem, szczególnie że brak jej pomocy ułatwiających identyfikację izotopu, chociażby biblioteki widm poszczególnych radionuklidów. Spektrometr służy raczej pokazaniu możliwości detektora scyntylacyjnego niż faktycznej spektrometrii. Podejrzewam, że proste widma, jak Cs-137 czy Co-60, powinien wyraźnie wskazać, zwykle mamy jednak do czynienia z mieszanką różnych energii, jak przy pierwiastkach z szeregu uranowo-radowego czy torowego. Trudno zresztą wymagać, żeby kieszonkowy dozymetr miał parametry laboratoryjnego zestawu. 

Program pozwala na pracę stacjonarną z zasilaniem przez port USB, jak również na modyfikowanie różnych ustawień dozymetru, a także, analogicznie jak w aplikacji, jego wyłączenie Niestety instrukcja do programu dostępna jest jedynie w języku rosyjskim [LINK]. 

RadiaCode 101 zasilany jest z wbudowanego akumulatorka 3,7 V 1000 mAh, starczającego wg instrukcji na 300 godzin pracy. Dwa dni nieprzerwanego działania nie powodują spadku wskaźnika baterii nawet o jedną kreskę, zaś akumulatorek ładuje się bardzo szybko. Do ładowania służy port USB typu C, producent dostarcza odpowiedni kabel w zestawie. Dzięki temu możemy ładować dozymetr z ładowarki od telefonu, powerbanku lub złącza USB od komputera.

Wykonanie przyrządu stoi na wysokim poziomie. Połówki obudowy są dobrze spasowane, przyciski pracują pewnie, bez nadmiernego oporu ani zbędnych luzów. Czasami dozymetr potrafi sam się włączyć od nacisku na włącznik w kieszeni czy futerale, na szczęście bardzo długi czas pracy na baterii nie grozi zbyt szybkim jej rozładowaniem. 

Producent deklaruje szczelność obudowy w klasie IP64, czyli całkowitą pyłoszczelność (6) i ochronę przed bryzgami wody z dowolnego kierunku (4).  Poza portem USB brak jest miejsc, gdzie mogłyby się gromadzić skażenia, jednak dla pewności lepiej nosić przyrząd w woreczku strunowym. Chwilowe położenie nawet na wilgotnym gruncie miernikowi nie zaszkodzi, jednak w miarę możliwości lepiej tego unikać.

Obudowę dozymetru możemy otworzyć bez rozkręcania, od strony detektora jest małe wgłębienie na śrubokręt, którym rozdzielamy połówki, a następnie rozłączamy od strony portu ładowania. Wnętrze przedstawia się następująco - z lewej scyntylator w osłonie z czarnego plastiku i na wewnętrznej stronie obudowy cienka metalowa siatka ekranująca cały zespół detektora. 

Jak widać, osłona detektora jest przepuszczalna dla silniejszego promieniowania beta  i części niskoenergetycznych kwantów gamma, co może być zarówno wadą, jak i zaletą. Z jednej strony spowoduje to zawyżenie wyniku przy źródłach o silnej mieszanej emisji (ceramika uranowa), z drugiej zaś przyspieszy reakcję na takie źródła, ułatwiają wyszukiwanie. Szybsza też będzie reakcja na zmiany mocy dawki, do jest bardzo przydatne w terenie.

***

W komplecie otrzymujemy kartonowe pudełko, skróconą instrukcję i przewód USB-C. Niestety zabrakło futerału, który pozwoliłby na noszenie dozymetru przy pasku, na smyczy, przypiętego do plecaka itp. Musimy więc albo uszyć etui we własnym zakresie, albo przystosować futerał od noża, latarki, kompasówkę, ładownicę do pistoletu czy kieszeń na granat. Obudowa miernika co prawda sprawia wrażenie solidnej, jednak lepiej chronić przyrząd przed upadkiem, porysowaniem, zgnieceniem lub przypadkowym włączeniem. 

Szczegółowe informacje dotyczące specyfikacji technicznej RadiaCode 101 znajdziemy na stronie producenta [LINK]. Tam tez możemy zamówić ten niezwykle funkcjonalny miernik za jedyne 179 euro. Przyrząd jest zdecydowanie wart tej ceny. Zaryzykuję nawet twierdzenie, że jest to jeden z bardziej udanych mierników, jakie przyszło mi testować w ostatnich latach. Małe wymiary, wysoka czułość, niewielki pobór prądu i współpraca z aplikacją powoduje, że jest to świetny przyrząd zarówno do poszukiwania źródeł, jak i monitorowania narażenia na promieniowanie. Możemy mieć go zawsze przy sobie w jakiejś małej kieszonce i dosłownie o nim zapomnieć, dopóki nie będzie potrzebny. RadiaCode 101 ma bardzo korzystny stosunek wymiarów do funkcjonalności, dystansując miniaturowe dozymetry na liczniku SBM-20 w rodzaju Soeksa 112 czy Rodnika 3, czy nawet pełnowymiarowe przyrządy serii Terra.  Jego zalety znacząco przeważają nad wadami:

Plusy

• wysoka czułość
• szybki czas reakcji
• pomiar w różnych jednostkach (Sv, R, cps, cpm)
• dwa progi alarmu
• liczne opcje konfiguracji
• spektrogram
• nanoszenie wyników na mapę
• małe wymiary
• niski pobór energii
• współpraca z komputerem

Minusy

• pomiar promieniowania gamma razem z silniejszą emisją beta
• brak możliwości dodawania map promieniowania do map Google
• brak futerału w zestawie
• instrukcja do oprogramowania tylko po rosyjsku 

Jeśli mieliście do czynienia z tym przyrządem lub dopiero planujecie zakup, dajcie znać w komentarzach!