Radiometr scyntylacyjny SRP-68-01

Seria SRP-68 składa się z trzech przenośnych radiometrów, opisanych zbiorczo jako pribory scintilljacionnyje geologorazwiedocznyje, czyli przyrządy scyntylacyjne rozpoznania geologicznego. Poszczególne wersje, oznaczone SRP-68-01, -02 i -03 różnią się wielkością zastosowanego kryształu, rodzajem fotopowielacza, wymiarami sondy i długością jej przewodu:

• SRP-68-01 – 30x25 mm, FEU-85 (napięcie 600-1200 V), przewód 1,5 m
• SRP-68-02 – 18x30 mm, FEU-67B (napięcie 900-1500 V), przewód 25 m, współpraca z rejestratorem.
• SPR-68-03 – 10x40 mm, FEU-60 (napięcie 900-1500 V), przewód 1,5 m

Do przyrządów w wersji 02 i 03 przewidziana jest drewniana skrzynia (układocznyj jaszczik) i mogą one pracować z dodatkowym przewodem między sondą a pulpitem o długości 170 m. Wynika to z ich przeznaczenia do karotażu, czyli prowadzenia pomiarów w odwiertach.

SRP-68-01 występuje w licznych wykonaniach, różniących się detalami panelu frontowego, pokręteł oraz zastosowanym układem elektronicznym. Prezentowany egzemplarz pochodzi z 1987 roku i stanowi drugą, nowszą wersję miernika. O samych wersjach jeszcze wspomnę.

Przyrządy te, oprócz poszukiwania minerałów, przeznaczone są też do monitorowania poziomu promieniowania gamma w otoczeniu oraz wykrywania skażeń żywności i innych produktów. Choć nie są już produkowane, nadal znajdują zastosowanie w ochronie radiologicznej, a instrukcje wykrywania skażeń zalecają używania ich do wykonywania map radiologicznych terenów.

 

Detektorem promieniowania jest kryształ NaI(Tl) współpracujący z fotopowielaczem FEU-85 i umieszczony wraz z przedwzmacniaczem w sondzie pomiarowej. Taki układ ogranicza zakłócenia, jakie miałyby miejsce przy przesyłaniu słabego sygnału długim kablem do pulpitu i stosowany jest w większości radiometrów scyntylacyjnych z sondą zewnętrzną. 

Kryształ osłonięty jest od przodu warstwą aluminium o grubości 0,5 mm oraz zdejmowalnym gumowym kołpakiem, chroniącym od uszkodzeń mechanicznych. Od boków aluminiowa rurka jest znacznie grubsza, choć nadal przepuszczalna dla promieniowania gamma. Jednak różnica grubości w porównaniu z przodem zapewnia silnie kierunkową charakterystykę detektora.

 

Wynik podawany jest na wskaźniku wychyłowym. Skala ma dwie podziałki (0-30 co 0,5 i 0-100 co 1), z obu odczyt może się odbywać zarówno w µR/h, jak i w cps, w zależności od zakresu wybranego obrotowym przełącznikiem.

Jego pozycje ustawione są w ten sposób, że początkowo wybieramy zakresy pomiaru mocy dawki w µR/h (dla uzyskania µSv/h dzielimy przez 100):

• 0-30 (0,3 µSv/h)
• 0-100 (1 µSv/h)
• 0-300 (3 µSv/h)
• 0-1000 (10 µSv/h)
• 0-3000 (30 µSv/h)

Następnie jest jedna pusta pozycja i po niej następują zakresy pomiaru gęstości strumienia kwantów gamma, czyli de facto częstości zliczania w cps

• 0-100
• 0-300
• 0-1000
• 0-3000
• 0-10000

Pomiar mocy dawki jest skalibrowany pod kątem widma energetycznego radu-226 pozostającego w równowadze z produktami rozpadu, czyli inaczej niż w większości dozymetrów, kalibrowanych dla cezu-137 lub kobaltu-60. Z kolei „surowy” pomiar w cps umożliwia pomiar mocy dawki od dowolnego izotopu, pod warunkiem wyznaczenia odpowiedniego współczynnika kalibracyjnego.

Dozymetr włączamy pokrętłem trybu pracy, który najpierw uruchamia pomiar napięcia baterii, o którym jeszcze wspomnę, a w kolejnych dwóch położeniach zmienia stałą czasu (2,5 i 5 s). Od jej wartości zależy szybkość reakcji miernika na zmiany poziomu promieniowania, stąd do poszukiwań lepiej użyć krótszej, zaś jeśli zależy nam na dokładnym pomiarze kosztem większej bezwładności, wybierzmy dłuższą. Ostatnia pozycja przełącznika to tryb kontrolny, sprawdzający charakterystykę fotopowielacza. Powoduje on zmniejszenie napięcia na fotopowielaczu – jeśli przyrząd jest sprawny, wynik pozostanie bez zmian, w razie uszkodzenia spadnie do zera.

SRP-68 wyposażono też w sygnalizację progową, która włącza brzęczyk wbudowany w pulpit, jeśli przekroczymy określoną wartość mocy dawki. Próg programujemy w specyficzny sposób – zbliżamy sondę do źródła kontrolnego, aż wynik osiągnie wartość planowanego progu, a następnie kręcimy potencjometrem UROW. do zadziałania sygnalizacji. Zamiast wbudowanego źródła kontrolnego możemy oczywiście użyć dowolnego innego, generującego odpowiednią moc dawki. Jeśli chcemy wyłączyć tą funkcję, skręcamy potencjometr do oporu w prawo. Dźwięk ma umiarkowaną wysokość i przyjemny ton, a do tego... przyciąga koty. Moja Sabinka uparcie kręciła się wokół piszczącego miernika i skrobała łapkami w miejsca, z których słyszała dźwięk:

Sygnalizacja progowa występuje tylko w miernikach wykonanych po 1984 r., wcześniejsze miały gumowy przycisk KONTR. obok pokrętła zakresów, a zamiast pozycji KONTR. funkcję 5V do sprawdzania napięcia stabilizatora.

https://zaporozhe.flagma.ua/uk/kuplyu-radiometr-dozimetr-srp-68-01-srp-68-srp-o3802093.html

Radiometr ma źródło kontrolne typu K-3A zawierające Co-60. Zamontowano je w bocznej ściance pod nakręcaną plastikową przykrywką. Jego aktywność była niewielka z uwagi na dużą czułość przyrządu, a po 30 latach od wyprodukowania miernika znacznie spadła - czas półrozpadu kobaltu-60 wynosi 5,7 roku. Omawiane na forum RHBZ źródła emitowały 0,4-0,6 µSv/h, prezentowany egzemplarz 0,2 µSv/h, czyli 0,05 µSv/h ponad tło naturalne.

SRP-68 ma gniazdo słuchawkowe takie samo jak w DP-5 A i B, współpracujące ze słuchawkami TG-7M, czyli tego samego typu jak w tych rentgenoradiometrach.

 

Czułość przyrządu jest bardzo duża – tło naturalne w wysokości 0,15 µSv/h daje częstość zliczania rzędu 60 cps, co można łatwo sprawdzić, dokonując w tym samym miejscu pomiaru na zakresie „30 µR/h” i „100 s-1”. Przyrząd był przeznaczony do prospekcji geologicznej, czyli wyszukiwania minerałów, głównie rud uranu, na podstawie różnic w poziomie promieniowania tła. Dlatego tym miernikiem wykryjemy nawet niewielkie wahania tła naturalnego – najmniejsza podziałka to 0,5 µR/h czyli 0,05 µSv/h. 

Zakres należy tak dobierać, by wynik mieścił się powyżej 30 % skali. Instrukcja podaje, że dla pierwszych 20 % skali nie normuje się błędu pomiarowego. Najniższe zakresy (30 µR/h i 100 cps) nie podlegają fabrycznemu sprawdzeniu wskazań przy odbiorze technicznym. Generalnie pierwszy zakres zalecam stosować tylko do pomiaru tła naturalnego w warunkach, w których nie spodziewamy się nagłych skoków, aby uniknąć wybijania wskazówki poza skalę. Nietrudno bowiem znaleźć miejsca, gdzie tło zaczyna zbliżać się do 0,3 µSv/h, szczególnie na tak czułym przyrządzie. Czasami wystarczy nawet granitowy kamień brukowy:

Podczas pracy z SRP-68 na najniższym zakresie często zdarza się, że tło jest nieznacznie podniesione wobec "typowej" wartości w danym miejscu. Zwykle przyczyną jest jakiś artefakt, leżący nawet i pół metra od przyrządu. Pamiętajmy więc o większej czułości scyntylatora od licznika G-M i starannie przygotowujmy stanowisko pomiarowe, by uniknąć przekłamań. Poniżej odległości, z jakich wykrywane są przykładowe źródła - jako kryterium przyjąłem wzrost tła z 0,15 na 0,17-0,19 µSv/h, w nawiasie moc dawki na SRP-68:

• paczka 20 siateczek żarowych "Luxor" - 100 cm
• soczewka ze szkła torowego (2 µSv/h) - 48 cm
• minerał (4 µSv/h) - 55 cm
• medalion Quantum Pendant (0,8 µSv/h) - 35 cm
• skala od DP-63A (50 µSv/h) - 230 cm

Pomiary będziemy najczęściej prowadzić na zakresie 100 µR/h (1 µSv/.h), jedynie najsłabsze źródła i tło naturalne będą wymagać niższego zakresu, zaś wyjątkowo będziemy potrzebować 300 µSv/h:

Jeżeli chodzi o szkło uranowe, to SRP-68 reaguje na większość wyrobów poza najsłabszymi, a nawet najbardziej aktywne nie przekraczają drugiego zakresu:

Jak widać na filmach, reakcja na wzrost mocy dawki jest bardzo szybka, spadek nieco wolniejszy, ale akceptowalny. Zakres kończy się na 30 µSv/h, zatem niektóre źródła, np. zegary lotnicze, mogą go przekroczyć. Oczywiście możemy rozszerzyć zakres pomiarowy przez stosowanie różnych osłon osłabiających promieniowanie, musimy tylko wówczas wyskalować przyrząd, uwzględniając krotność osłabienia.

 ***

Wykonanie jest bardzo solidne, przyrząd umożliwia pracę nawet w trudnych warunkach terenowych. Cały korpus pulpitu pomiarowego wykonano z aluminium, lakierowanego na kolor biały i szary, sonda zaś ma niemalowany korpus aluminiowy. Uszczelnienia pulpitu i sondy zapewniają wodoszczelność przy ciśnieniu otaczającej wody do 30 kPa w wersji SRP-68-01 i aż 2,5 MPa w pozostałych. Co prawda obecnie nie testowałbym wodoszczelności miernika w tak ekstremalnych warunkach, gdyż uszczelki z powodu upływu lat mogły ulec zużyciu, ale o bryzgoszczelność mogę być spokojny.

W komplecie jest parciany pas nośny zaczepiany o ucha, stanowiące zakończenia śrub skręcających obie połówki obudowy. Jest to ten sam cienki pas, co w DP-5A i B, zatem dla większego komfortu noszenia ważącego 3,6 kg SRP-68 polecam wymienić go na szerszy, z nakładką na ramię.

W większości egzemplarzy do sondy dołączono przedłużacz w postaci aluminiowej rury z uchwytem pistoletowym, nasuwanej teleskopowo na sondę i mocowany w trzech położeniach zatrzaskiem kulkowym. Umożliwiał wygodne trzymanie jej w ręce, a po rozsunięciu, prowadzenie przy samej ziemi czy wprowadzanie w trudno dostępne miejsca. 

Poniżej sprawdzanie otworu powstałego po usunięciu skażenia w okolicy jednej z dawnych baz radzieckich okrętów o napędzie nuklearnym:

Uchwyt ten miał też strzemiona do pasa, pozwalające na bezpieczne noszenie półmetrowej sondy z wrażliwym fotopowielaczem i scyntylatorem. Niestety mój egzemplarz był przewidziany do pracy stacjonarnej, stąd brak mocowań pod zatrzaski uchwytu. Na szczęście można użyć chwytu przedniego od młotów udarowych, niestety chwyty od popularnych wiertarek (Celma, Bosch) są znacznie za małe.

https://www.olx.ua/d/obyavlenie/radiometr-srp-68-01-IDEUyHp.html

Do transportu radiometru i sondy warto przystosować odpowiedni futerał, szczególnie jeśli planujemy dłuższe pomiary w terenie. Pulpit pomiarowy możemy przenosić w dopasowanej torbie na sprzęt fotograficzny, zaś na sondę najlepiej uszyć pokrowiec ze strzemionami do pasa. 

Sondy możemy w ogóle nie wyjmować z pokrowca podczas pomiarów - promieniowanie gamma jest na tyle przenikliwe, że osłabienie w jednej warstwie tkaniny możemy pominąć. W futerale zaś wycinamy szczelinę na przewód sondy i ewentualnie otwór na gniazdo słuchawek:

Warto też zadbać o odpowiednio szeroki pas, aby ciężar radiometru rozkładał się na większą powierzchnię. Powyższy zestaw doskonale sprawdził się podczas trzygodzinnego marszu - miernik ledwo był odczuwalny.

***

Zasilanie odbywa się z 9 baterii R-14 o napięciu 1,5 V, znanych też jako typ C. Napięcie całego zestawu nowych baterii powinno wynosić 13,5 V, jednak instrukcja zaleca wymianę baterii dopiero przy spadku napięcia poniżej 6,5 V (0,72 V na ogniwo!). Mamy tu więc spory zapas i możemy używać nawet częściowo rozładowanych ogniw. Napięcie zasilania sprawdzamy w trybie BAT – wartość z dolnej skali (0-30) dzielimy przez 2 i otrzymujemy wynik w woltach. 

Z uwagi na wysoką cenę ogniw R-14 polecam używać R-6 (AA), które są tej samej długości, tylko znacznie cieńsze. Potrzebne będą adaptery w postaci rurek z plastiku, tektury itp. Ja użyłem pianki, nawijanej na drążek o grubości baterii R-6 i ściśniętej taśmą klejącą. 

Następnie po wsunięciu trzech ogniw do każdej rurki umieściłem je w kanałach komory baterii, wciskając śrubowym ruchem, by uniknąć zaginania pianki i zakleszczania w kanale.

 

Po włożeniu do oporu odciąłem nadmiar pianki na końcach tych "elementów paliwowych", mocno docisnąłem pokrywę i dokręciłem śruby. Pobór mocy wynosi 180 mW w wersji SRP-68-01 i 200 mW w pozostałych, co przy napięciu 13,5 V daje odpowiednio 13,3 i 14,8 mA. Zapewni nam to ok. 150 godzin pracy przy bateriach o pojemności 2000 mAh.

Spotkałem się też z próbami przerabiania zasilania na 3 akumulatorki typu 18650 3,7 V lub akumulatora 12 V. Niektórzy montowali wręcz 3 paluszki AA, choć wymaga to modyfikacji elektroniki,

Przyrząd jest wrażliwy na większe zmiany temperatury, rzędu 30 st. C, np. przy wyjściu z domu (20 st. C) na mróz -10 st. C, zatem konieczna jest „aklimatyzacja” w pomieszczeniu o temperaturze pośredniej w stosunku do warunków skrajnych. Uszkodzenie kryształu scyntylacyjnego od zbyt niskiej temperatury jest jednym z najczęstszych defektów SRP-68.

Miernik występował w dwóch głównych wersjach. Z tego co udało mi się wyczytać na forum RHBZ, dozymetry produkowane do 1984 r. miały:

• elektronikę opartą na tranzystorach, 
• tryb sprawdzania napięcia stabilizatora w postaci pozycji "5V" za nastawami stałej czasu 
• brak „brzęczyka” alarmu progowego, 
•  tryb KONTR. włączany osobnym przyciskiem w gumowej osłonie
• skalę z półkolistą górną krawędzią

Przyrządy produkowane po 1984 r. miały elektronikę z układami scalonymi różnych typów i różnie rozmieszczonymi - forum RHBZ wyszczególnia wersje:

• na 6 mikrozespołach i 4 tranzystorach,.
• na 6 mikrozespołach i 2 tranzystorach płytka jest cała,
• na 6 mikrozespołach i 2 tranzystorach płyta ma 2 połówki,
• na 4 mikrozespołach, 1 mikroukładzie i 3 tranzystorach,
• na 6 mikroukładach i 11 tranzystorach,
• na 1 mikroukładzie K134TV1 i 9 tranzystorach.

Wiele przyrządów jest w złym stanie technicznym, najczęściej uszkodzeniu ulega:

• kabel sygnałowy
• komora zasilania od wylanego elektrolitu
• mikroamperomierz M4204.24 (trudny do nabycia)
• kryształ scyntylacyjny (udar mechaniczny lub cieplny)
• fotopowielacz FEU-85 (uszkodzenie lub zużycie)
• zniszczony stabilizator z powodu złej polaryzacji baterii (!)

Na forum RHBZ opisanych jest wiele przykładów reanimacji nawet bardzo zniszczonych SRP-68. Problem stanowi często brak dokumentacji do niektórych wersji elektroniki oraz trudność w zdobyciu części, szczególnie mikroamperomierza. Z kolei kryształ scyntylacyjny należy dopasować inny, nieco większy, gdyż oryginalny jest praktycznie niedostępny. Nagminne wręcz są uszkodzenia kabla sygnałowego z sondy do pulpitu, chyba najsłabszego punktu w całym radiometrze. Niektóre defekty powstają na skutek wad konstrukcyjnych, np. braku zabezpieczenia przed złą polaryzacją baterii we wczesnych seriach, która uszkadzała stabilizator napięcia. Ogólnie przyrząd jest chwalony za czułość, która jeszcze rośnie po zastosowaniu większego kryształu, jednak krytykowane są niektóre niedopracowane kwestie w konstrukcji. Po szczegóły zapraszam na wspomniane forum, wątek liczy 25 stron - http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=11

SRP-68 rzadko pojawia się na rynku wtórnym, nawet za granicą, pomijając rynek wewnętrzny Rosji i Ukrainy. W Polsce w 2019 r. egzemplarz podobny do mojego pojawił się za 1350 zł:

https://archiwum.allegro.pl/oferta/dozymetr-radiometr-scyntylacyjny-srp-68-01-zsrr-i8428981396.html

Na eBay od dłuższego czasu widnieje jedna oferta za 690 $, na szczęście dzięki swoim kontaktom udało mi się nabyć sprawny egzemplarz za 350 $. Jest to cena akceptowalna za ten wysokoczuły, profesjonalny przyrząd, jednak jego zakup powinien być poprzedzony dokładnym rozważeniem wszystkich plusów i minusów. Przedstawiają się one następująco:

Zalety:

• duża czułość na promieniowanie gamma, pozwalająca wykryć nawet niewielkie wahania tła naturalnego czy zbliżanie się do gamma-aktywnego źródła z dużej odległości. 
• pomiar "czystego" promieniowania gamma, bez pozostałych emisji, głównie beta oraz niskoenergetycznych kwantów gamma, które w nieskompensowanych energetycznie licznikach G-M odpowiadają za zawyżenie wyniku. 
• kierunkowa charakterystyka detektora umożliwiająca dokładne zlokalizowanie źródła nawet z większej odległości
• wskaźnik wychyłowy, który ma mniejszą bezwładność niż wyświetlacz, zatem śledząc ruchy wskazówki możemy szybko ustalić, czy zbliżamy się do źródła, czy oddalamy
• alarm progowy, sygnalizujący przekroczenie ustawionego wcześniej progu
• niski pobór prądu
• solidne uszczelnienia obudowy i sondy

Wady:

• długa, nieporęczna sonda, szczególnie w wersji bez uchwytu pistoletowego
• wrażliwość na uszkodzenia, głównie scyntylatora i fotopowielacza oraz kabla sondy
• duży ciężar przy cienkim fabrycznym pasku
• trudnodostępne części
• zły stan techniczny niektórych egzemplarzy

Jak widać, SRP-68 ma wiele unikatowych zalet, wynikających przede wszystkim z zastosowania dużego kryształu scyntylacyjnego, co przekłada się na czułość i wydajność. Podobne właściwości będą jednak miały również współczesne miniaturowe dozymetry scyntylacyjne, w rodzaju Atom Fast czy omawianego przeze mnie RadiaCode 101. Sprawdzą się one do monitorowania tła promieniowania gamma czy poszukiwania "gorących plam", szczególnie RadiaCode 101, nanoszący wyniki na mapy Google. Będą one jednocześnie znacznie mniejsze, bez delikatnego szklanego fotopowielacza i wrażliwego dużego kryształu w długiej niewygodnej sondzie. Ich czułość na niskoenergetyczną emisję gamma oraz promieniowanie beta będzie również wyższa, co przyda się przy poszukiwaniach szkła uranowego i ceramiki, których promieniowanie jest słabo wykrywalne przez scyntylatory. SRP-68 zostawmy do tego, do czego najlepiej się nadaje, czyli prospekcji geologicznej. 

Jeżeli jesteście zainteresowani nabyciem takiego miernika albo już mieliście z nim do czynienia, dajcie znać w komentarzach!