Czym są izotopy?

W ramach przedstawiania podstawowych zagadnień chciałbym przybliżyć pojęcie izotopu, stanowiącego jedno z najważniejszych zjawisk w fizyce jądrowej.

Izotopy są odmiennymi postaciami danego pierwiastka, różniącymi się liczbą neutronów w jądrze. Liczba protonów, czyli tzw. liczba atomowa, która świadczy o przynależności do danego pierwiastka, pozostaje taka sama, różna jest jednak liczba masowa, czyli suma liczby protonów i neutronów. Najłatwiej prześledzić to na przykładzie najlżejszego pierwiastka - wodoru. Ma on trzy izotopy:

• wodór lekki (¹H) - 1 proton = liczba atomowa 1 = liczba masowa 1
• wodór ciężki (²H, deuter, D) - 1 proton i 1 neutron = liczba atomowa 1 = liczba masowa 2
• wodór superciężki (³H, tryt, T) - 1 proton i 2 neutrony  = liczba atomowa 1 = liczba masowa 3

Wszystkie z nich mają podobne właściwości fizyczne i chemiczne, m.in. reagują z tlenem, tworząc wodę. Jednak ta woda będzie miała pewne różnice w gęstości, temperaturach przemian fazowych  wrzenia, krzepnięcia) oraz przenikalności elektrycznej, w zależności od izotopu wodoru, z którego powstała. Przykładowo, woda ciężka (D₂O) będzie mieć wyższą temperaturę krzepnięcia i wrzenia w stosunku do wody lekkiej. Z kolei woda superciężka, znana też jako woda trytowa (T₂O), będzie radioaktywna, gdyż tryt jako jedyny z naturalnych izotopów wodoru emituje promieniowanie. Podobna sytuacja występuje w przypadku izotopów węgla: najpowszechniej występujący w przyrodzie izotop ¹²C tak samo ulega spalaniu, tworząc dwutlenek węgla, jak izotopy ¹⁴C i ¹³C. Radioaktywny będzie jednak tylko  izotop ¹⁴C, powstający w atmosferze pod wpływem promieniowania kosmicznego i stosowany w datowaniu radiowęglowym. Również w przypadku izotopów uranu wspólne będą chemiczne właściwości pierwiastka, takie jak m.in. piroforyczność czy wysoka reaktywność, występują jednak znaczne różnice w zdolności do reakcji rozszczepienia. Uran-235 ulega rozszczepieniu od neutronów powolnych, podczas gdy uran-238 od neutronów prędkich, a neutrony powolne pochłania, tworząc pluton-239. Z kolei różnice w masach atomowych obu tych izotopów uranu pozwalają na stosowanie różnych metod separacji w procesie wzbogacania, czyli zwiększania procentowej zawartości uranu-235. Podsumowując, wszystkie izotopy danego pierwiastka uczestniczą w reakcjach chemicznych typowych dla danego pierwiastka w tym samym kierunku przemiany (utlenianie, redukcja itp.), jednak niekiedy robią to z różną intensywnością. Największe różnice występują w przypadku izotopów promieniotwórczych, które wykazują niekiedy bardzo zróżnicowane czasy połowicznego rozpadu, sposób rozpadu (alfa, beta) czy energie emitowanego promieniowania. Dobrym przykładem jest pluton, którego poszczególne izotopy mają czas półrozpadu od 14 lat do 80,8 mln lat:

Pierwiastki mogą mieć jeden lub więcej izotopów i to w różnych konfiguracjach (naturalny, sztuczny, radioaktywny, stabilny). Przykładowo:

• wodór - naturalny stabilny H-1 i H-2 (D), naturalny radioaktywny H-3 (T), sztuczne izotopy radioaktywne H-4, H-5, H-6 i H-7 o skrajnie krótkich czasach połowicznego rozpadu
• hel - wszystkie naturalne izotopy stabilne: He-3, He-4, sztuczny radioaktywny He-6
• kobalt - naturalny stabilny Co-59, sztuczny radioaktywny Co-60
• technet - sztuczny radioaktywny Tc-99
• cez - naturalny stabilny Cs-133, sztuczne radioaktywne: Cs-134, Cs-135 i Cs-137
• astat - wszystkie izotopy sztuczne, radioaktywne: At-209, At-210, At-211
• uran - wszystkie naturalne izotopy radioaktywne: U-233, U-234, U-235, U-238 i sztuczne również: U-236, U-237.

Zapisu nazw izotopów możemy dokonywać na kilka sposobów:

1. liczba masowa w indeksie górnym przed symbolem pierwiastka - ¹⁴C, ²²⁶Ra, na potrzeby zapisów reakcji jądrowych można dodać w indeksie dolnym liczbę atomową, by ukazać zmianę liczby nukleonów (por. izotopy wodoru na początku notki)
2. liczba masowa po myślniku przed symbolem pierwiastka - C-14, Ra-226
3. liczba masowa po myślniku przed pełną nazwą pierwiastka - węgiel-14, rad-226 (często spotykany zapis "węgiel C-14" jest "masłem maślanym")

W większości przypadków wystarczy stosować zapis nr 2 lub nr 3, jest on też najwygodniejszy, gdyż oszczędza męczącego stosowania indeksu górnego w edytorze tekstu i nie powoduje problemów przy kopiowaniu, zmianie formatowania etc. Przestrzegam natomiast przed używaniem samej nazwy pierwiastka (uran, rad) bez jego liczby masowej, gdyż jest to bardzo nieścisłe z uwagi na istotne różnice np. w rozszczepialności poszczególnych izotopów uranu. Pominięcie liczby masowej dopuszczalne jest jedynie w niektórych przypadkach, np. gdy omawiamy tylko jeden izotop, a wcześniej pojawiła się już jego pełna nazwa, bądź też dany nuklid ma szczególne znaczenie w badanym zagadnieniu. Takim przypadkiem są m.in. skażenia cezem-137, czyli produktem rozszczepienia uranu, powszechnie występującym w opadzie promieniotwórczym. Jakkolwiek w opadzie występuje również cez-134, też radioaktywny, to jednak bada się głównie aktywność cezu-137, tak samo jak w przypadku skażenia radioaktywnym jodem mierzy się stężenie jodu-131, a nie również radioaktywnego jodu-129.

Spośród izotopów własne nazwy mają jedynie izotopy wodoru z uwagi na znaczne różnice w ich masach atomowych, a przez to i właściwościach. Nazwa "prot" w odniesieniu do wodoru lekkiego jest obecnie rzadko używana, jednak terminy "deuter" i "tryt" wraz z odnośnymi symbolami (D i T) są powszechnie stosowane w zapisie naukowym.

W pionierskim etapie badań nad radioaktywnością stosowano nazwy pochodne od izotopu macierzystego, tak więc "mezotor-I" (rad-228) był produktem rozpadu toru-232, rozpoczynającego torowy szereg radioaktywny. Stosowano też dodawanie kolejnych liter alfabetu, a nawet znaków prim (') i bis (") - poniżej przykład z "Promieniotwórczości" Marii Skłodowskiej-Curie:

https://bcpw.bg.pw.edu.pl/Content/2454/PDF/28mscp_radu.pdf

Przekładając w/w nazwy na obecny zapis poszczególne izotopy to:

• Rad-A = polon-218
• Rad-B = ołów-214
• Rad-C = bizmut-214
• Rad-C' = polon-214
• Rad-C" = tal-210
• Rad-D = ołów-210
• Rad-E = bizmut-210
• Rad-F = polon-210

 Dla porównania zamieszczam ciąg produktów rozpadu radu-226 z użyciem współczesnego zapisu:

http://www.nucleide.org/DDEP_WG/Ra-226D_NT04-04.pdf

Oprócz izotopów występują jeszcze tzw. izotony i izobary. Izotony są to nuklidy mające tą samą liczbę neutronów w jądrze, ale różniące się liczbą protonów. Są to więc zupełnie inne pierwiastki, choć zwykle następują po sobie w układzie okresowym i tworzą całe ciągi:

³⁶S (16p, 20n), ³⁷Cl (17p, 20n), ³⁸Ar (18p, 20n), ³⁹K (19p, 20n), ⁴⁰Ca (20p, 20n)

Z kolei izobary to nuklidy o tej samej masie atomowej, ale różnej liczbie protonów, a więc innej liczbie atomowej. Ponieważ masa atomowa jest (w uproszczeniu*) sumą mas protonów i neutronów tworzących jądro danego pierwiastka, zatem ta sama wartość (np. 40) może być uzyskana z różnych kombinacji protonów i neutronów: 

 ⁴⁰S (16p, 24n), ⁴⁰Cl (17p, 23n), ⁴⁰Ar (18p, 12n) , ⁴⁰K (19p, 11n), ⁴⁰Ca (20p, 20n)

Istnieją jeszcze tzw. izomery jądrowe, czyli jądra tego samego pierwiastka, różniące się stanem energetycznym, czyli np. jądro w stanie podstawowym i wzbudzonym. 

_________________________________

* masa jądra atomowego jest nieco mniejsza niż suma mas wszystkich nukleonów (protonów i neutronów) zawartych w tym jądrze. Jest to tzw. defekt masy (deficyt masy), odpowiadający energii wiązania jądra (która, jak wykazał Einstein swym wzorem E=mc2, jest równoważna masie).

Dozymetr EDOS

Przyrząd ten znajdował się na wyposażeniu armii Czechosłowacji (CSLA), gdzie był przewidziany do grupowej kontroli napromieniowania podczas konfliktu jądrowego. Jeden egzemplarz stanowił wyposażenie każdego oddziału jako uzupełnienie dozymetrów indywidualnych, noszonych przez wszystkich żołnierzy. Jego wskazania przyjmowano jako uśrednione napromieniowanie całej zbiorowości. W ten sposób starano się zniwelować różnice we wskazaniach dozymetrów pojedynczych żołnierzy, wynikające z nierównomiernego oddziaływania promieniowania na polu bitwy. Dozymetr grupowy pozwalał też choć częściowo skontrolować wskazania dozymetrów indywidualnych i vice versa.

EDOS mierzy dawkę promieniowania gamma w radach. Jest to pozaukładowa jednostka dawki pochłoniętej, czyli ilości energii przekazanej przez promieniowanie, zastąpiona obecnie grejem (1 Gy = 100 rad). Dla promieniowania gamma (współczynnik wagowy = 1), dawka 1 Gy równoważna jest 1 Sv. Zakres pomiarowy dozymetru EDOS wynosi 20-800 rad (0,2-8 Gy) i jest podzielony na dwa podzakresy:

• I - 20-150 rad (0,2-1,7 Gy)
• II - 50-800 rad (0,5-8 Gy)

Są to wartości występujące tylko w warunkach wojny jądrowej lub poważnej awarii radiacyjnej. Przypomnę, że dawka 4-5 Gy jest dawką śmiertelną LD50/30, czyli połowa napromieniowanych tą dawką (na całe ciało) umrze w przeciągu miesiąca, jeśli nie otrzyma pomocy medycznej. Przy 2-3 Sv śmiertelność wynosi "zaledwie" 25%, zaś 1-2 Sv nie jest śmiertelna, ale oznacza zmiany we krwi, wymioty i możliwe skutki późne.  Przemijające zmiany w obrazie krwi pojawiają się już przy dawkach rzędu 0,25-0,5 Sv. Dla porównania, w Polsce od wszystkich źródeł otrzymujemy rocznie 3,2-3,6 mSv, osoby niezatrudnione przy promieniowaniu mogą otrzymać dodatkowo najwyżej 1 mSv, zaś pracujące przy promieniowaniu 20 mSv [LINK]. EDOS pokrywa więc praktycznie cały zakres dawek powodujących negatywne skutki zdrowotne, od łagodnych i przemijających do ciężkiej czy nawet śmiertelnej choroby popromiennej. 

W dozymetrze EDOS specyficznie rozwiązano metodę pomiaru dawki. Detektorem jest tzw. ogniwo Ohmarta (Ohmart cell), wynalezione przez Philipa Edwina Ohmarta, opatentowane w USA w 1952 r. (patent nr 2802113) i stosowane m.in. w izotopowych wagach czy czujnikach poziomu. 

Od lewej patent na ogniwo Ohmarta, jego zastosowanie w czujniku poziomu
i w wadze taśmociągowej

Ogniwo to składa się z odizolowanych od siebie elektrod: magnezowej i złotej, umieszczonych w atmosferze gazu. Pod wpływem silnego promieniowania gamma następuje wybijanie elektronów z atomów obu elektrod i jonizowanie gazu zawartego w ogniwie. Elektrony wybijane z atomów magnezu mają większą energię niż te wybijane z atomów złota, co powoduje powstanie różnicy potencjałów pomiędzy elektrodami. Ten prąd ładuje kondensator dołączony do ogniwa Ohmarta, a ponieważ wielkość prądu powstałego w ogniwie jest proporcjonalna do mocy dawki, zatem ładunek kondensatora będzie zależał od łącznej przyjętej dawki. Mamy tu więc odwrotność zasady działania większości dawkomierzy, które wykorzystują zjawisko rozładowania kondensatora przez promieniowanie jonizujące. W dozymetrze EDOS ogniwo Ohmarta osłonięte jest ekranem ołowianym o grubości 0,7 mm dla rozszerzenia zakresu pomiarowego:

http://danyk.cz/edos.html

Pomiar przyjętej dawki odbywa się. w zależności od zakresu, albo przez wciśnięcie przycisku I (zakres 50-800 rad) albo jednocześnie przycisków I i II (zakres 20-150 rad), wówczas do kondensatora zostaje dołączony woltomierz elektroniczny, zasilany z baterii przyrządu. Sam pomiar dawki nie wymaga żadnego zasilania miernika, gdyż prąd powstaje bezpośrednio w detektorze pod wpływem promieniowania. 

Zasilanie potrzebne jest tylko do wyzerowania przyrządu, odczytu wskazań i ich resetu. Obsługa odbywa się następująco:

• włożyć baterię
• przekręcić pokrętło w prawo (na początku obrotu słychać kliknięcie)
• przytrzymać przycisk II i pokrętłem nastawić wskazówkę na zero
• celem odczytu z I zakresu wcisnąć przycisk I
• jeśli wskazanie na zakresie I jest nieznaczne, dokonać odczytu z zakresu II, wciskając jednocześnie przyciski I i II
• resetu dokonujemy, wciskając przycisk oznaczony [/] za pomocą jakiegoś zaostrzonego przedmiotu
• po dokonanym odczycie wyłączyć przyrząd, przekręcając pokrętło do oporu w lewo

Z uwagi na obecność kondensatora przyrząd ulega samorozładowaniu w tempie nieprzekraczającym 7 % w ciągu 150 godzin. Jest to wartość pomijalna, zważywszy na dawki, jakie EDOS ma mierzyć i w jakim tempie byłyby przyjmowane w razie konfliktu nuklearnego. 

***

Poszukując informacji o tym przyrządzie, natrafiłem na filmik z odczytu dawki, zbieranej przez EDOS w ciągu 5 miesięcy w pobliżu dwóch wojskowych naręcznych kompasów vz. 54 z radową farbą świecącą. Były to czechosłowackie odpowiedniki busoli Adrianowa:

Uzyskana dawka wyniosła 60 radów (0,6 Gy), co przekłada się na moc dawki 16 mrad/h (160 µGy/h):

Jak widać, jeśli mamy źródło emitujące odpowiednio silne promieniowanie gamma i zostawimy je na dłuższy czas przy mierniku EDOS, powinniśmy uzyskać wyraźne wskazania. Jeszcze wyższy wynik byłby np. przy zegarze lotniczym z dużą ilością farby radowej.

***

Urządzenie swoim wzornictwem przypomina miernik skażeń DC-3E-83, jest jednak od niego znacznie mniejsze. Przenoszony jest w skórzanym futerale ze szlufkami do pasa.

Klapka futerału, zapinana na napy, otwiera się do góry, zatem należy uważać, by miernik nie wypadł przy jej otwieraniu. Takie rozwiązanie uniemożliwia też odczyt bez wyjmowania miernika z futerału, chyba że odczytu dokonywałaby druga osoba. Pod klapką futerału znajduje się skrócona instrukcja obsługi przyrządu, łatwa do zrozumienia nawet jak się nie zna czeskiego:

Zasilanie odbywa się z pojedynczej baterii typu 154 lub 155, która odpowiada paluszkowi AA, umieszczonej w komorze z zakręcaną pokrywką. 

Na czas dłuższego magazynowania w komorze baterii należy umieścić  "człon magazynowy" (skladovací člen), czyli swego rodzaju makietę baterii, która najprawdopodobniej zawiera pochłaniacz wilgoci.

http://danyk.cz/edos.html

Zerknijmy jeszcze do wnętrza - jak widać, układ elektroniczny jest bardzo prosty. Pośrodku widzimy osłonięte ołowianym ekranem ogniwo Ohmarta zamontowane w podstawce typowej dla lamp elektronowych:

http://danyk.cz/edos.html

Dozymetr EDOS ma obecnie znaczenie wyłącznie kolekcjonerskie z uwagi na przeznaczenie do pomiaru wysokich dawek promieniowania gamma, niewystępujących w warunkach normalnych. Teoretycznie moglibyśmy go stosować do dozymetrii awaryjnej lub długoterminowego pomiaru dawki od bardziej aktywnych źródeł, do tego celu jednak mamy obecnie szeroki wybór znacznie bardziej funkcjonalnych przyrządów (np. DMC 2000). 

EDOS może jeszcze też służyć do eksperymentów z ogniwem Ohmarta, szczególnie gdy wyjmiemy je z ołowianego ekranu i spróbujemy zmierzyć prąd powstały w ogniwie pod wpływem "codziennych" źródeł promieniowania. Jeżeli próbowaliście takich doświadczeń, dajcie znać w komentarzach. 

Tło promieniowania

Termin "tło promieniowania" lub "promieniowanie tła" (background radiation) pojawiał się już wielokrotnie na łamach bloga, jednak jeszcze nie został zdefiniowany per se.

Czym jest więc owo "tło promieniowania"?  Najkrócej rzecz ujmując, jest to całość promieniowania jonizującego, obecnego na stałe w przyrodzie [LINK]. Składa się ono z kilku źródeł, których udział jest zmienny w zależności od warunków geofizycznych w danym miejscu na kuli ziemskiej:

• promieniowanie kosmiczne, głównie wtórne, powstałe w wyniku reakcji promieniowania pierwotnego, bombardującego atmosferę z kosmosu, z atomami tlenu i azotu zawartych w powietrzu - jego udział rośnie wraz z ze wzrostem wysokości nad poziomem morza, o czym można przekonać się w wysokich górach czy, jeszcze dobitniej, podczas lotu samolotem
  

• naturalne pierwiastki radioaktywne zawarte w skorupie ziemskiej - jest to głównie uran i tor wraz ze swoimi produktami rozpadu, występujące zarówno jako główny składnik niektórych minerałów (uraninit, autunit, toryt, monacyt), jak również w śladowych ilościach w granicie i węglu. Innym naturalnym pierwiastkiem radioaktywnym jest potas-40, występujący w śladowych ilościach w potasie naturalnym. Warto tu jeszcze wspomnieć o radonie, radioaktywnym gazie powstałym w wyniku rozpadu radu, stale wydzielającym się z podłoża skalnego i niekiedy osiągającym wysokie stężenia we wnętrzach budynków.

  

  Zawartość aktynu-228, naturalnego pierwiastka z szeregu torowego, na terenie Polski, cyt. za:
   Atlas Radiologiczny Polski 2011.

  
  
  
  
• skutki działalności człowieka, które mają, z pewnym zastrzeżeniem*, najmniejszy wpływ na tło promieniowania:
• globalny opad radioaktywny po próbnych wybuchach jądrowych i termojądrowych prowadzonych masowo w latach 50. i 60. stanowi ok. 0,2-0,5 % łącznej rocznej dawki w Polsce
• globalne skutki katastrofy w elektrowni jądrowej w Czarnobylu w 1986 r. oraz w Fukushimie w 2011 r. składają się na 0,5-1 % dawki rocznej w Polsce, niekiedy są liczone razem ze skutkami prób jądrowych i szacowane na ok. 1 %.
• substancje radioaktywne zawarte w węglu i przechodzące zarówno do gazów spalinowych, jak i popiołów. Szczególnie popioły, składowane na hałdach lub stosowane do budowy dróg, mostów i niekiedy budynków mogą lokalnie podnosić nieco tło promieniowania 
• przemysł jądrowy, emitujący śladowe ilości krótkożyciowych radioizotopów do otoczenia oraz produkujący odpady radioaktywne, składowane w specjalnych składowiskach
• przedmioty codziennego użytku - obecnie są to głównie jonizacyjne czujki dymu, zresztą stopniowo wypierane przez detektory optyczne, dawniej były to jeszcze radowe farby świecące w zegarkach, budzikach i kompasach oraz naczynia z glazurą uranową. 
• * podczas awarii i katastrof nuklearnych zwykle dochodziło do promieniotwórczego skażenia terenu. W przypadku awarii w Windscale i Three Mile Island zasięg skażeń ograniczony był do bezpośredniego sąsiedztwa tych elektrowni, jednak np. katastrofa kysztymska (1957) skaziła obszar ZSRR o powierzchni 39000 km kw. Awarie te zatem spowodowały znaczne, choć nadal lokalne (w skali globu) podwyższenie tła promieniowania. 

Wszystkie wymienione wyżej czynniki składają się na promieniowanie tła, dostarczające większość łącznej rocznej dawki promieniowania przyjętej przez człowieka. Jak widać, udział poszczególnych czynników jest bardzo zmienny i zależy, w skrócie, od trzech zmiennych:

1. rodzaju podłoża skalnego
2. wysokości nad poziomem morza
3. ewentualnej obecności skutków działalności człowieka (składowiska, skażenia, materiały budowlane).

Współistnienie wpływu podłoża skalnego i wysokości n.p.m. najdobitniej widać w Tatrach, które dzielą się na dwa główne masywy:

1. Tatry Zachodnie, złożone z wapieni
2. Tatry Wysokie, składające się z granitoidów

Jeżeli zmierzymy moc dawki w obu częściach, na podobnej wysokości n.p.m., to w Tatrach Wysokich będzie ona wyraźnie wyższa (0,3-0,4 µSv/h) niż w Zachodnich (0,1-0,2 µSv/h). Decydującą rolę odgrywa tu granitowe podłoże skalne - jego wpływ jest tak dominujący, że nawet w niższych partiach Tatr Wysokich (Morskie Oko - 1395 m. n.p.m.) będzie poziom promieniowania będzie większy niż na najwyższych szczytach Tatr Zachodnich, osiągających 2000-2200 m n.p.m. Niestety nie mamy w Polsce tak wysokich gór, by wpływ promieniowania kosmicznego przeważał nad podłożem skalnym - na terenie całego kraju większość mocy dawki pochodzi z podłoża. Najdobitniej widać to na południu, szczególnie w okolicach Kowar, gdzie w latach 1948-1973 eksploatowano złoża rudy uranowej na potrzeby radzieckiego przemysłu nuklearnego [LINK]. Poniżej mapa wykonana przez Państwowy Instytut Geologiczny, moc dawki podana w nanogrejach na godzinę, więc by uzyskać mikrogreje na godzinę wartości dzielimy przez 1000:

http://www.ncbj.edu.pl/zasoby/mapy/PGI-Polska-gamma.jpg

W wielu regionach świata tło promieniowania znacznie przekracza wartości spotykane w Polsce. Są to tzw. HLRNA (High Level of Natural Radiation Areas). Najbardziej znane to Ramsar w Iranie, Guarapari w Brazylii oraz stan Kerala i miasto Madras w Indiach.

Promieniowanie tła pochodzące tylko od gruntu - moc dawki w nGy/h i w nawiasach roczna dawka w mSv https://slideplayer.com/slide/8282009/

W rejonie Ramsar podwyższone tło promieniowania wynika z dużych ilości rozpuszczonego radu w wodzie wydobywającej się z gorących źródeł. Rad z kolei powstaje w wyniku przemian promieniotwórczych naturalnych pierwiastków z szeregu uranowo-radowego, zaczynającego się od uranu-238. W niektórych miejscach moc dawki osiąga 73 µSv/h  na poziomie gruntu i 22 µSv/h na wysokości 1 m nad ziemią. Z kolei na plażach w Guarapari promieniowanie pochodzi od piasku, zawierającego minerał toru - monacyt. Moc dawki wynosi tam ok. 20 µSv/h z lokalnymi skokami do 131 µSv/h [LINK]. Takie wartości można porównać jedynie z nielicznymi "gorącymi plamami" w Czarnobylskiej Strefie Wykluczenia [LINK].

https://en.ppt-online.org/303224

Nie stwierdzono jednak zwiększonej zapadalności na nowotwory w tego typu regionach, co jest jednym z argumentów za prawdziwością teorii tzw. hormezy radiacyjnej [LINK]. Teoria ta zakłada, że niewielkie dawki promieniowania jonizującego mają korzystny wpływ na zdrowie, pobudzając organizm do samodzielnej naprawy uszkodzonych komórek.

Ponieważ wartości podawane w różnych źródłach wykazują niekiedy znaczne rozbieżności, zatem umieszczę jeszcze jedną mapę (moc dawki znowu w nGy/h, więc albo porównujemy bezpośrednio z w/w mapą Polski, albo dzielimy przez 1000 by uzyskać µGy/h):

https://www.env.go.jp/en/chemi/rhm/basic-info/1st/02-05-05.html

Podsumowując, największy wpływ na tło promieniowania ma podłoże skalne w danym miejscu, a ściślej, zawartość naturalnych pierwiastków promieniotwórczych. Na poniższych mapach przedstawiono stężenia najważniejszych izotopów radioaktywnych w glebie na terenie Polski. Potas-40, rad-226 i aktyn-228 to izotopy naturalne, powstałe w okresie formowania się Ziemi, zaś cez-137 jest izotopem sztucznym, jednym z głównych produktów rozszczepienia uranu i pojawił się w Polsce na skutek katastrofy czarnobylskiej:

Jak widać na poniższej mapie zestawionej z powyższymi, poziom promieniowania tła zależy praktycznie wyłącznie od naturalnych izotopów, szczególnie od potasu-40. Lokalne skażenia cezem-137, naniesione przez wiatry i deszcze w pierwszych dniach po awarii czarnobylskiej, de facto nie wpływają na tło promieniowania, choć są wykrywalne podczas badań laboratoryjnych gleby i produktów żywnościowych. O samych skażeniach z Czarnobyla pisałem osobno [LINK]

Innym czynnikiem antropogenicznym, wpływającym na tło promieniowania, są wszelkiego rodzaju materiały budowlane, zawierające izotopy radioaktywne:

• granit, używany głównie jako kostka brukowa, elewacje budynków i pomników
• popioły węglowe dodawane do betonu i podsypek drogowych

Znaczenie tych źródeł jest ściśle lokalne, aczkolwiek moc dawki na brukowanych uliczkach czy cmentarzach pełnych granitowych nagrobków może osiągać wartość dwukrotnie większą w stosunku do miejsc bez dodatkowej zawartości granitu. Do śledzenia wahań tła polecam dozymetry z detektorem scyntylacyjnym, które mają znacznie większą wydajność pomiaru promieniowania gamma, a przez co szybciej i dokładniej mierzą nawet niewielkie wahania mocy dawki. Najlepszym obecnie przyrządem do tego celu jest miniaturowy dozymetr RadiaCode 101, który nanosi wartości pomiaru na mapy Google. Poniżej przykładowe pomiary na brukowanych uliczkach  - z lewej Stare Miasto w Lublinie, z prawej ul. Stawna i okolice w Poznaniu:

Jeśli zaś chcemy mieć wyjątkowo wysoką czułość i rozdzielczość pomiaru, najlepiej użyć radiometru scyntylacyjnego z dużym kryształem i wskaźnikiem analogowym, np. SRP-68. Nie umknie nam wtedy żadne wahanie tła, jednak musimy nosić ciężki i nieporęczny sprzęt z sondą o długości 0,5 m. Poniżej podczas pomiaru mocy dawki od wiaduktu mostu Marii Skłodowskiej-Curie - wzrost z 0,08 µSv/h do 0,25 w bezpośrednim sąsiedztwie budowli, prawdopodobnie na skutek użycia popiołów węglowych jako domieszki do betonu:

W powyższych analizach pominąłem czynniki, które choć składają się na łączną roczną dawkę przyjętą przez człowieka, to nie wchodzą w skład ściśle rozumianego "tła promieniowania":

• zawartość potasu-40 w organizmie człowieka, jako obecną stale na podobnym poziomie (10% łącznej rocznej dawki) i działającą na organizm od wewnątrz - tło naturalne jest napromieniowaniem zewnętrznym, 
• dawkę od diagnostyki medycznej, jako działającą bardzo nieregularnie i w różnym stopniu na poszczególne osoby (w Polsce  20% łącznej dawki)
• znacznych dawek od polonu-210 dostarcza palenie tytoniu, jednak nie dotyczy ono całej populacji, a narażenie jest wewnętrzne, zachodzą więc tu inne mechanizmy niż przy napromieniowaniu zewnętrznym

Przytaczane w literaturze wartości tła promieniowania oraz poszczególnych składowych wykazują nieraz znaczne wahania, wynikające zarówno z metodyki pomiarów, jak i zmiany tych wartości na przestrzeni lat. Należy więc je traktować orientacyjnie. Tło promieniowania wykazuje dużą zmienność, wynikającą zarówno z warunków geologicznych w miejscu pomiaru, jak i skutków działalności człowieka. Przykładowo na terenie Warszawy moc dawki jest dość wyrównana, ale występują obszary podwyższonego promieniowania, m.in. składowiska popiołów z elektrociepłowni:

https://promieniowanie.blogspot.com/2014/07/promieniowanie-gamma-w-warszawie-gorace.html

Najlepiej więc przeprowadzić własne pomiary za pomocą dozymetru mającego funkcję zapisu wyniku w stałych odstępach czasowych, np. Radiatex MRD-2, Soeks Quantum, Gamma Scout lub przyrządy współpracujące z aplikacją na telefon, jak np. wspomniany RadiaCode 1010. Uśredniony zapis z kilku dni, wykonany w oddalonych od siebie punktach, może służyć za orientacyjną wartość tła w danym miejscu. Taki pomiar warto prowadzić na wysokości 1 m nad ziemią, z dala od ścian i innych obiektów, zarówno wewnątrz budynku, jak i na otwartej przestrzeni. Zminimalizujemy wtedy ryzyko lokalnego wzrostu wskazań np. od granitowej elewacji ścian czy cegieł zawierających popioły z ciepłowni.

Jeśli zmierzyliście wyjątkowo wysokie lub wyjątkowo niskie tło w Waszej okolicy, dajcie znać w komentarzach!

Rentgenometr pokładowy DPS-68M1

Przyrząd ten jest ostatnim z serii pokładowych rentgenometrów, produkowanych na potrzeby Sił Zbrojnych PRL od 1968 r.:

• DPS-68
• DPS-68M
• DPS-68M1

Pierwsze dwa przyrządy wykorzystywały zestaw liczników G-M, złożony z STS-5 (niższe zakresy) i DOB-50, zatem ich zakres pomiarowy był podobny do DP-66/DP-66M i kończył się na 200 R/h. W DPS-68M1 z kolei zastosowano miniaturowe liczniki DOI-80 i DOI-30, montowane również w DP-75, co rozszerzyło zakres aż do 500 R/h. Zasady obsługi DPS-68M1 nie różnią się od jego poprzedników, przybliżę jednak ten miernik z uwagi na znaczną obecnie podaż na rynku. 

DPS-68M1 jest pokładowym rentgenometrem, przeznaczonym do instalowania w różnego rodzaju pojazdach, głównie wozach bojowych, samochodach terenowych i czołgach, a także śmigłowcach. Oprócz pomiaru bieżącej mocy dawki w rentgenach na godzinę przyrząd sygnalizuje przekroczenie jednego z 3 progów, jak również może sterować sygnalizacją zewnętrzną. Detektory promieniowania umieszczono w dwóch hermetycznych sondach, połączonych z pulpitem za pomocą 3-metrowych przewodów. Pozwala to na zamontowanie sond w różnych miejscach pojazdu, np. na dachu i pod podwoziem albo wewnątrz kabiny i na zewnątrz  Wynik podawany jest na mikroamperomierzu MEA-32, wspólnym dla obu sond.

 

Liczniki G-M umieszczono w aluminiowej obudowie sondy, która skutecznie odcina zarówno całe promieniowanie beta, jak również niskoenergetyczną emisję gamma. 

W połączeniu z miniaturowymi licznikami G-M przekłada się to na bardzo niską czułość przyrządu przy „domowych” źródłach. Nawet wysokoaktywny minerał czy soczewka z Th-232 powodowały jedynie oscylacje wskazówki między zerem a pierwszą działką, czyli 1 mR/h (10 µSv/h). Siatki żarowe, szkło uranowe czy ceramika z glazurą uranową zupełnie nie robiły wrażenia na DPS-68M1. Jedynie skala od DP-63A osiągnęła wynik 3 mR/h (30 µSv/h) z uwagi na dużą ilość radowej farby świecącej umieszczonej na małej powierzchni. Podejrzewam, że najbardziej aktywne zegary lotnicze również mogłyby dać podobny odczyt, choć dużo zależy od rozmieszczenia farby świecącej w zegarze, które wpływa na geometrię układu pomiarowego [LINK].

 

Mikroamperomierz, typu MEA-32 250 µA, ma jedną podziałkę o zakresie 0.1-5 R/h. Skala jest logarytmiczna – odstępy między podziałkami maleją wraz ze wzrostem wartości i wynoszą:

• między 0,1 a 2 – co 0,1
• między 2 a 3 – co 0,2
• między 3 a 5 – co 0,5

Poszczególne podzakresy mają mnożniki, które w połączeniu z wartościami podziałki głównej dają następujące przedziały mierzonej mocy dawki:

• x100 (10-500 R/h = 0,1-5 Sv/h)
• x10 (1-50 R/h = 10-500 mSv/h )
• x1 (0,1-5 R/h = 1 - 5 mSv/h)
• x0,1 (10-500 mR/h = 100 - 5000 µSv/h)
• x0,01 (1-50 mR/h = 10 - 500 µSv/h)

Zakres kończy się więc na takiej mocy dawki, przy której po godzinie otrzymamy dawkę śmiertelną LD50/30. Jeśli jednak uwzględnimy krotność osłabienia przez karoserię samochodu, pancerz wozu bojowego czy czołgu, zakres ulegnie znacznemu rozszerzeniu. Z poniższego rysunku możemy odczytać stopień osłabienia promieniowania np. we wnętrzu wozu bojowego BRDM-2 (pancerz boczny 7 mm, podłoga 2-3 mm) czy czołgu T-55 ( pancerz boczny 90 mm, podłoga 20 mm).

Układ dwóch sond pomiarowych pozwala więc m.in. porównać poziom promieniowania w terenie i wewnątrz pojazdu, jak również na poziomie gruntu i w pewnej wysokości nad nim.  Dzięki temu można oszacować, czy wyjście z pojazdu będzie bezpieczne i jak długo może potrwać, a także, czy promieniowanie pochodzi z ziemi (opad promieniotwórczy, produkty aktywacji gruntu), czy z powietrza (promieniowanie natychmiastowego bliskiego wybuchu jądrowego).

 

https://promieniowanie.blogspot.com/2020/07/plansze-instruktazowe-obrony-cywilnej.html

Sygnalizacja progowa jest rozwiązana identycznie jak w DP-75, czyli może być uruchamiana po przekroczeniu podziałki 1, 3 lub 5 na skali niezależnie od wybranego zakresu pomiarowego. Daje to łącznie 15 progów alarmu – po 3 na każdy zakres. Próg ">5" oznacza przekroczenie ostatniej podziałki na skali, czyli przekroczenie danego zakresu pomiarowego. We wcześniejszych wersjach (DPS-68 i DPS-68M) wartości progów wynosiły 0,5, 1 i >2

Porównanie DPS-68M1 (z prawej) i DPS-68, czyli pierwszego modelu tego rentgenoradiometru pokładowego.
Fot. z kolekcji Armina Zabornego.

Sygnalizacja progowa odbywa się za pomocą błysków czerwonej lampki i dźwięku z brzęczyka, takich samych jak w sygnalizatorze RS-70. Dźwięk można wyłączyć przełącznikiem „ALARM”. Sygnalizacji progowej nie da się zupełnie wyłączyć, możemy tylko ustawić próg na końcu zakresu pomiarowego przekręcając pokrętło „PROGI” na pozycję >5. Alarm jest bardzo głośny, ok. 90 dB, tak samo jak w w/w sygnalizatorze, i w podobny sposób regulujemy jego głośność - śrubką w otworze poniżej kratki głośnika.

 ***

DPS-68M1 jest bardzo prosty w obsłudze. Na przednim panelu mamy dwa pokrętła: progów i podzakresów, oprócz tego przełącznik wyboru sondy (S1/S2) oraz wyłącznik alarmu dźwiękowego. 

Aby uruchomić miernik, przekręcamy pokrętło „PROGI” na pozycję K. Odbywa się wówczas procedura kontrolna sygnalizacji progowej – wskazówka dochodzi do podziałki 1, zapala się lampka (i włącza dźwięk, jeśli „ALARM” ustawiono na WŁ). Następnie procedura powtarza się. Tutaj uwaga – procedura kontrolna nie powiedzie się bez podłączenia choć jednej sondy i wybrania jej przełącznikiem S1/S2. Bez sondy wskazówka tylko nieznacznie podniesie się powyżej zera i nie uruchomi się alarm. Pamiętajmy o tym, zwłaszcza jeśli mamy tylko jedną sondę pomiarową, jak często się zdarza w obecnie dostępnych egzemplarzach.

Po procedurze kontrolnej wystarczy wybrać próg alarmu oraz zakres pomiarowy. Zakresy uporządkowane są od najwyższego, aby uniknąć przeciążenia miernika w razie zbyt wysokiego poziomu promieniowania. Jest to zresztą powszechna praktyka w konstruowaniu dozymetrów, zarówno wojskowych (DP-5, DP-66, DP-75), jak i laboratoryjnych (RK-63, RK-67, RK-10)

 ***

Obudowa wykonania jest z typowego brązowego tworzywa sztucznego, używanego w innych krajowych wojskowych dozymetrach. Pulpit pomiarowy jest mocowany w pojazdach za pośrednictwem stalowej ramki, wyposażonej w gumowe amortyzatory. Chronią one miernik, głównie mikroamperomierz, od nadmiernych wstrząsów podczas jazdy, zwłaszcza w terenie. 

Na dolnej krawędzi ramy zamocowane są plastikowe gwintowane pierścienie, służące do nakręcenia zaślepek od gniazd pulpitu, gdy są do nich podpięte sondy:

Sondy pomiarowe mocowane są na sztywno do swoich podstawek za pomocą dwóch śrub i obejmy.

Demontaż sondy wymaga  wykręcenia zaplombowanej śruby, a następnie użycia klucza hakowego celem odkręcenia mutry mieszczącej wtyk dla przewodu. 

Wnętrze sondy wygląda następująco - w plastikowych osłonach znajdują się liczniki G-M - w mniejszej DOI-30 odpowiedzialny za wyższe zakresy, w większej DOI-80 obsługujący niższe:

Przewody mają na obu końcach ten sam wtyk SzP-7, teoretycznie  możemy je więc podłączyć dowolnie. Różnice występują jednak w wielkości gumowych pochewek na wtyczki - koniec przeznaczony do podłączenia sondy ma szerszą pochewkę, która przymocowywana jest przez opaskę na korpusie sondy.

Zasilanie odbywa się z instalacji pojazdu o napięciu 12 lub 24 V za pośrednictwem specjalnego przewodu, zakończonego wtyczką pasującą do gniazda lampy przenośnej w starych samochodach, nie tylko wojskowych, jak również agregatach PAB-2. Wtyczka taka była stosowana także w adapterze zasilania zewnętrznego od DP-66 i DP-66M, jak również w przewodach do rentgenoradiometrów z zasilaczem wewnętrznym, czyli DP-66M1 i DP-75. W razie braku takiego przewodu pozostaje improwizacja i podłączanie za pośrednictwem krokodylków albo przewodu do ładowania golarki.

Wyboru napięcia zasilającego dokonujemy po wykręceniu moletowanej nakrętki wraz z przezroczystym kapturkiem. Wówczas możemy wyjąć zworkę zakończoną pierścieniem i umieścić ją z powrotem  zgodnie z oznaczeniami napięcia na obudowie. 

W gnieździe zasilania biegun dodatni znajduje się bliżej gniazda sondy S-2. Odwrotne podłączenie biegunów nie zniszczy przyrządu, po prostu nie będzie działał. Pobór prądu wynosi ok. 150 mA w trybie pracy, 250 mA w trybie alarmu i kontroli z włączonym dźwiękiem i 180 mA bez dźwięku.

Zerknijmy jeszcze do wnętrza pulpitu - wszystkie zdjęcia z kolekcji Armina Zabornego:

Na rynku wtórnym DPS-68M1 wyparł praktycznie całkowicie DPS-68M, który jeszcze kilka lat temu był wyprzedawany po 55 zł za sztukę z dwiema sondami. Wiele egzemplarzy jest niestety w złym stanie technicznym, z uciętymi kablami od sond lub sondami z wcześniejszych wersji. Poniżej przykładowy nieźle zachowany egzemplarz w ofercie sklepu Wadera W.

https://allegro.pl/oferta/rentgenometr-dps-68m1-10534446182

Praktyczne zastosowanie tego przyrządu jest dość ograniczone z uwagi na małą czułość na większość "domowych" źródeł promieniowania. DPS-68M1 jest głównie obiektem kolekcjonerskim dla pasjonatów pojazdów militarnych,  przydatnym szczególnie w wersjach rozpoznawania skażeń. Do bieżącego monitorowania poziomu promieniowania polecam jednak inne przyrządy. 

Dozymetr Graetz EDW-150A

Dozymetr ten był pierwszym przyrządem dozymetrycznym, jaki w ogóle trafił w moje ręce, jeszcze w czasach, gdy samo określenie „licznik Geigera” miało wręcz magiczne brzmienie. Równie szybko mnie rozczarował z uwagi na nieintuicyjną obsługę i małą przydatność do domowych pomiarów. Było to jednak na kilka lat przed powstaniem bloga, zatem teraz, bogatszy o ośmioletnie doświadczenie, przystępuję do omówienia przyrządu. Miernik co jakiś czas pojawia się na portalach aukcyjnych, a jest na tyle specyficzną konstrukcją, że jego zakup powinien być dokonany świadomie.

 

Graetz EDW150A zlicza łączną dawkę w zakresie 1-2000 µSv oraz sygnalizuje przekroczenie jednego z czterech progów dawki (200, 500, 1000 i 2000 µSv) oraz dwóch progów mocy dawki (25 i 100 µSv/h). Wynik podawany jest na wyświetlaczu LCD wraz z ikoną informującą o stanie baterii oraz kropką migającą w rytm zliczonych impulsów. 

Przyjęte przez dozymetr impulsy mogą być też sygnalizowane dźwiękiem. Obudowa wykonana jest z metalizowanego tworzywa sztucznego i wyposażona w klips.

Detektorem promieniowania jest miniaturowy licznik G-M o średnicy 4,2 mm, długości 10 mm i gęstości powierzchniowej ścianki 125-145 mg/cm2, który wykrywa promieniowanie gamma o energii od 75 keV do 3 MeV. Umieszczono go w przedniej części obudowy, położenie środka układu pomiarowego wyznaczają dwie błyszczące kropki na przedniej i spodniej powierzchni korpusu miernika. 

Dozymetr włącza się od razu po włożeniu baterii i nie ma żadnego wyłącznika sieciowego. Obsługujemy go za pomocą:

• pokrętła na przednim panelu, obracanego monetą lub paznokciem, którym ustawiamy alarm progowy przekroczenia łącznej dawki (200, 500, 1000 lub 2000 µSv), jak również całkowicie wyłączamy sygnalizację progową dla łącznej dawki (pozycja AUS)

• mikroprzełączników ukrytych pod zakręcaną zaślepką z prawej strony:
• S1 – włącza sygnalizację progową mocy dawki
• S2 – ustawia próg mocy dawki – ON = 100 µSv/h, OFF = 25 µSv/h
• S3 – włącza dźwiękową sygnalizację impulsów
• S4 – resetuje urządzenie (ten przełącznik wg instrukcji występuje tylko w wersji EDW150, choć prezentowany egzemplarz to EDW150A, a nawet w tych EDW-150A, które go mają, nie jest opisany na przednim panelu, gdzie rozpisano pozostałe)

 

Jak widać, główną funkcją EDW-150A jest zliczanie łącznej dawki i to ona będzie cały czas pokazywana na wyświetlaczu. Wynik jest zaokrąglany do pojedynczych µSv, zatem przyjmując tło na poziomie 0,1 µSv/h pierwszy odczyt zobaczymy po 10 godzinach od uruchomienia miernika. Podczas testów w moim pokoju dawka wzrastała następująco:

• Dzień 1
• 11:45 - instalacja baterii
• Dzień 2
• 7:40 - 2 µSv
• 13:10 - 3 µSv
• 19:20 - 4 µSv
• Dzień 3
• 7:30 - 5 µSv
• 10:50 - 6 µSv
• Dzień 4
• 7:14 - 8 µSv
• 11:35 - 8 µSv
• 13:20 - 9 µSv
• 18:50 - 9 µSv
• Dzień 5 
• 7:30 - 11 µSv
• 15:45 - 12 µSv
• Dzień 6
• 6:15 - 14 µSv
• 18:25 - 15 µSv
• 21:40 - 16 µSv
• Dzień 7
• 6:50 - 17 µSv
• 17:10 - 18 µSv

Z kolei po włączeniu dźwiękowej sygnalizacji impulsów, mierząc tło naturalne w tym samym miejscu, udało mi się naliczyć 7 sygnałów w przeciągu godziny. Odstępy były następujące:

• 6:57
• 7:05
• 7:26
• 7:36
• 7:41
• 7:55
• 7:57

Zastanawia mnie nieproporcjonalnie duży odstęp między 7:05 a 7:26, gdyż mając dozymetr na stanowisku pracy i nie ruszając się z miejsca na pewno nie pominąłem żadnego impulsu. Najprawdopodobniej jest to efekt statystycznego charakteru rozpadów promieniotwórczych, szczególnie uwidocznionego przy tak niskiej częstości zliczania w warunkach tła naturalnego (0,12 cpm!). 

***

Jeżeli chodzi o czułość przyrządu, to Graetz EDW-150A reaguje tylko na silniejsze źródła promieniowania gamma. Poniżej porównanie liczby impulsów zliczonych w określonym czasie przez Graetz EDW-150A i obliczonej na tej podstawie częstości zliczania z mocą dawki zmierzoną dozymetrem ANRI Sosna:

Jak widać, nawet skala od DP-63A daje częstość zliczania na tyle niską, że można ją obliczyć "na słuch", notując impulsy w określonym czasie. Działanie dozymetru przy w/w źródłach oraz uruchomienie alarmu progowego można obejrzeć na tym filmie:

Graetz EDW-150A jest czuły tylko na emisję gamma, promieniowanie beta, nawet od "kontrolki", nie robi na nim żadnego wrażenia. Również wysokoaktywna ceramika uranowa nie powoduje zauważalnego wzrostu częstości zliczania, gdyż jej promieniowanie składa się głównie z niskoenergetycznych kwantów gamma oraz cząstek beta.  

***

Zasilanie odbywa się z 3 ogniw typu N (R1, 910A, E90, „Lady”) o napięciu 1,5 V każde, umieszczonych w komorze zamykanej zakręcanym wieczkiem. Oznaczenia na spodzie korpusu dozymetru wskazują kierunek umieszczenia ogniw. 

Czas pracy na jednym komplecie baterii alkalicznych powinien wynosić 1 rok, przy zastosowaniu tańszych cynkowo-węglowych będzie znacznie krótszy z uwagi na ich dwukrotnie mniejszą pojemność. Prawidłowe napięcie zasilania (3,1-5,5 V) jest stale sygnalizowane symbolem baterii z napisem OK. Miganie wyświetlacza i zniknięcie „OK” oznacza, że baterie starczą jeszcze na 10 godzin przy mocy dawki 100 mSv/h lub na 1 godzinę przy 1 Sv/h. Zapisana przez dozymetr wartość łącznej dawki jest zapamiętywana do 12 godzin od utraty zasilania, nie stracimy jej więc przy wymianie baterii lub gdy przeoczymy moment rozładowania.

 ***

Dozymetr może współpracować z komputerowym systemem EDAG, podłączanym za pośrednictwem styków na spodzie obudowy, pomiędzy zaślepkami komory baterii i mikroprzełączników. Poniżej urządzenie EDAG 02 podczas odczytu bardzo podobnego dozymetru Graetz ED-150:

https://grimas.hu/wp-content/uploads/2018/10/ED150En.pdf

Obudowa ma kształt wydłużonego prostopadłościanu z zagiętym do przodu końcem, mieszczącym wyświetlacz i licznik GM.  Od spodu znajduje się głośnik i solidny klips, umożliwiający zamocowanie dozymetru w kieszeni fartucha. Klasa szczelności obudowy to IP-67, czyli jest całkowicie pyłoszczelna i powinna wytrzymać zanurzenie w wodzie na głębokości 1 m przez 30 minut [LINK]. 

Jeżeli chcemy otworzyć obudowę, musimy odkręcić zarówno dwie śrubki z łbem krzyżakowym, jak również śrubki trzymające klips do pasa. Następnie ostrożnie zdejmujemy panel obudowy mieszczący wyświetlacz. Z uwagi na uszczelkę będzie konieczne przyłożenie pewnej siły, uważajmy jednak, by nie zerwać przewodów. Wnętrze dozymetru przedstawia się następująco - z prawej, w plastikowej przezroczystej osłonie, umieszczono licznik G-M:

Miernik ten ma specyficzne przeznaczenie, jakim jest  pomiar łącznej dawki promieniowania gamma przyjętej przez użytkownika oraz alarmowanie o przekroczeniu jednego z dwóch poziomów mocy dawki. Zaprogramowane wartości progów (25 i 100 µSv/h) są dość wysokie i trudno je przekroczyć w normalnych warunkach, chyba że mamy zegar lotniczy z większą ilością farby radowej, którym przekroczymy próg 25 µSv/h. Trudniej będzie przekroczyć 100 µSv/h, chyba że w nielicznych miejscach Czarnobylskiej Strefy Wykluczenia. Funkcja dźwiękowej sygnalizacji impulsów może służyć jako prosty indykator promieniowania, pozwalający wnioskować o wzroście mocy dawki na podstawie częstości sygnałów, jednak do tego celu jest wiele czulszych i dokładniejszych przyrządów. Z kolei jako dozymetr indywidualny Graetz ma dużą objętość w stosunku do funkcjonalności, szczególnie jeśli porównamy go z dozymetrami DMC-2000 firmy MGP Instruments. Mają one szerszy zakres pomiarowy oraz wyświetlają bieżącą moc dawki przy jednocześnie znacznie mniejszych wymiarach, pozwalających wręcz zapomnieć o noszonym przyrządzie.