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.