Dozymetr KSMG 1/1 M na wojnę jądrową

Przyrząd ten stanowi centralny element zestawu dozymetrycznego, funkcjonującego pod zbiorczą nazwą KSMG-1/1, czyli Kernstrahlungmessgerät (miernik promieniowania jądrowego). Produkowany był w NRD przez zakłady VEB Robotron, wytwarzające aparaturę pomiarową, komputery, radia, telewizory, maszyny do pisania, podzespoły elektroniczne, maszyny liczące itp.

Prezentowane urządzenie, oznaczone KSMG-1/1 M (M = Messgerät, miernik) jest przenośnym miernikiem dawki i mocy dawki promieniowania gamma. Może być używane samodzielnie lub w połączeniu z innymi elementami zestawu, do którego należą:

• centralka KSMG 1/1 Z (fot. 2) umożliwia podłączenie 2 zewnętrznych sond i zasilanie z sieci pokładowej pojazdu
• wyświetlacz KSMG 1/1 A  (fot. 3) do pomiarów i sygnalizacji z dużej odległości 
• jednostka sterująca KSMG 1/1 B do podłączenia modemu, drukarki, wysokościomierza, wskaźnika kursu
• zewnętrzna sonda pomiarowa KSMG 1/1 S (fot. 4)
• zasilacz KSMG 1/1 N (fot. 10) do zasilania z sieci AC 220 V lub awaryjnej DC 24 V
• przewód o długości 200 m KSMG 1/1 K-1 (fot. 11) do podłączenia sondy KSMG 1/1 S
• przewód o długości 50  m KSMG 1/1 K-2 (fot. 12) do podłączenia wyświetlacza KSMG 1/1 A

  

Przykładowe połączenia wszystkich elementów zestawu:

KMSG 1/1 M jest typowym przyrządem przewidzianym na wojnę jądrową – ma masywną metalową obudowę odporną na działanie chemikaliów (benzyna, ropa, oleje, metanol, tłuszcze) i wodoszczelną do głębokości 1,5 m w wodzie. Instrukcja podaje klasy szczelności dla poszczególny elementów zestawu: 

• IP67 (pełna pyłoszczelność i odporność na krótkotrwałe zanurzenie w wodzie) dla miernika KSMG 1/1 M i opcjonalnych sond KSMG 1/1 S
• IP54 (ochrona przed pyłem i bryzgami wody) dla centralki KSMG 1/1 Z i zewnętrznego wyświetlacza KSMG 1/1 A. 

Przyrząd ma dużą klawiaturę membranową, którą można obsługiwać nawet w rękawicach kombinezonu ochronnego. Klawisze numeryczne pozwalają na szybkie wprowadzenie wartości progów alarmowych bez konieczności przeklikiwania się przez poszczególne cyfry.

Dozymetr ten ma następujące funkcje:

• pomiar mocy dawki promieniowania gamma w µGy/h z alarmem progowym
• pomiar dawki promieniowania gamma µGy z alarmem progowym
• sygnalizacja trendu wzrostowego lub spadkowego mocy dawki
• sygnalizacja obecności promieniowania natychmiastowego przy wybuchu jądrowym (jakbyśmy przeoczyli kulę ognistą)
• wraz z centralką KSMG 1/1 Z może uwzględniać krotność osłabienia promieniowania przez pancerz pojazdu czy ściany pomieszczenia

Detektorem promieniowania są dwie diody PIN umieszczone na spodniej stronie urządzenia, pod czarnymi zaślepkami stanowiącymi osłony złącza indukcyjnego do centralki KSMG 1/1 Z. 

Masywna obudowa odcina promieniowanie beta i niskoenergetyczne gamma, gdyż w warunkach jądrowego pola walki największe znaczenie ma emisja gamma o średnich i wysokich energiach.

Zakres pomiarowy KSMG 1/1 M jest ogromny:

• moc dawki - od 1 µSv/h (0,1 mR/h) aż do 100 Sv/h (10000 R/h), czyli od dziesięciokrotności tła naturalnego aż do natężenia promieniowania zaraz po wybuchu jądrowym, kiedy po 3 minutach otrzymamy dawkę śmiertelną LD50/30
• dawka - od 0,1 µSv (0,01 mR), którą przyjmiemy po godzinie w warunkach typowego tła naturalnego, aż do 10 Sv (1000 R), powodującej mózgową postać choroby popromiennej (utrata przytomności i śmierć w ciągu kilku dni). 

Błąd pomiaru wynosi +/- 25% dla pomiaru mocy dawki i +/- 15 % dla dawki. Zakres energetyczny mierzonego promieniowania nie jest zdefiniowany precyzyjnie, tylko odniesiono go do spektrum energii produktów rozszczepienia występującego w czasie od 1 godziny do 1 roku od wybuchu jądrowego. 

Miernik ten zakwalifikowałbym jako rentgenometr z uwagi na pomiar tylko promieniowania gamma i to o wysokich natężeniach. Przyrząd ten mierzy co prawda również niższe poziomy promieniowania, jednak bez aktywności emiterów beta, co jest cechą wyróżniającą rentgenoradiometr, np. DP-5, DP-66, DP-75.

Wynik podawany jest w µGy/h na wyświetlaczu LED o 3 cyfrach. Dla umożliwienia wyświetlania zarówno bardzo małych, jak i bardzo wysokich wartości bez zmiany przedrostka i na tak małym wyświetlaczu, zastosowano notację naukową. Pierwsze dwie cyfry stanowią podstawę, zaś trzecia wykładnik potęgi o podstawie 10. Przykładowo odczyt 1,6 EXP 3 oznacza 1,6*10^3 czyli 1600. Kropka na lewym segmencie wyświetlacza pełni zarówno rolę przecinka, jak również miga w rytm częstości zliczania:

Kolorowe strzałki na dole wyświetlacza znajdują się powyżej przycisków poszczególnych trybów i sygnalizują, który z nich jest włączony (od lewej: dawka, próg dawki, próg mocy dawki, moc dawki). Przykładowo, poniżej dozymetr jest w trybie wyświetlania łącznej dawki (1,4*10^0 = 1,4 µSv)

Celem oszczędzania energii wyświetlacz ogranicza swoją jasność po 30 sekundach pracy, aby przywrócić pełną jasność, musimy wcisnąć któryś z przycisków trybów.

Klawiatura membranowa może wydawać się nieco skomplikowana, przedstawię więc jej najważniejsze funkcje jednocześnie z oryginalnymi niemieckimi opisami z instrukcji dla ewentualnej weryfikacji:

Miernik włączamy, wciskając przycisk I na dole klawiatury i od razu rozpoczyna się pomiar. Dozymetr ma jeden zakres, ale pomiar może odbywać się w dwóch trybach, różniących się czasem uśredniania: "minimalny" i "adaptatywny". Po uruchomieniu miernika automatycznie włącza się czas "minimalny", przewidziany na wysokie poziomy promieniowania. Do pomiaru "domowych" źródeł lepszy będzie czas "adaptatywny", który wg instrukcji zwiększa czułość przyrządu 100x.  Niestety niewiele on nam pomoże, gdyż KSMB-1/1 M reaguje tylko na silne źródła promieniowania gamma, w rodzaju zegarów lotniczych z farbą radową. Siateczki, elektrody, soczewki czy nawet wysokoaktywne minerały powodują najwyżej chwilowy wzrost wyniku z 0 EXP 2 do 1 EXP 2. Jedynie skala od DP-63A powodowała krótki skok do 0,5 EXP 2, czyli 0,5*10^2 (50 µSv/h), choć zwykle wynik oscylował między 0,2 a 0,3 EXP 2:

Dozymetr ma sygnalizację akustyczną i optyczną przekroczenia zaprogramowanych progów dawki i mocy dawki. Przekroczenie progu powoduje miganie wyświetlacza na zmianę ze strzałką przy przycisku trybu, którego próg został przekroczony. Jeśli włączona jest sygnalizacja dźwiękowa (kropka nad prawą cyfrą), dozymetr będzie też piszczał w rytm migania wyświetlacza. Wartość progu możemy sprawdzić wciskając przycisk z symbolem ukośnej linii i odpowiednią jednostką (µSv - dawka, µSv/h - moc dawki). Alarmy dźwiękowe przestawiają się następująco:

• sygnał szybki (10 Hz) - promieniowanie natychmiastowe
• sygnał średni (2,5 Hz) - przekroczenie progu dawki
• sygnał powolny (0,6 Hz) - przekroczenie progu mocy dawki

Sygnalizacja akustyczna może jednocześnie wskazywać wszystkie te parametry dzięki odpowiedniej kombinacji sygnałów:

Wartość pomiaru łącznej dawki jest resetowana po wyłączeniu zasilania, podobnie jak wartości progów. 

***

Przyrząd zasilany jest zestawem akumulatorków 5 KBM 0,500 LV 546 o napięciu 6 V i pojemności 500 mAh lub 5 typowymi ogniwami R6 (AA). 

Pokrywę przedziału baterii odkręcamy ręcznie i wyjmujemy wraz z bateriami, trzymanymi od boków przez blaszaną opaskę z oznaczeniami biegunów. Przy zakładaniu wycięcie w opasce musimy wpasować w występ wewnątrz komory baterii:

Czas pracy na akumulatorkach, przy korzystaniu z klawiatury do 20 razy, w temperaturze 15-35 st. C, wynosi min. 6 godzin, w temperaturach wyższych lub niższych od tego zakresu skraca się do 4 godzin. Ładowanie akumulatorków trwa 8 godzin w zakresie temperatur 10-50 st. C lub 12 godzin w zakresie -50 do +10 st. C. Czas pracy z zastosowaniem zwykłych baterii, szczególnie alkalicznych, powinien być znacznie dłuższy. 

Gdy dozymetr zainstalowany jest w centralce KSMG 1/1 Z, może być wtedy zasilany z sieci pojazdu o napięciu 10,8-33,6 V z jednoczesnym ładowaniem podtrzymującym akumulatorków. Z kolei zasilacz sieciowy KSMG 1/1 N pozwala na korzystanie z typowej sieci 220 V lub awaryjnego zasilania z baterii 24 V. Wszystkie te źródła prądu mają dużą tolerancję napięć - przy zasilaniu z sieci 220 V dopuszczalne wahania to -44 i + 22 V, przy 24 V zaś -3,6 V i +8,4 V.

Zerknijmy jeszcze na centralkę. Dozymetr mocowany jest w niej przy pomocy haków wystających ze spodniej części obudowy, zaczepiających się o elementy nr 45 a następnie jest dociskany do centralki zatrzaskiem nr 42. Przesył danych zapewniają dwa kontakty indukcyjne (nr 44)

Do centralki możemy podłączyć 2 zewnętrzne sondy KSMG 1/1 S i odczytywać wyniki z nich na wyświetlaczu miernika podłączonego do centralki. Przełączanie  między sondami odbywa się przyciskami 52 i 53. Pomiar może się też odbywać tylko przy użyciu miernika KSMG 1/1 M, centralka zaś będzie wtedy uwzględniać krotność osłabienia np. przez pancerz czołgu czy wozu bojowego, wybraną przez użytkownika, Sygnały alarmowe generowane przez dozymetr mogą być też nadawane do interkomu pokładowego. 

Zasilanie centralki odbywa się z własnych akumulatorków, tego samego typu co w mierniku, jak również z sieci pojazdu, w którym jest zamontowana, lub z zasilacza sieciowego KSMG 1/1 N. Schemat przyłączenia poszczególnych elementów zestawu do centralki wygląda następująco:

Sondy pomiarowe zawierają detektory półprzewodnikowe, najprawdopodobniej tego samego typu, co w mierniku KSMG 1/1 M:

Warto jeszcze przedstawić zewnętrzny wyświetlacz KSMG 1/1 A, który pozwala na odczyt wyniku i usłyszenie alarmu progowego z dala od centralki z miernikiem:

Prezentowany egzemplarz wykonano w 1987 r., czyli już w schyłkowym okresie zimnej wojny. Jest to nowoczesny przyrząd, przystosowany do współpracy z wieloma systemami wozów bojowych czy śmigłowców. Jego zastosowanie w amatorskiej dozymetrii jest dość ograniczone z powodu niskiej czułości na słabe promieniowanie oraz niewygodnego odczytu w notacji naukowej. Pełnego zakresu pomiarowego lepiej nie mieć możliwości wypróbować, gdyż oznaczałoby to poważną awarię radiacyjną lub atak nuklearny. Z drugiej strony KSMG 1/1 M stanowi bardzo ciekawy obiekt kolekcjonerski, rzadko pojawiający się na rynku wtórnym, szczególnie z pełnym wyposażeniem. Jeżeli dysponujecie egzemplarzem tego miernika lub macie dodatkowe wyposażenie do niego, dajcie znać w komentarzach!