Radiometr RK-100

Firma Polon-Alfa z Bydgoszczy wywodzi się ze Zjednoczonych Zakładów Urządzeń Jądrowych „Polon”, głównego krajowego producenta sprzętu dozymetrycznego od lat 70. aż do początku 90. W swojej ofercie ma profesjonalne mierniki promieniowania, stosowane głównie w ochronie radiologicznej, a także aparaturę sygnalizacji pożarowej i systemy detekcji gazów. Współczesne wyroby tej firmy dość rzadko pojawiają się na rynku wtórnym, ostatnio jednak udało mi się nabyć prezentowany tutaj radiometr RK-100-2.

 

Fot. Polon Alfa - https://www.polon-alfa.pl/pl/products/1973/RK-100-2

Przyrząd składa się z pulpitu z wbudowanym miniaturowym licznikiem G-M do pomiaru mocy dawki promieniowania gamma oraz dołączanej sondy z licznikiem okienkowym do pomiaru aktywności skażeń alfa, beta i gamma.

Licznik wbudowany w pulpit umieszczono pod dolną ścianką, blisko przedniej krawędzi. Zapewnia pomiar mocy dawki w µGy/h i mGy/h oraz równoważnika w µSv/h i mSv/h, jak również zliczanie łącznej dawki w mGy i równoważnika w mSv. Całkowity zakres pomiarowy mocy dawki zawiera się pomiędzy 0,1 µGy/h (µSv/h) a 50 mGy/h (mSv/h), zaś dawki od 0,1 µGy (µSv) do 10 Gy (Sv), obejmuje więc tło naturalne oraz wartości, z którymi możemy się spotkać jedynie podczas awarii radiacyjnej. Środek geometrii układu pomiarowego zaznaczono krzyżykiem:

Z kolei w sondzie zastosowano okienkowy licznik G-M typu pancake o średnicy 65 mm i powierzchni 33 cm2, najprawdopodobniej typu SI8B.

Wykrywa on miękkie promieniowanie beta oraz silniejsze alfa, niestety w dostępnych specyfikacjach nie podano zakresów energii mierzonego promieniowania.  Pomiar może odbywać się w trzech trybach:

• w jednostkach bezwzględnych - impulsach na sekundę (0,1-10.000), które można później samemu przeliczyć na aktywność powierzchniową, jeśli znamy współczynnik kalibracyjny dla danego izotopu
• w jednostkach bezwzględnych, czyli aktywności powierzchniowej (Bq/cm2) pod warunkiem wcześniejszego wprowadzenia współczynnika kalibracyjnego dla konkretnego izotopu, który ustala się podczas wzorcowania, prowadzonego oddzielnie dla poszczególnych nuklidów (więcej o kalibracji i wzorcowaniu - LINK)
• różnicowy w jednostkach bezwzględnych (Bq/cm2) - z wskazywaniem różnicy w stosunku do poziomu przyjętego za normę, który może być dowolną wartością zaprogramowaną w dozymetrze, zarówno tłem naturalnym, jak i dużo wyższym poziomem - wykryjemy wówczas "gorące plamy" przekraczające typowy poziom skażenia danej powierzchni.

Okienko pomiarowe na czas transportu zakrywane jest aluminiową pokrywką trzymaną przez magnesy umieszczone na jej obwodzie, która jednocześnie służy za filtr odcinający promieniowanie beta przy pomiarach aktywności skażeń emiterami gamma.

W zestawie znajduje się też pokrywka z cienką folią, pozwalającą odciąć emisję alfa i przepuścić jedynie cząstki beta oraz kwanty gamma. 

Stosując odpowiednie kombinacje tych dwóch przesłon możemy łatwo ustalić, jaki rodzaj promieniowania dominuje w mierzonej próbce, jak również mierzyć je selektywnie. W zestawie znajdują się również zapasowe folie do tej przesłony na wypadek uszkodzenia lub skażenia.

Z kolei do pomiaru mocy dawki gamma przewidziana jest osłona ze stalowej blachy podbitej ołowiem, mająca wycięcia ułożone w znak „koniczynki” ostrzegającej przed promieniowaniem. 

Z jej użyciem do okienka pomiarowego dociera mieszanka promieniowania znacznie osłabionego przez metalowe segmenty oraz niczym nie osłabionego, przechodzącego przez wycięcia. Takie rozwiązanie wynika z faktu, że  liczniki okienkowe mają małą czułość na promieniowanie gamma, zatem w filtrach stosuje się albo lekkie materiały na całej powierzchni (np. w IRD-02, DRGB-01 "EKO-1") albo kombinację grubej osłony i jej zupełnego braku jak w tym przypadku. 

Instrukcja zastrzega, by mocy dawki gamma nie mierzyć z pełną osłoną aluminiową na sondzie, gdyż wówczas wynik nie będzie miarodajny dla energii poniżej 80 keV - zasadniczo do pomiaru promieniowania gamma powinna służyć tylko powyższa przesłona z wycięciami. 

Przy pomiarach z sondą zewnętrzną wynik może być podawany albo w cps, albo w Bq/cm2, nie ma opcji pomiaru w jednostkach mocy dawki. Zatem jeśli chcemy mierzyć moc dawki gamma z sondą zewnętrzną, musimy sami przeliczyć z cps na µGy/h lub µSv/h w oparciu o współczynnik kalibracyjny dla danej energii promieniowania. Zakres takiego pomiaru jest ograniczony do 1000 µSv/h, czyli 1 mSv/h.

Przesłony mocowane są na sondzie za pomocą 5 magnesów, umieszczonych na obwodzie. Pozwalają szybko założyć przesłony na sondę, a także zdjąć bez dużego wysiłku. Wyjątkiem jest przesłona z wycięciami, która ma znacznie większe i silniejsze magnesy:

Obudowa sondy ma solidny, metalowy korpus malowany proszkowo. Okienko pomiarowe osłonięte jest siatką z grubego (fi 1 mm) drutu o oczkach 5x5 mm, którą niełatwo jest wgiąć, nawet przy silniejszym nacisku. Pamiętajmy jednak o delikatnym obchodzeniu się z sondą i niestawianiu jej na powierzchniach, z których może coś wystawać, aby nie zniszczyć okienka mikowego.

 ***

Przejdźmy do obsługi. Przyrząd włączamy przyciskiem ( | ) i wykonuje on wówczas krótki test działania, wyświetlając wszystkie znaki na wyświetlaczu. 

Jeśli system nie znalazł żadnych błędów, od razu rozpoczyna się pomiar. W razie wykrycia błędów pojawiają się odpowiednie kody:

• Er 0, 1 i 2 - błędy kalibracji poszczególnych kanałów pomiarowych (odpowiednio moc dawki, równoważnik dawki, aktywność), przy których dozymetr będzie nadal pracował, choć wynik może być niedokładny,
• Err - błędy liczników, które uniemożliwiają pracę miernika, mogą się też pojawiać pomimo braku uszkodzenia, jeśli odczyt jest wyjątkowo niski
• [- - -] - przez kilka sekund, zanim zostanie ustalony wynik pierwszego pomiaru lub w razie odłączenia/uszkodzenia sondy pomiarowej

Domyślnym trybem pracy jest pomiar licznikiem wbudowanym, sonda wówczas pozostaje nieaktywna. Możemy ją w każdej chwili włączyć, wówczas dezaktywuje się licznik w pulpicie. Sondę możemy też odłączyć od radiometru, ale pamiętajmy, by robić to tylko przy wyłączonym przyrządzie, uwaga ta dotyczy zresztą wszystkich przyrządów z sondami zewnętrznymi. 

Miernik kontroluje stan podłączenia sondy i w razie jej odpięcia podczas pracy lub uszkodzenia wyświetli komunikat [- - -] informujący o braku sondy, choć jest on opóźniony o ok. 2 minuty w stosunku do wystąpienia zjawiska. Wtyk sondy ma 4 piny ułożone w kwadrat, ze znacznikiem ułatwiającym właściwe podłączenie. Po podłączeniu jest dodatkowo zabezpieczany gwintowaną nakrętką. 

Przy pracy bez sondy jej gniazdo zasłonięte jest hermetyczną zaślepką. Obok gniazda sondy znajduje się port podczerwieni, służący do łączności z komputerem w standardzie IrDa.

Radiometr obsługujemy za pomocą klawiatury membranowej o 6 przyciskach:

• ( | ) 
• włącznik
• w połączeniu z (X) wciśniętym kilka razy kasuje łączną dawkę zapisaną przez dozymetr
• POMIAR - przełączanie trybów:
• moc równoważnika dawki w µSv/h
• moc dawki w µGy/h
• aktywność bezwzględna w cps (włączenie sondy zewnętrznej, pojawia się litera P)
• aktywność względna w Bq/cm2 (j.w.) 
• równoważnik dawki w µSv
• dawka pochłonięta w µGy
• (X) - podświetlenie wyświetlacza LCD i klawiatury, włączające się na 30 s
• P - pomiar precyzyjny, uśredniany w ciągu 100 s, działający we wszystkich trybach (moc dawki/aktywność) 
• po jego włączeniu miga trójkąt przy znaczniku X, 
• zakończenie pomiaru sygnalizowane jest dźwiękiem i wyświetlaniem X na stałe
• ponowne wciśnięcie P powoduje powrót do normalnej pracy 
• [>] - wybór funkcji specjalnych, powoduje przewijanie trójkątnych znaczników przy indeksach na dole wyświetlacza, które następnie wybieramy przyciskiem F:
• PAMIĘĆ 
• po wybraniu wyświetla się litera H, a znacznik przy napisie PAMIĘĆ miga, 
• przyciskiem [>] przewijamy kolejne 28 komórek pamięci oznaczonych literami, wyświetlając ich zawartość lub [- - - ] jak są puste
• zapisu dokonujemy przyciskiem F - przy pustej komórce wciskamy raz, przy pełnej dwa razy (pierwsze naciśnięcie kasuje poprzedni wpis)
• PRÓG
• po wybraniu wyświetla się litera A i miga znacznik przy napisie PRÓG
• przyciskiem [>] przewijamy domyślne wartości progów:
• moc równoważnika dawki i moc dawki (OFF, 0,5 µSv/h lub µGy/h, 1 µSv/h, 0,99 mGy/h lub mSv/h) 
• aktywność bezwzględna (OFF, 10, 100, 1000 i 10000 cps)
• aktywność względna (OFF, 100, 1000, 1000 i 9900 Bq/cm2)
• dawka i równoważnik (OFF, 1, 10, 50 µGy lub µSv i 0,99 mGy lub mSv)
• [głośnik] - włącza dźwiękową sygnalizację impulsów
• IR - włącza komunikację z komputerem przez port podczerwieni (IrDa) - wyświetla się napis Con i znaczniki transmisji 
• F - funkcyjny, służy do wybierania funkcji specjalnych przewijanych przyciskiem [>]

Generalnie obsługa miernika nie jest skomplikowana, ale warto poświęcić chwilę na lekturę instrukcji oraz przećwiczenie posługiwania się wszystkimi trybami, gdyż niektóre kwestie nie są od razu intuicyjne.

***

Jak przedstawia się czułość RK-100? Najpierw zerknijmy na detektor wewnętrzny. Reaguje on na większość typowych źródeł, z jakimi może się zetknąć dozymetrysta-amator, przy czym ekranowanie licznika przepuszcza część miękkiego promieniowania gamma i wysokoenergetycznego beta. Czas reakcji jest bardzo szybki, natomiast na spadek wyniku trzeba zaczekać kilka sekund, szczególnie przy wartościach poniżej 1 µSv/h

Przejdźmy teraz do sondy zewnętrznej. Licznik ma średnicę 65 mm, co przekłada się na powierzchnię 33,18 cm2, jest więc jednym z większych liczników okienkowych, ustępuje jedynie SBT-10A (40 cm2). Grubość okienka jest zbliżona do wspomnianego SBT-10A (2 mg/cm2), co oznacza przepuszczalność dla cząstek beta od 150 keV i alfa powyżej 4 MeV. Podczas testów dozymetr reagował na wszystkie słabe źródła (granit, szkło kryształowe, niskoaktywne szkło uranowe), choć odczyt zbliżony był do wspomnianego EKO-C i znacznie ustępował dozymetrom na licznikach Beta-2 czy LND-7317:

Oprócz powyższych testów, mających jedynie zademonstrować działanie radiometru, wykonałem również szczegółowe pomiary porównawcze z użyciem dozymetrów:

• MKS-01SA1M (licznik Beta-1), 
• stara wersja EKO-C (licznik SBT-10A), 
• Atomtex AT6130 
• Inspector Alert (licznik LND-7317). 

Wszystkie pomiary były prowadzone z całkowicie odsłoniętym detektorem, a wyniki w cps przeliczone na rozp/min/cm2, celem porównania z miernikami niemającymi możliwości pomiaru w cps, głównie MKS-01SA1M:

Jak widać, wyniki uzyskiwane na EKO-C stanowiły dla większości źródeł 70-80 % odczytu z sondy okienkowej RK-100. Czułość na cząstki alfa była tylko nieznacznie wyższa, co łącznie pozwala przypuszczać, że okienko licznika RK-100 jest jedynie trochę cieńsze niż w SBT-10A z EKO-C. Z drugiej strony RK-100 trudno przeciążyć za pomocą silnych źródeł beta aktywnych, np. kontrolki od rentgenoradiometrów DP-66, która w innych dozymetrach z licznikiem okienkowym powoduje przekroczenie zakresu.

***

Zasilanie RK-100 odbywa się z 4 baterii AAA, instalowanych w koszyczku pod klapką na spodniej stronie urządzenia. 

Aby się do niego dostać, trzeba nacisnąć na występ znajdujący się u góry klapki, a następnie odchylić ją do tyłu - nie jest to intuicyjne, odruchowo chciałoby się klapkę zsunąć:

Koszyczek umieszczamy bateriami do wewnątrz urządzenia i dociskamy pokrywką, mocno, ale z wyczuciem, gdyż zatrzask klapki jest dość wiotki.

Instrukcja nie podaje czasu pracy radiometru na jednym komplecie baterii, a jedynie pobór mocy "bez promieniowania" (tj. ponad tło naturalne) na poziomie poniżej 10 mW. Przy bateriach alkalicznych o pojemności 900 mAh powinno to zapewnić 560 h pracy. Oczywiście pobór prądu zwiększa się wraz z poziomem mierzonego promieniowania. 

***

Radiometr współpracuje z komputerem w trybie off-line, czyli bez równoczesnego prowadzenia pomiaru. Łączność odbywa się przez port podczerwieni (IrDa), co obecnie jest anachroniczne i wymaga stosowania adaptera USB->IrDa. Za pomocą dołączonego programu możemy zarówno zgrywać wyniki na komputer, jak również modyfikować niektóre ustawienia dozymetru. 

W ten sposób wybierzemy wartości progów inne niż kilka domyślnych, zaprogramowanych fabrycznie, prześledzimy wykres mocy dawki zapisanej przez przyrząd, a także zmienimy współczynnik kalibracyjny. Poszczególne zakładki programu wyglądają następująco:

Programu niestety nie testowałem z uwagi na brak adapteru IrDa.

***

Wykonanie radiometru jest solidne, producent deklaruje klasę szczelności IP50 dla pulpitu i IP51 dla sondy. Oznacza to ochronę obu tych elementów przed pyłem, który może co prawda wnikać w niewielkiej ilości, ale bez powodowania szkodliwych skutków (5). Z kolei ochrona przed wodą występuje jedynie w przypadku sondy (1) i to tylko przed pionowo padającymi kroplami, pulpit zaś nie ma żadnej ochrony, choć jego klawiatura membranowa wygląda na szczelną. Pozostaje zatem stosować cienkie woreczki foliowe podczas pracy w warunkach wysokiej wilgotności czy deszczu. Klasy ochrony opisano szczegółowo w tym artykule [LINK]

***

RK-100 dostarczany jest w sztywnej walizce wyłożonej gąbką. Mieści ona przyrząd wraz z sondą i akcesoriami (filtry, płyta CD z oprogramowaniem), zapewniając dobrą ochronę od udarów:

Radiometr RK-100 z uwagi na profesjonalne przeznaczenie i wysoką cenę bardzo rzadko pojawia się na rynku wtórnym. Odkąd prowadzę bloga spotkałem się z nim tylko raz - sam pulpit był sprzedawany za 500 zł i z miejsca znalazł nabywcę. 

Źródło - Archiwum Allegro [LINK]

Moja oferta wypłynęła przy okazji obecnej paniki wywołanej agresją Rosji na Ukrainę i rozdmuchiwanego przez media rzekomego zagrożenia ze strony Czarnobyla. Kupiłem od razu i z przyjemnością przetestowałem. 

Miernik ma sporo zalet, szczególnie jeśli wykorzystujemy sondę zewnętrzną. Jest ona przydatna przy pomiarach małych aktywności oraz wykrywaniu skażeń, zwłaszcza w trybie uśredniania przez 100 s, który pozwala wykryć nawet drobne odskoki od tła. Komplet przesłon pozwala oddzielić emisję alfa, beta i gamma na podobnej zasadzie, co w Gamma Scoucie lub RadiaScanie 701A, czyli przez pomiary z poszczególnymi przesłonami, a następnie odejmowanie wyników od siebie. Niestety czułość na emisję alfa jest niska - RK-100 należy do III ligi dozymetrów z licznikiem okienkowym, czyli tych, które wykrywają jedynie wysokoenergetyczne cząstki alfa (II liga to dozymetry z licznikiem Beta-1, zaś I to drogie, najczulsze konstrukcje na LND-7317). Z drugiej strony grubsze okienko sprawia, że trudno go przeciążyć nawet źródłami o większych aktywnościach, przy których MKS-01SA1M mówi "odczyt poza zakresem pomiarowym". 

Podsumowując jednakże jest to przyrząd profesjonalny, co wpływa zarówno na jego cenę, jak również nieco skomplikowaną obsługę. Zakup powinien być dobrze przemyślany, ponieważ do potrzeb amatorskich wystarczą inne, często czulsze kieszonkowe przyrządy z licznikiem okienkowym, których na rynku jest bardzo szeroki wybór.

Na sam koniec przedstawię jeszcze zestawienie plusów i minusów miernika

Plusy:

• duża czułość na niskoenergetyczne promieniowanie gamma i beta
• komplet przesłon na okienko licznika do selektywnego pomiaru
• szeroki zakres pomiaru zarówno mocy dawki, jak i aktywności
• mały pobór prądu
• wysoka jakość wykonania

Minusy:

• mała czułość na emisję alfa, porównywalna ze starą wersją EKO-C
• niektóre ustawienia można zmienić tylko za pomocą komputera
• łączność z komputerem przez anachroniczny standard IrDa

Jeżeli mieliście możliwość korzystania z RK-100 lub planujecie jego zakup, dajcie znać w komentarzach!