Radiometr cyfrowy RK-21-1

Radiometr kieszonkowy RK-21, podobnie jak większość przyrządów produkcji ZZUJ Polon,  występował w dwóch wykonaniach:

• RK-21-1 z sondą zewnętrzną
• RK-21-2 z sondą wbudowaną

Wersję RK-21-2 omawiałem dwa lata temu [LINK], teraz wreszcie udało mi się kupić RK-21-1. Wykonanie 1 w nomenklaturze Polonu zwykle jest „podstawowe”, a 2 w jakiś sposób zmodyfikowane i tak jest też w tym przypadku. Zastosowanie sondy zewnętrznej ma większy sens w mierniku, który służy do pomiaru wysokich poziomów promieniowania gamma (do 99,9 mGy/h), gdyż pozwala zachować bezpieczny dystans od źródła o dużej aktywności, szczególnie jeśli mamy dodatkową przedłużkę. Miernik z taką sondą wymaga jednak dwóch rąk do obsługi, jest trudniejszy do przenoszenia i bardziej narażony na uszkodzenia. 

Radiometr RK-21-1 wykorzystuje licznik G-M typu DOI-80 umieszczony w sondzie, która z jednej strony ma pełną ściankę obudowy, z drugiej zaś okienko osłonięte jedynie cienką folią. Sam licznik znajduje się w tulejce z blachy ołowianej, w której wykonano małe wycięcie, umieszczone naprzeciwko okienka obudowy (to samo rozwiązanie zastosowano w radiometrze EKO-D):

W ten sposób możemy mierzyć zarówno moc dawki promieniowania gamma, jak również wykrywać aktywność beta. Nie będzie to pomiar, gdyż dozymetr nie jest wyskalowany w jednostkach aktywności powierzchniowej, a pomiar w jednostkach mocy dawki jest niepoprawny metodologicznie, o czym pisałem ostatnio [LINK]. Dwustronna sonda pozwoli nam jednak stwierdzić obecność promieniowania beta, jeśli różnica w pomiarach obiema stronami wyniesie 1:1000 (dla emisji gamma będzie najwyżej 1:2). Poniżej przykładowy pomiar obiektywu Super Takumar 1,8/55 mającego tylną soczewkę ze szkła z dodatkiem toru-232:

Wynik wyświetlany jest na trzycyfrowym wyświetlaczu LED, włączanym za pomocą przycisku chwilowego. Ma to na celu oszczędzanie energii - wczesne wyświetlacze tego typu miały bardzo duży pobór prądu. W moim egzemplarzu prąd pobierany przez dozymetr wynosi 5 mA bez wyświetlacza i aż 30 mA, gdy wyświetlacz jest włączony, zaś mierzone promieniowanie jest na poziomie tła naturalnego. 

Wynik podawany na wyświetlaczu wymaga przemnożenia przez 10^-1 (czyli podzielenia przez 10), aby uzyskać wartość w miligrejach na godzinę (mGy/h, dla emisji gamma odpowiadają mSv/h). Jeśli chcemy otrzymać wartość w mikrogrejach na godzinę (µGy/h), wartość z wyświetlacza dzielimy przez 100.

Obsługa RK-21-1 jest identyczna jak wersji RK-21-2 i sprowadza się do włączenia przesuwnym przełącznikiem, a następnie odczytania pomiaru po wciśnięciu przycisku chwilowego, który włącza wyświetlacz.

Mój egzemplarz niestety wykazywał pewną osobliwość. W RK-21-2 po wciśnięciu przycisku dozymetr od razu podawał wynik, choć napis nad wyświetlaczem informował o opóźnieniu prawidłowych wskazań o 1/4 minuty, czyli czas uśredniania wyniku. Z kolei w omawianym tutaj RK-21-1 dozymetr wyświetla migające zera przez 7-12 s, następnie przez kilka sekund wskazuje wynik i sekwencja się powtarza. Zgodnie z instrukcją RK-21 zera migające z przerwami oznaczały nieznaczne przekroczenie zakresu pomiarowego, zaś migające stale - silne przekroczenie. Problem nie pojawia się cały czas: raz na kilka uruchomień przyrząd pracuje normalnie lub zwarciu ulega włącznik wyświetlacza i miernik wyświetla wynik bez przerwy. Właśnie w takim okresie poprawnego działania udało mi się nakręcić filmik, zaś zwarty przełącznik oszczędził mi ciągłego jego trzymania:

Czułość RK-21-1 jest wyraźnie wyższa niż wersji RK-21-2, ustępuje jednak nowszemu RK-21-1-C. Różnice są najbardziej widoczne przy pomiarze gamma+beta, wartości uzyskane przy pomiarze samej emisji gamma są dość wyrównane, szczególnie względem RK-21-1C. 

Niestety w RK-21-2, niemającym sondy zewnętrznej, trudno uzyskać odpowiednie położenie źródła względem detektora - teoretycznie powinno ono leżeć nad pierwszą cyfrą wyświetlacza, pod którą znajduje się licznik G-M, wówczas jednak wyświetlacz pochłonie część promieniowania. Ostatecznie przykładałem je wzdłuż bocznej krawędzi osłony wyświetlacza, bliżej dolnego narożnika.

Zasilanie odbywa się z baterii 6F22 9 V umieszczonej w specjalnym dwuczęściowym pojemniczku z mlecznego tworzywa sztucznego. 

Zabezpiecza on elektronikę przed wyciekiem elektrolitu, który zdarzał się dość często przy ówczesnej niskiej jakości baterii.

Pojemnik jest niestety trochę za mały dla współczesnych baterii i akumulatorków 6F22 - po załadowaniu nie mieści się w komorze radiometru. Na szczęście pokrywkę pojemniczka można włożyć do jego środka i dopiero na niej umieścić baterię, wtedy całość się zmieści w mierniku. 

Czas pracy na baterii zależy zarówno od jej pojemności, jak i od tego, jak często będziemy korzystać z wyświetlacza:

• 200 mAh (typowy akumulatorek NiMH) - 40 h bez wyświetlacza i 6,6 h z ciągle włączonym
• 900 mAh (bateria alkaliczna) - 180 h bez wyświetlacza i 40 h z ciągle włączonym

RK-21-1 wymaga świeżych baterii lub dobrze naładowanego akumulatorka, w przeciwnym razie będzie mierzył wyświetlając tylko skrajne cyfry lub w ogóle się nie włączy. Moje stare akumulatorki EasyTouch 250 mAh nawet po wyjęciu z ładowarki powodują świecenie tylko bocznych cyfr. Stosuję więc everActive 250 series i zawsze ładuję do pełna. Problemem może być brak jednoznacznej sygnalizacji włączenia przyrządu - włącznik jest drobny i łatwo go pozostawić w pozycji włączonej, co przy dużym poborze prądu szybko rozładuje źródło zasilania.

***

Rzućmy jeszcze okiem do wnętrza. Obudowa korpusu dozymetru złożona jest z dwóch części, trzymających się u dołu na dwóch śrubach, a u góry tylko na zaczepach górnej połówki zahaczających się o wycięcia w dolnej:

Ponowny montaż obudowy jest trochę uciążliwy. Przede wszystkim przycisk włączania wyświetlacza nie jest niczym przymocowany, musimy więc umieścić go w otworze dolnej połówki obudowy, a górną część, z układem elektronicznym, montować w takiej pozycji, by przycisk nie wypadł. Trzymamy więc dozymetr prawą krawędzią do dołu i wprowadzamy występy górnej połówki w wycięcia dolnej. Zamykamy obudowę i sprawdzamy, czy przycisk trafia w przełącznik chwilowy. Potem skręcamy obudowę i tu jest drugi problem. Otóż śruby umieszczone są w gumowych amortyzatorach, które bardzo skutecznie utrudniają wkręcanie. Najlepiej więc docisnąć amortyzator palcem, jednocześnie wkręcając śrubę, aż przejdzie przez amortyzator, tak jak na poniższym zdjęciu. 

Następnie, mocno ściskając obudowę i naciskając na śrubokręt dokręcamy śruby, aż zaczną trzymać. Ten sam sposób skręcania stosujemy też przy obudowie sondy, która również ma gumowe amortyzatory pod śrubami.

***

Radiometr RK-21-1, pomimo upływu lat, nie jest jedynie zabytkiem techniki i cennym świadectwem polskiej myśli konstrukcyjnej. Szeroki zakres pomiarowy i zewnętrzna dwustronna sonda z możliwością umieszczenia na przedłużce czynią z niego użyteczny substytut nowszego RK-21-1C. Oczywiście jego czułość będzie trochę niższa, obsługa mniej ergonomiczna, a pobór prądu znacznie większy, jednak niewiele jest kieszonkowych przyrządów mogących mierzyć tak wysokie poziomy promieniowania. Większość dozymetrów popularnego użytku ma albo mały zakres pomiarowy, nieraz tylko do 9,99 Sv/h, albo powyżej pewnej wartości (~100 µSv/h) odczyt jest kompletnie niemiarodajny. Tutaj mamy jednak przyrząd laboratoryjny, zatem spełniający wyższe standardy, choć nieco już anachroniczny i wyprodukowany w niewielkiej liczbie egzemplarzy. Ostatnio jednak, na fali medialnej paniki wywołanej wojną na Ukrainie i zajęciem przez Rosję Czarnobylskiej Strefy Wykluczenia obserwuję pojawianie się wielu rzadkich dozymetrów na rynku wtórnym. W ten sposób nabyłem zarówno omawiany tutaj RK-21-1, jak też sondę SGB-3P czy radiometr RK-100. Jeżeli dysponujecie innym egzemplarzem RK-21-1 lub udało się Wam trafić rzadki, ciekawy dozymetr dzięki obecnej koniunkturze, dajcie znać w komentarzach!

Na sam koniec jeszcze skrótowe podsumowanie wad i zalet RK-21-1 pod kątem zastosowania w amatorskiej dozymetrii:

Plusy:

• duży zakres pomiarowy
• szybkie ustalanie się wskazań
• dwustronna sonda 

Minusy:

• niska czułość na słabe źródła
• duży pobór prądu
• brak jednoznacznej sygnalizacji włączenia
• konieczność ręcznego włączania wyświetlacza
• zły stan techniczny dostępnych egzemplarzy

Pomiar skażeń promieniotwórczych powietrza

Pomiar radioaktywnych skażeń powietrza można prowadzić na dwa sposoby. Najprościej poczekać, aż opadną na ziemię i mierzyć bezpośrednio sondą powierzchniową lub dowolnym radiometrem o odpowiedniej czułości. Prędkość opadania aerozoli promieniotwórczych zależy jednak od bardzo wielu czynników, m.in. średnicy cząstek, wilgotności i temperatury powietrza, prędkości wiatru, obecności opadów itp. Najdrobniejsze cząstki mogą się unosić w atmosferze nawet miesiącami, o czym pisałem przy okazji opadu promieniotwórczego [LINK].

Do stałego monitoringu skażeń powietrza stosuje się więc metodę polegającą na przepompowywaniu powietrza przez filtr o dużej wydajności, a następnie pomiar aktywności zebranych zanieczyszczeń. W Polsce do tego celu stosuje się stacje ASS-500 (aerosol sampling station, 500 m3/h). Stacje te pobierają powietrze z wysokości 1,5 m nad ziemią i przepuszczają przez filtr bibułowy Petrianowa o wymiarach 420x420 mm. 

https://www.umcs.pl/pl/monitoring-radiologiczny,15088.htm

W ciągu godziny przepompowywane jest 500 m3 powietrza, czyli objętość 4 mieszkań o powierzchni 50 m2 i typowej wysokości 2,4 m. Aktywność filtra w warunkach normalnych mierzona jest w odstępach tygodniowych, jednak w razie wystąpienia zagrożenia radiologicznego pomiary mogą być prowadzone nawet co 2 godziny. 

Po zakończeniu ekspozycji filtr wykonuje się 2 pomiary spektrometryczne w odstępie 48 godzin, aby zbadać udział krótkożyciowych pochodnych naturalnego radonu, którego zawartość wykazuje sporą zmienność w zależności od pór roku i warunków atmosferycznych [LINK]. Pierwszy pomiar trwa 3000 s i jest wykonywany od razu po wyjęciu filtra ze stacji, a drugi, tzw. podstawowy, po 48 h i trwa aż 80000 s. Jeśli pierwszy pomiar wykazał obecność sztucznych radionuklidów, drugi, dłuższy, wykonuje się od razu.

Stacje rozmieszczone są równomiernie na terenie Polski, głównie w placówkach naukowych:

Do tej pory stacje ASS-500 zarejestrowały następujące wzrosty aktywności:

• Incydent w hucie Algeciras na południu Hiszpanii (czerwiec 1998), gdzie nastąpiło nieświadome stopienie źródła cezu-137, które spowodowało wzrost aktywności tego radionuklidu w  powietrzu w Polsce do ponad 22,5 μBq/m3 (w Katowicach). Maksymalną wartość zarejestrowano na terenie południowej Francji (ponad 2400 μBq/m3). 
• W 15 tygodniu 2003 roku stacja w Sanoku zmierzyła jodu-131 o stężeniu 43,6  μBq/m3. Jak się okazało przyczyną obecności jodu-131 w powietrzu w Sanoku był incydent 3 stopnia, jaki miał miejsce w elektrowni jądrowej w Paks na Węgrzech w dniu 10 kwietnia 2003 r. 
• W maju i czerwcu 1992 roku zanotowano znaczny wzrost (do maksymalnej wartości 33,5  μBq/m3 zarejestrowanej  przez  stację w CLOR) stężenia cezu-137 w powietrzu spowodowany pożarami lasów w okolicach Czarnobyla. 
• W lipcu i sierpniu 2002 roku zaobserwowano podwyższone stężenia cezu-137 szczególnie  w  Białymstoku i Lublinie. Przyczyną  takiej  sytuacji  była  resuspensja poczarnobylowskiego cezu-137 pochodząca z palących się torfowisk i lasów na terenie Ukrainy,  Białorusi  oraz  na  środkowym  wschodzie  Polski  (np. Biebrzański  Park Narodowy) i towarzyszącą temu przewagę wiatrów z kierunków wschodnich

[cyt. za: M. Fudak, K. Isajenko, B. Piotrowska, Sieć stacji radiologicznego monitoringu powietrza w Polsce (stacje typu ASS-500), https://silo.tips/download/sie-stacji-radiologicznego-monitoringu-powietrza-w-polsce-stacje-typu-ass-500#modals ]. 

Tutaj mała uwaga. Wynik rzędu 2400 µBq/m3 może wydawać się duży, szczególnie wobec innych cytowanych pomiarów na poziomie 22,5-43,6 µBq/m3, nadal jest to jednak wartość skrajnie niska. Przypomnę, że 1 bekerel (Bq) to jeden rozpad promieniotwórczy na sekundę [LINK], zatem 1 mikrobekerel (µBq) to 0,000001 bekerela (jedna milionowa!). Stężenie skażeń jest podawane w odniesieniu do metra sześciennego powietrza (Bq/m3, µBq/m3), czyli, mówiąc obrazowo, sześcianu o boku 1 m. Odpowiada to objętości aż 1000 litrów. Zatem cytowane stężenie 2400 µBq/m3 oznacza, że jeden rozpad promieniotwórczy na sekundę przypada na 416,6 m3 powietrza (prostopadłościan ok. 15x20x1,4 m). Jest to stężenie znacznie większe niż normalne, ale nadal poniżej poziomu zagrożenia dla zdrowia, szczególnie że taki wzrost zawsze jest krótkotrwały. Atmosfera jest w ciągłym ruchu i skażenia szybko rozcieńczają się poniżej progu detekcji. Warto jeszcze wspomnieć, że wspomniana wartość wygląda mniej groźnie, jeśli będzie podana w milibekerelach (mBq/m3), czyli tysięcznych bekerela - z 2400 µBq robi się 2,4 mBq. Uczulam na ten aspekt, gdyż w pogoni za sensacją media lubią wyolbrzymiać podawane przez naukowców wartości, a duże liczby zawsze działają na wyobraźnię. Podobną sytuację można było zaobserwować po ataku Rosji na Ukrainę, kiedy wojska rosyjskie zajęły Strefę - poziom promieniowania podawano w nanosiwertach na godzinę, zamiast w mikrosiwertach [LINK].

***

Pomiar podobny do tego ze stacji ASS-500 możemy przeprowadzić samodzielnie, jeśli chcemy mieć pewność, że akurat w naszej okolicy nie unoszą się radioaktywne aerozole. Pierwszą metodą jest użycie odkurzacza z lejkiem i czymś, co posłuży za filtr. Może to być ręczniczek papierowy, bawełniana tkanina lub kilkukrotnie złożona gaza. Przykładowe rozwiązanie przestawiłem na poniższym zdjęciu, choć odkurzacz samochodowy Zelmer typ 115 o mocy 150 W nie jest przeznaczony do pracy ciągłej (S1), tylko dorywczej S2-30 (30 min pracy i przerwa do ostygnięcia - LINK)

Filtr nie może być zbyt gęsty, gdyż spowoduje przeciążenie silnika odkurzacza i jego przegrzewanie, a w skrajnym przypadku nawet spalenie. Dla zmniejszenia obciążenia można wyjąć worek, gdyż filtr na lejku będzie pełnił jego rolę. Innym rozwiązaniem jest wyjęcie worka i zastąpienie go przez nasz filtr z tkaniny lub bibuły. 

Jeśli odkurzacz ma dużą moc, a filtr jest cienki (np. ręczniczek papierowy), warto umieścić go na sitku kuchennym lub podobnej konstrukcji wsporczej, aby podciśnienie nie spowodowało przerwania filtra. W moim wypadku było to zbędne, ręczniczek papierowy pomimo silnego napięcia wytrzymał trwające 10 minut pompowanie testowe:

Przed rozpoczęciem właściwego pomiaru musimy jeszcze ustalić wydajność naszej pompy. W tym celu na wylot powietrza z odkurzacza mocujemy szczelnie worek od śmieci o znanej pojemności i mierzymy czas, w jakim zostanie napełniony. Pomiar prowadzimy już po założeniu naszego filtra na odkurzacz, gdyż chcemy obliczyć wydajność pompowania odkurzacza obciążonego przez filtr. 

W moim przypadku wspomniany odkurzacz samochodowy napełnił 35 litrowy worek w ok. 4 sekundy, co daje 525 litrów na minutę, czyli 31,5 m3/h. Jeśli planujemy wielogodzinne pobieranie powietrza, pamiętajmy o wybraniu odkurzacza przeznaczonego do pracy ciągłej, z oznaczeniem "praca S1" na tabliczce znamionowej.

Aby jak najdokładniej obliczyć aktywność izotopów w powietrzu powinniśmy jeszcze znać skuteczność filtrowania naszego filtra: ile cząstek zatrzymuje, a ile przepuszcza. Do potrzeb domowych możemy przyjąć 0,9 (por. artykuł o pomiarze radonu metodą Markova - LINK) lub zupełnie pominąć ten parametr, gdyż bardziej chodzi nam o rząd wielkości niż dokładną analizę ilościową. 

***

Drugą opcją jest użycie dowolnego oczyszczacza powietrza z szerokiej gamy tych urządzeń dostępnych na rynku. Są to urządzenia przystosowane do pracy ciągłej, o znanej wydajności pompowania i skuteczności filtracji, a przy tym ciche. Poniżej dość stary model: Philips Clean Air System 40. W tym oczyszczaczu filtr znajduje się za szarą kratką z boku obudowy.

Włączony oczyszczacz ustawiamy na balkonie lub na podwórku. W zależności od konstrukcji urządzenia możemy mierzyć aktywność zebraną na filtrze po jego wyjęciu lub nawet bezpośrednio w oczyszczaczu, szczególnie jeśli chodzi o wstępny pomiar, mający ustalić, czy w ogóle coś się zebrało. 

Oczyszczacze z filtrem wielostopniowym pozwolą nam wyłapać znacznie drobniejsze zanieczyszczenia, musimy wtedy jednak dokonywać pomiarów na każdym filtrze osobno, a następnie sumować wynik. Pozwoli nam to jednak ustalić, czy skażenia pochodzą od drobnych zawiesin, niesionych z dużej odległości, czy wręcz przeciwnie. Przykładem takiego oczyszczacza może być HL-OP-15 firmy Viessmann:

https://sklep-viessmann.pl/hl-op-15.html

Urządzenie posiada 4 filtry o następującym przeznaczeniu:

• Filtr wstępny - pierwszy etap procesu oczyszczania powietrza z kurzu, alergenów, włosów i sierści.
• Filtr HEPA (H13) - zasadnicza filtracja z kurzu, pyłków, alergenów, zarodników pleśni, dymu.
• Filtr z węglem aktywnym - eliminacja formaldehydu, benzenu, szkodliwych gazów oraz wszelkich niepożądanych zapachów.
• Filtr fotokatalityczny z dwutlenkiem tytanu (TiO₂) - fotokataliza rozkłada różnego rodzaju zabrudzenia organiczne, lotne związki organiczne (LZO) oraz usuwa nieprzyjemne zapachy [specyfikacja ze strony Producenta - LINK].

Dla naszych potrzeb najważniejsze będą pierwsze 3 filtry: wstępny zatrzyma najgrubsze zawiesiny, następnie większość mniejszych pyłków osadzi się na filtrze HEPA, zaś najdrobniejsze zawiesiny, w tym produkty rozpadu radonu, zgromadzą się na węglu aktywnym. Filtr fotokatalityczny w tym przypadku nie będzie miał zastosowania, choć jest przydatny, jeśli używamy oczyszczacza powietrza zgodnie z jego pierwotnym przeznaczeniem. 

***

Jeśli nie mamy informacji o możliwych incydentach radiacyjnych w kraju i za granicą, filtr możemy sprawdzać raz na tydzień, tak samo jak w stacjach ASS-500. W momencie, gdy spodziewamy się skażeń, filtr warto sprawdzać co 12 godzin lub nawet częściej. 

Skuteczność detekcji skażeń powietrza za pomocą obu w/w metod zależy od trzech czynników:

• stężenia skażeń w powietrzu
• wydajności filtra
• czułości detektora

W przypadku bardzo dużych stężeń skażenia będą wykrywalne na wszystkich odsłoniętych powierzchniach, szczególnie na roślinności czy sierści zwierząt, zatem odczyt na filtrze będzie jeszcze wyższy, możliwy do wykrycia nawet prostymi dozymetrami. Mniejsze stężenia możemy mierzyć dwojako:

• małym detektorem o bardzo dużej czułości - dozymetrami z licznikiem okienkowym Beta-1 (RadiaScan 701A, MKS-01SA1M) lub LND-7317 (Inspector Alert, Mazur PRM-9000), ew. SBT-10A (EKO-C) i SI8B (RK-100)
• dużym detektorem o średniej czułości - monitorami na licznikach STS-6/SBM-19/BOI-53 (RKP-1-2, RKP-2) lub sondami na takich detektorach (SGB-1P, SGB-3P)

Licznik okienkowy pozwoli nam wykryć izotopy o znacznie niższych energiach promieniowania beta i gamma w porównaniu z licznikami cylindrycznymi, a dodatkowo jest czuły na promieniowanie alfa, którego licznik cylindryczny nie zarejestruje. Z drugiej strony energia promieniowania jodu-131 czy cezu-137 jest wystarczająca do zarejestrowania nawet licznikami cylindrycznymi, a to te izotopy są najczęściej uwalniane przy awariach radiacyjnych.

Wybierając rodzaj detektora dla naszej amatorskiej stacji pomiaru skażeń musimy wziąć pod uwagę przede wszystkim powierzchnię filtra, na której będziemy mierzyć aktywność. Jeżeli stosujemy pomiar za pomocą odkurzacza albo małego oczyszczacza powietrza, wystarczy dozymetr z licznikiem okienkowym. Jeśli okienko licznika nie pokrywa całego filtra, pomiar prowadzimy pośrodku jego powierzchni i kontrolnie również przy jednej z krawędzi. 

Od lewej: EKO-C, Radex RD1008, Inspector Alert, Mazur PRM-900, u góry od lewej:
MKS-01SA1M, RadiaScan 701A

Pomiar aktywności zebranej na filtrze wykonujemy w jednostkach bezwzględnych (cps lub cpm), najlepiej w trybie zliczania impulsów przez określony czas. Niektóre dozymetry, np. RadiaScan 701A, mają specjalny tryb wykrywania skażeń, mierzący różnicę między bieżącym odczytem a uprzednio zapisaną wartością tła [LINK]. W przypadku innych musimy najpierw zmierzyć tło w naszym miejscu pracy oraz dokonać pomiaru aktywności świeżego filtra przed rozpoczęciem pompowania powietrza.  Znając te wartości możemy uruchomić nasz zestaw i po określonym czasie zmierzyć aktywność zebraną na filtrze. Filtr mierzymy w miejscu o niskim tle promieniowania, gdyż zebrane aktywności zwykle są nieznaczne, a niektóre powierzchnie, jak np. granit, mogą znacznie podnieść nam odczyt. 

***

Gdy korzystamy z oczyszczacza powietrza, bardziej przydatne będą sondy powierzchniowe lub monitory skażeń na licznikach STS-6 lub kompatybilnych. Tutaj pojawia się niestety problem bardzo małej podaży tych urządzeń na rynku wtórnym. Stosunkowo często występuje sonda SGB-1P, stanowiąca "podstawowe" wyposażenie radiometrów RUST-2 i RUST-3, gdyż wyprodukowano ją w liczbie 2000 szt. Dwukrotnie większa SGB-3P pojawia się niezwykle rzadko, gdyż powstało tylko 200 szt. Obie sondy wymagają do pracy radiometru uniwersalnego: przenośnego serii RUST, stacjonarnego URL lub URS lub też współczesnych autorskich przyrządów UDR i UDAR. Zwiększa to znacznie koszt całego zestawu. Bardzo rzadkie są też monitory skażeń RKP-1 i RKP-1-2, a RKP-2 ostatnio widziałem w 2018 r.

Od lewej: SGB-1P, SGB-3P, RKP-1-2, RKP-2

Może się więc okazać, że będziemy skazani na taki dozymetr, jaki w danym momencie będzie pod ręką. Szczególnie że od momentu wybuchu wojny na Ukrainie ceny gwałtownie wzrosły i utrzymują się na absurdalnym poziomie, a na rynku pozostały jedynie najgorsze chińskie mierniki. Z drugiej strony zwiększone zainteresowanie dozymetrią spowodowało pojawienie się ofert sprzedaży rzadkich i ciekawych przyrządów, jak choćby wspomniany RK-100.

***

Powyżej przestawiłem jedynie zarys metod, które mogą być stosowane w celu wykrycia radioaktywnych skażeń powietrza i oszacowania ich wielkości. Mają one zastosowanie przede wszystkim przy pomiarach średnich aktywności skażeń: mniejsze pozostawmy stacjom ASS-500 i laboratoriom z wysokoczułą aparaturą, większe zaś wykryjemy dowolnym radiometrem na każdej odsłoniętej powierzchni. Jeżeli stosowaliście którąś z powyższych metod albo próbowaliście zbudować odpowiednik stacji ASS-500, dajcie znać w komentarzach!

Miedziany trójkąt z glazurą uranową

Z glazurą uranową do niedawna spotykałem się jedynie na naczyniach ceramicznych. Dopiero w zeszłym roku pojawiła się miedziana plakietka z wyobrażeniem rycerza, która w jednym miejscu wykazywała znaczny wzrost aktywności, z wyraźnie wykrywalną obecnością cząstek alfa [LINK]. Niedawno zaś, podczas testów radiometru RK-100, znalazłem ten oto trójkąt. Moją uwagę przykuły pomarańczowe zdobienia, choć ich odcień był zbyt jaskrawy jak na glazurę uranową, dozymetr jednak zarejestrował natychmiastowy wzrost wskazań.

Trójkąt ma długość boku 20,4 cm, grubość bez glazury 1,1 mm, zaś z glazurą od 2,1 do 2,5 mm. Wykonany jest z miedzi, sądząc po twardości metalu i jego kolorze na obłupanym, zagiętym narożniku.

Tylna strona pokryta jest ciemnozielonym lakierem o brokatowym połysku.

Z przodu zaś mamy 16 trójkątów o boku 4,5 cm. Początkowo przyjąłem, że aktywność pochodzi od barwy pomarańczowej, odczyt jednak był rzędu 200-270 rozp/min/cm2 na MKS-01SA1M. Sprawdziłem więc inne miejsca i okazało się, że na złotawych elementach aktywność sięga aż 1500-2200 rozp/min/cm2:

Wykonałem więc dokładniejsze pomiary  - trójkąty uszeregowałem według aktywności zaznaczonej na powyższym zdjęciu i w tej kolejności mierzyłem wszystkimi dozymetrami:

• MKS-01SA1M - 2200/1600/1800 rozp/min/cm2
• AT6130 - 765/570/710 rozp/min/cm2 (tryb beta bez odejmowania tła*)
• Radex RD1008 - 540/438/510 rozp/min/cm2
• Inspector Alert - 4119/3121/3844 cpm 
• Radiascan 701A - 1708(1747)/881(1177)/1236(1572) rozp/min/cm2 (tryb alfa z odjęciem tła beta i gamma, w nawiasie pomiar łączny)
• Radex Obsidian -  566-687/392-480/642-811 rozp/min/cm2 (tryb beta z odejmowaniem tła)
• RadiaCode 101 - 0,25-0,26/0,22-0,23/0,23-0,24 µSv/h
• EKO-C - 60/50/70 cps
• ANRI Sosna (2 liczniki blisko) - 0,8/0,6/0,7 mR/h

Pozostałe elementy dają odczyt dwukrotnie wyższy niż tło, podobnie jak ciemny lakier na odwrociu.

Sonda scyntylacyjna powierzchniowa SSA-1P, wykorzystująca scyntylator ZnS(Ag) wykrywa niewielką aktywność alfa, rzędu 8-12 cpm na złotawych trójkątach i kilka cpm na odwrociu. Z kolei sonda SSU-3, w której scyntylator ZnS(Ag) jest bardziej oddalony od krawędzi, rejestruje zaledwie 2-3 cpm na najbardziej aktywnym trójkącie i 0 na pozostałych. Najprawdopodobniej całość powierzchni jest pokryta bezbarwnym szkliwem, które zatrzymuje większość cząstek alfa, a przebijają się jedynie te o najwyższej energii. 

Niewielka aktywność alfa oznacza, że nie wykonamy udanego autoradiogramu z takiego przedmiotu, gdyż to głównie cząstki alfa działają na emulsję fotograficzną.

Trójkąt ten, podobnie jak omawiany wcześniej rycerzyk pokazuje, że glazurę uranową stosowano nie tylko na wyrobach ceramicznych, ale również na przedmiotach z metalu i to w najmniej spodziewanych miejscach. Oznacza to, że powinniśmy sprawdzać dozymetrem nie tylko wszystkie naczynia ceramiczne, ale też każdy wyrób z lakierowanego metalu, jaki zobaczymy na targu, albo - jeszcze lepiej - skanować całe stoiska monitorem skażeń. Oczywiście, o ile pozwolą na to warunki, zwłaszcza humor sprzedawcy.

Brązowa glazura uranowa

Glazura uranowa występuje najczęściej w barwie pomarańczowej, znacznie rzadziej żółtej, a wyjątkowo rzadko zielonej czy czarnej [LINK]. Ten ostatni kolor pojawia się praktycznie tylko na porcelanie elektrotechnicznej, choć są wyjątki, jak komplet kieliszków do jajek omawianych niedawno [LINK]. Barwa glazury zależy od stężenia jonów dwuuranianowych: żółta powstaje przy najniższym, pomarańczowa przy umiarkowanym, zaś czarna przy najwyższym. W literaturze spotkałem się z informacją o uranowej glazurze brązowej, jednak do tej pory nie natrafiłem na żadne egzemplarze, choć obecnie sprawdzam absolutnie wszystkie przedmioty ceramiczne na "skorupowych" stoiskach, po prostu "skanując" kartony dozymetrem. Kolor brązowy występuje na ceramice bardzo często, niestety zwykle są to pospolite wyroby niezawierające uranu, jak chociażby produkty Mirostowickich Zakładów Ceramicznych w Mirostowicach Dolnych. 

W końcu jednak pojawił się ten oto wyrób - podstawka na jajka w kształcie ślimaka. Aktywność wykazuje tylko ciemnobrązowa glazura na zewnątrz, jaśniejsza od spodu nie przekracza tła. Wymiary 7x 5,3 cm:

Aktywność skorelowana z jasnością koloru - wyraźnie wyższa przy brzegach:

• ANRI Sosna - 1,2 µSv/h (środek), 2,1-2,3 µSv/h (obwód)
• MKS-01SA1M - 116 rozp/min/cm2 (środek),  160-250 rozp/min/cm2 (brzegi)
• EKO-C - 17-20 cps
• RKP-1-2 - 14 cps
• SSA-1P - 18 cpm (sama aktywność alfa)

Wkrótce do zestawu dołączył niepozorny talerzyk o średnicy 15,8 cm, sygnowany przez francuską wytwórnię St. Clement, choć tutaj brąz przechodzi w ugier:

Odczyty były znacznie niższe i również występowały tylko na górze:

• ANRI Sosna - 0,53  µSv/h
• MKS-01SA1M - 80 rozp/min/cm2
• EKO-C - 7-9 cps
• RKP-1-2 - 14 cps
• SSA-1P - 3 cpm

I na koniec, podczas testów radiometru RK-100, znalazłem duży talerz przeznaczony prawdopodobnie pod ostrygi, sądząc po środkowym wgłębieniu z zarysem cytryny. Średnica 25,5 cm, producent również St. Clement:

Podobnie jak w poprzednich przypadkach, aktywność występuje tylko na górze. Najwyższa jest w trójkątnych miejscach na obwodzie, pomiędzy poszczególnymi wgłębieniami, gdzie glazura jest najciemniejsza:

• ANRI Sosna - 1,9-2,2 µSv/h
• MKS-01SA1M - 250-380 rozp/min/cm2
• EKO-C - 25-32 cps
• RKP-1-2 - 40 cps
• SSA-1P - 36-48 cpm

Patrząc na przedstawione wyżej wyroby można uznać, że zostały wyprodukowane w jednej wytwórni, choć "ślimak" nie nosi stempla producenta. Ma jednak zbliżony kolor uranowej glazury na górze, z różnicami w kolorze i aktywności, oraz dużo jaśniejszą, nieaktywną glazurą na spodzie, tak samo jak talerzyk i talerz pod ostrygi z wytwórni St. Clement. 

Do brązu, choć takiego "sraczkowatego", można zaliczyć również ten oto kufel o nieczytelnej sygnaturze (Sosna bez klapki 33,25 µSv/h, MKS-01SA1M 6900 rozp/min/cm2):

Ciekawym znaleziskiem jest ten oto niezidentyfikowany wyrób ceramiczny (wazonik?), wykryty metodą "na przyrządy". Sosna bez klapki wskazuje 10,86 µSv/h, a MKS-01SA1M w trybie alfa 1463 rozp/min/cm2 od spodu i 2024 rozp/min/cm2 od boku.

Wkrótce znalazłem ten sam wzór z glazurą pomarańczową, ceglastą, o nieco mniejszej aktywności: Sosna 7,7/9,09 µSv/h (spód/bok), MKS-01SA1M 1307/1901 rozp/min/cm2 (spód/bok).

Brązowa glazura występowała też na porcelanie elektrotechnicznej, choć bardzo rzadko, w tych zastosowaniach dominowała glazura czarna. Udało mi się jednak kupić na targu obrotowy włącznik światła znanej przedwojennej firmy "Bracia Borkowscy", w którym pokrętło było pokryte brązową glazurą:

https://promieniowanie.blogspot.com/2021/08/porcelana-elektrotechniczna-z-glazura.html

Odczyt na ANRI Sosna bez klapki, po zdemontowaniu pokrętła i dokonaniu pomiaru na jego bocznej powierzchni - 2,13 µSv/h.

Powyższe wyroby są kolejnym argumentem za sprawdzaniem praktycznie każdego wyrobu ceramicznego w kolorze innym niż biały. A nawet białe wyroby mogą zaskoczyć, ale o tym opowiem innym razem. Jeśli trafiliście na brązowe wyroby ceramiczne z glazurą uranową, dajcie znać w komentarzach, zapraszam też do dzielenia się zdjęciami przez formularz kontaktowy bloga! 

Dozymetr DBG-06T

Przyrząd ten należy do całej serii radzieckich dozymetrów promieniowania gamma o bardzo szerokim zakresie pomiarowym:

• DRG-06T
• DRG-01T1
• DBG-06T
• MKS-151

Wszystkie te przyrządy wyróżniają się masywną metalową obudową, pracą w dwóch trybach („izmier” i „poisk”) oraz typowym drobnym wyświetlaczem LCD znanym z „Biełły”, ale za to podświetlanym żaróweczką. Dwa pierwsze modele miały ogromny zakres aż do 100 R/h (1 Sv/h) dzięki kombinacji 4 liczników SBM-20 oraz 2 szklanych SI-34G, natomiast omawiany tutaj DBG-06T ma jedynie 4 liczniki SBM-20 i zakres „tylko” do 100 mR/h (1000 µSv/h).

Od lewej: DRG-01T, DRG-01T1, DBG-06T, MKS-151

Miernik był produkowany przez Centralne Stowarzyszenie Badawczo-Produkcyjne „Leniniec” w Leningradzie. Stosowany był w ochronie radiologicznej. Z tego co udało mi się wyczytać na forum RHBZ, często pracował w parze z radiometrem scyntylacyjnym SRP-68, który służył do poszukiwania źródeł promieniowania, zaś DBG-06T mierzył moc dawki "do protokołu". W ten sposób poszukiwano źródeł promieniowania np. w muzeach, znajdując głównie wyroby z radową farbą świecącą.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=79&topic=3&p=1

DBG-06T występuje w różnych wersjach wykończenia, różniących się kolorem emalii oraz krojem napisów. Prezentowany egzemplarz pochodzi z listopada 1991 r., ma emalię o fakturze „młotkowej” i napisy prostym krojem, spotkałem się też z gładką szarą lub czerwoną emalią i napisami kursywą.

Przyrząd mierzy moc dawki promieniowania gamma w 2 trybach:

• izmier – tryb dokładny, pomiar uruchamiamy przyciskiem „sbros”, wynik pojawia się po 40 sekundach i pozostaje na wyświetlaczu do czas ponownego wciśnięcia przycisku, zakres od 0,01 µSv/h do 100 µSv/h - jest to pomiar przelicznikowy, dozymetr działa jak ANRI Sosna
• poisk – tryb „poszukiwania”, mniej dokładny, wynik jest aktualizowany co 4 s, impulsy są sygnalizowane charakterystycznym terkotem, zakres od 0,1 µSv/h do 1000 µSv/h - również jest to pomiar przelicznikowy, jednak z uwagi na krótki czas zliczania może stanowić substytut pomiaru integratorowego (uśrednianego)

Detektorami promieniowania są 4 liczniki typu SBM-20, stosowane w większości radzieckich dozymetrów. Każdy z nich owinięto cienką folią ołowianą powleczoną cyną (wg instrukcji 3 zwoje folii o grubości 0,09 mm), co w połączeniu z masywnym aluminiowym korpusem dozymetru skutecznie odcina promieniowanie beta i niskoenergetyczne gamma. 

Folię tą często usuwano, aby zwiększyć czułość miernika na miękkie promieniowanie i tak też jest w moim egzemplarzu:

Z licznikami G-M zastosowanymi w DBG-06T wiąże się jeszcze ciekawostka konstrukcyjna, a mianowicie nie pracują one jednocześnie, ale parami, przypisanymi do poszczególnych jednostek pomiarowych. Liczniki po lewej stronie (patrząc od spodu) służą do pomiarów w milirentgenach, zaś te po prawej do pomiarów w mikrosiwertach. Można to tłumaczyć zwiększeniem niezawodności przyrządu, aby w razie uszkodzenia jednej pary byłby możliwy pomiar na drugiej. Rodzi to pokusę odwinięcia folii z jednej pary liczników i wywiercenia nad nimi otworów w obudowie celem przekształcenia dozymetru w radiometr beta-gamma. Osobiście jestem przeciwny takim przeróbkom, natomiast radzę pamiętać, że w zależności od jednostki, w której mierzymy, geometryczny środek układu pomiarowego będzie znajdował się na lewo lub na prawo od krzyżyka umieszczonego na spodzie obudowy. 

Ma to szczególne znaczenie przy pomiarach niskich poziomów promieniowania, kiedy umieszczenie źródła pod niewłaściwą parą liczników może znacznie zaniżyć pomiar. Pokazuje to poniższy film, w którym źródła umieszczano centralnie pod dozymetrem i dokonano pomiarów w obu trybach:

Dozymetr obsługujemy za pomocą dwóch przełączników przesuwnych i dwóch przycisków chwilowych. Lewy przełącznik służy do wybierania jednostki pomiaru i jest jednocześnie włącznikiem, a prawy wybiera tryb pomiaru i uruchamia procedurę kontrolną. Pomiar w trybie izmier rozpoczynamy i resetujemy przyciskiem SBROS, w ten sam sposób możemy też zresetować pomiar w trybie poisk, wówczas zacznie być uśredniany na nowo.

DBG-06T ma funkcję kontroli poprawności działania, uruchamianą przesunięciem przełącznika trybu pracy w położenie KONTR. Wówczas rozpoczyna się odliczanie, które powinno zakończyć się na wartości 0515. Wyświetlacz ma funkcję podświetlenia za pomocą przycisku chwilowego z funkcją żarówki:

Jest to jeden z nielicznych poczarnobylskich dozymetrów wyposażonych w podświetlenie. Jasność wystarcza do odczytania wskazań w całkowitej ciemności, nie należy jednak go nadużywać z uwagi na szybsze zużycie baterii.

***

Zasilanie odbywa się z typowej baterii 9 V, umieszczonej w komorze z pokrywką zakręcaną na mały wkręt. 

Czas pracy dozymetru na baterii zależy od natężenia mierzonego promieniowania:

• 75% zakresu – min. 8 h
• do 0,5 µSv/h – 100 h

Obudowa ma strzemiona do pasa, ułatwiające noszenie tego dość ciężkiego (0,5 kg) przyrządu. W tym wykonaniu dozymetru pas jest przykręcony czterema śrubkami do obudowy, natomiast w nowszych seriach był mocowany na czterech kołkach, na które był wciskany

DBG-01T wyróżnia się nie tylko masą, ale też gabarytami, ledwo łapie się do kategorii "kieszonkowych", porównajmy go choćby z Sosną czy Prypecią: 

Przyrząd dostarczano w pudełku z grubej tektury, mającym osobny przedział na baterię (u góry).  

Miernik ten rzadko pojawia się na polskim rynku. Z kolei ceny na eBay osiągają niekiedy 200 euro, za które można kupić wiele bardziej użytecznych przyrządów, zarówno Polarona, jeśli zależy nam na czułości i czasie reakcji, jak i Terrę, jeśli potrzebujemy wyższego zakresu i alarmu progowego.

DBG-6T będzie przydatny, jeśli często mamy do czynienia z silnymi emiterami promieniowania gamma, np. zegarami lotniczymi czy minerałami, szczególnie jeśli miernik jest w oryginalnej wersji, z licznikami owiniętymi folią ołowianą. Wówczas przekonamy się, jaki jest udział twardego promieniowania gamma w łącznej emisji danego obiektu, możemy sprawdzić też skuteczność osłon. Teoretycznie dałoby się przerobić DBG-06T na radiometr beta-gamma, wycinając okienko nad jedną parą liczników, jednak nie popieram takich praktyk, szczególnie w odniesieniu do zabytkowego już sprzętu.

Plusy

• szeroki zakres pomiarowy
• solidna budowa
• pomiar w µSv/h i mR/h
• dwa niezależne zestawy liczników G-M
• podświetlenie wyświetlacza

Minusy

• znaczny ciężar
• w oryginalnym wykonaniu tylko pomiar twardej emisji gamma

Sonda powierzchniowa SGB-3P

Sonda powierzchniowa SGB-3P jest „starszą siostrą” omawianej niedawno SGB-1P [LINK]. Podobnie jak ona służy do pomiaru aktywności emiterów promieniowania beta i gamma, ale zamiast 3 liczników G-M ma aż 6, co przekłada się na dwa razy większą łączną powierzchnię czynną - 300 cm2. 

Sonda była produkowana przez ZZUJ „Polon” wraz z innymi konstrukcjami serii SGB, SSU i SSA, wprowadzonymi pod koniec lat 60. i współpracującymi z radiometrami RUST i URL. Wykonano zaledwie 200 egzemplarzy, zatem bardzo rzadko pojawia się na rynku, w przeciwieństwie do SGB-1P (2000 szt.), stanowiącej „podstawowe” wyposażenie RUST-2 i RUST-3.

SGB-3P ma kwadratową obudowę ze stalowej blachy emaliowanej o grubości ok. 1,5 mm, mającej na celu zmniejszenie wpływu promieniowania docierającego do liczników od góry i boków. Od spodu zaś znajduje się cieńsza osłona ze stali chromowanej mająca wycięcia na poszczególne liczniki G-M.

Okienka te osłonięte są folią o deklarowanej gęstości powierzchniowej 4-7 mg/cm2, zabezpieczającą przed skażeniem wnętrza sondy oraz innymi zanieczyszczeniami. 

W razie potrzeby możemy folię wymienić, stosując jako zamiennik np. Estrofol o grubości 0,04-0,07 mm. Folię wycinamy z zapasem 1 cm z każdej strony i przyklejamy od wewnątrz. Ostatecznie możemy użyć dowolnej cienkiej i w miarę sztywnej folii, pamiętajmy tylko o dokładnym przyklejeniu na wszystkich krawędziach.

Detektorami promieniowania są radzieckie liczniki STS-6 lub ich krajowe odpowiedniki BOI-53, mające gęstość powierzchniową ścianki ok. 50 mg/cm2. Zapewniają one wykrywanie promieniowania beta o energii powyżej 500 keV oraz gamma od 30 keV.

Zastosowanie aż 6 wysokoczułych liczników STS-6/BOI-53 przekłada się na bardzo szybką reakcję nawet od niskoaktywnych źródeł i to bez znaczącego wzrostu biegu własnego, który jest taki sam jak w SGB-1P, czyli ok. 300 cpm (5 cps). Mierząc sondą SGB-3P należy unikać przekraczania częstości zliczania 6000 cps, co odpowiada 1000 cps dla pojedynczego licznika. Powyżej tej wartości następuje szybsze zużywanie się liczników, a także zaniżenie wyniku z uwagi na czas martwy. Sonda zasadniczo służy do pomiaru małych aktywności i lepiej jej nie przeciążać, jeśli zależy nam na długiej i bezawaryjnej pracy.

Napięcie pracy jest takie samo, jak przy SGB-1P, czyli 380-400 V i nie należy go przekraczać z uwagi na skrócenie żywotności detektorów czy nawet ryzyko uszkodzenia. Uwaga ta tyczy się zresztą wszystkich sond podłączanych do radiometrów uniwersalnych. Co do zasady napięcie pracy sondy powinno być podaje w karcie badania, dołączonej do danego egzemplarza, jednak rzadko kiedy taki dokument jest dostępny i musimy przyjąć napięcie znamionowe dla pojedynczego licznika danego typu.

Złącze sondy jest typowe – koncentryczne BNC-2,5 – i pozwala na podłączenie radiometrów serii MSP, RUST, URL i URS, jak również autorskich konstrukcji UDR i UDAR.

Kupując sondę SGB-3P, pamiętajmy o przetestowaniu każdego z liczników osobno za pomocą źródła obejmującego jeden licznik. Najlepiej nadaje się do tego elektroda TIG, umieszczona równolegle do detektora i pomiar w trybie przelicznikowym np. przez 1 minutę. W ten sposób łatwo się przekonamy, czy wszystkie liczniki są sprawne i czy żaden nie jest bardziej wyeksploatowany.

Oczywiście pewne odchyłki w pomiarach pomiędzy poszczególnymi licznikami będą występować z uwagi na drobne różnice w geometrii układu pomiarowego oraz rozrzut parametrów liczników, nawet w obrębie jednej serii produkcyjnej.

W moim przypadku liczba zliczeń od elektrody WT-20 fi 3 mm, zbieranych w ciągu 1 minuty przedstawiała się następująco:

1. 1117 (1108)
2. 1238
3. 1343
4. 1360
5. 1227
6. 1066 (1072)

Powtórzyłem pomiar w przypadku obu skrajnych liczników i wynik nadal był zauważalnie niższy, choć nadal nie jest to różnica znacząca, szczególnie w kontekście całej sondy. 

Jeżeli planujemy stosować SGB-3P do poszukiwania źródeł, a zauważyliśmy podobne różnice w czułości poszczególnych detektorów, to możemy liczniki o największej czułości umieścić na skrajnych bocznych pozycjach, mniej czułe montując pośrodku. W ten sposób zapewnimy sobie wysoką czułość na brzegu sondy, czyli w miejscu, którym wchodzi ona w pole promieniowania poszukiwanego źródła i musi od razu szybko zarejestrować wzrost zliczeń. Liczniki środkowe wówczas tylko "przejmują" i "podtrzymują" odczyt zarejestrowany przez boczne, ich rola przy poszukiwaniu źródeł jest mniejsza. Doskonale dowodzi tego autorski radiometr-monitor skażeń SCM-2, konstrukcji Karola, w którym zupełnie zrezygnowano ze środkowego licznika, pozostawiając 2 boczne. 

Z kolei jeśli sondą będziemy po prostu mierzyć aktywność źródeł powierzchniowych, niewielkie różnice w odczytach poszczególnych liczników nie będą miały znaczenia. Przykładowe wartości pomiarów aktywności powierzchniowej moim egzemplarzem przedstawiają się następująco:

• pokój 1: parkiet 328 cpm, parapet z lastriko 313 cpm, łóżko 331 cpm
• pokój 2: parkiet 325 cpm, parapet z lastriko 374 cpm, kanapa 323 cpm, stół 327 cpm
• przedpokój: parkiet 333 cpm
• płytki w kuchni - 627 cpm
• płytki w łazience - 705 cpm
• płytki na balkonie - 558 cpm
• parapet na balkonie - 316 cpm
• cegła szamotowa z pieca akumulacyjnego - 441 cpm
• paczka żwirku bentonitowego - 481 cpm
• patera z niskoaktywnego miodowego szkła uranowego - 618 cpm
• duża patera ze szkła kryształowego - 835 cpm
• mały wazon ze szkła wazelinowego - 2019 cpm
• duży wazon ze szkła chryzoprazowego - 2390 cpm

Użyte do testów źródła przedstawiłem na poniższej fotografii. Od prawej: cegła szamotowa, żwirek bentonitowy, wazon chryzoprazowy, talerz z miodowego szkła uranowego i wazon ze szkła wazelinowego, u góry obok radiometru UDR-2 patera ze szkła kryształowego:

Następne pomiary przeprowadziłem na dworze, przy okazji wizyty na targu. Zmierzyłem aktywność następujących powierzchni:

• bruk granitowy - 895 cpm
• bruk bazaltowy - 455 cpm
• betonowa płyta chodnikowa sprzed wojny - 457 cpm
• betonowa płyta chodnikowa współczesna - 430 cpm
• granit z pomnika Żeromskiego przed MDK Koło - 1055 cpm
• żeliwna pokrywa kanału - 258-270 cpm 
• stół do ping-ponga z lastriko - 466 cpm
• głaz z różowego granitu - 876 cpm
• głaz z jasnego granitu - 846 cpm
• inny głaz z różowego granitu - 719 cpm

Uzyskane wyniki dobitnie pokazują, że podwyższona aktywność powierzchniowa, zmierzona SGB-3P lub innymi wysokoczułymi detektorami, nie zawsze oznacza obecność skażeń radioaktywnych, a jedynie zawartość naturalnych izotopów promieniotwórczych, pochodzących ze skorupy ziemskiej i z atmosfery. Jest to  doskonała ilustracja wszechobecności izotopów radioaktywnych w naszym otoczeniu i mogą posłużyć za argument w dyskusjach z osobami obawiającymi się promieniowania jonizującego np. w kontekście rozwoju energetyki jądrowej w Polsce. Jak widać, przeciętny Kowalski ma w swoim domu i jego okolicy co najmniej kilka niskoaktywnych źródeł promieniowania. Mają one znacznie większy wpływ na łączną dawkę przyjmowaną w ciągu całego roku niż energetyka jądrowa, a jednocześnie nie powodują negatywnych skutków ubocznych. Ale to temat na osobną dyskusję, zresztą antyatomowe argumenty poruszałem już w innych notkach.

Przy okazji warto zauważyć, że najniższy odczyt miał miejsce na żeliwnej pokrywie studzienki kanalizacyjnej, która bardzo skutecznie odcina promieniowanie z otoczenia. W ten sposób możemy sprawdzić, czy sonda nie jest skażona izotopami radioaktywnymi, mogącymi zawyżać pomiar. Najlepiej dokonać kilku pomiarów na różnych studzienkach i porównać z pomiarami "w powietrzu".

Z kolei zdolność sondy do wykrywania źródeł z odległości testowałem za pomocą poniższego talerza, obficie pokrytego glazurą uranową (pojedynczy uchwyt talerza emituje 19,7 tys. rozp/min/cm2 na MKS-01SA1M, 846 cps na sondzie RK-100, 6870 rozp/min/cm2 na AT6130 i 9 mR/h łącznej emisji na ANRI Sosna):

Wzrost liczby zliczeń udało mi się zarejestrować już w odległości 3 m - z tła rzędu 330 cpm do 398 cpm, zaś z odległości 1,6 m odczyt skoczył do 502 cpm. Pomiar w trybie przelicznikowym ma większą precyzję niż pomiar uśredniany (integratorowy), zajmuje jednak więcej czasu i trudno prowadzić go w ruchu. Przełączyłem więc UDR-2 w tryb integratora i ponowiłem testy. Z odległości 3 m trudno było zauważyć wzrost, gdyż tło oscylowało między 5 a 6 cps. Jednoznaczny wzrost do 8 cps zarejestrowałem dopiero z odległości 1,6 m, zaś ewidentny - do 14 cps - z 1,3 m. 

Sondę wraz z UDR-2 zabrałem też na targ, aby w praktyce przetestować jej zastosowanie do wykrywania źródeł.  Duża powierzchnia sondy przyspiesza "skanowanie" kartonów, powoduje jednak wzrost tła - liczniki rejestrują promieniowanie z większego obszaru, zatem duża liczba nikoaktywnych obiektów, np. szkła kryształowego, powoduje oscylowanie wyniku między 7 a 10 cps przy typowym tle rzędu 5 cps. W takim "szumie" mogą ukryć się obiekty o niewielkiej aktywności, które łatwiej wykryjemy mniejszą sondą, o bardziej kierunkowej charakterystyce, jednak za cenę wolniejszego szukania.

Udało mi się jednak znaleźć miejsce, gdzie odczyt wyraźnie wzrastał do 15 cps i stabilizował się na tym wyniku. Zacząłem więc sprawdzać wszystkie obiekty po kolei i znalazłem zestaw czterech talerzyków z wytwórni Grafenroda, leżących pod warstwą zwykłych białych nieaktywnych talerzy. 

Do poszukiwania źródeł zalecam stosowanie radiometrów ze wskaźnikiem analogowym, czyli albo UDAR-1 konstrukcji Karola, albo stare RUST-2 i RUST-3, gdyż wskazówka mikroamperomierza ma znacznie mniejszą bezwładność niż wyświetlacz i szybciej zareaguje na wzrost poziomu promieniowania. Z kolei jeśli chcemy mierzyć małe aktywności, bardziej przydatny będzie tryb przelicznikowy, oferowany przez cyfrowe radiometry UDR-1, UDR-2, a także "kombajn" URS-3. Pomiar przelicznikowy jest dokładniejszy i pozwala zarejestrować znacznie mniejsze różnice aktywności, a im dłużej zliczamy impulsy, tym większa dokładność, nie występują też wahania wyniku, charakterystyczne dla pomiaru integratorowego. Temat rozwinąłem w osobnej notce [LINK]. 

Sonda ma bardzo prostą konstrukcję - liczniki G-M połączono równolegle przez dzielnik napięć z rezystorów. Możliwe uszkodzenia to albo defekt licznika G-M, albo brak połączenia we wtyczce lub przy wyjściu przewodu we wnętrzu sondy. Szczególnie wyprowadzenie kabla koncentrycznego wewnątrz sondy jest podatne na zerwanie, ponieważ przewody przylutowane do żyły (+) i ekranu (-) są dość mocno naciągnięte i jeszcze okręcone wokół siebie.

Mój egzemplarz trzeciego dnia testów najpierw zaczął zawyżać pomiar do 15, 20 i 30 cps, później na chwilę wrócił do normy, po czym przestał działać całkowicie. Ponieważ radiometr był sprawny, zacząłem diagnozować sondę i szybko zauważyłem zerwanie przewodu idącego do żyły. Przylutowanie i zaizolowanie połączenia rozwiązało problem. Warto sprawdzić to miejsce w pierwszej kolejności, jeśli sonda przestaje działać, szczególnie że wiele egzemplarzy pochodzi jeszcze z lat 70. 

***

Podsumowując, zastosowanie sondy SGB-3P w amatorskiej dozymetrii jest takie samo jak SGB-1P, czyli poszukiwanie źródeł promieniowania, pomiar niskoaktywnych źródeł powierzchniowych oraz wykrywanie skażeń. Może służyć do pomiaru aktywności opadu całkowitego osadzonego na węglu aktywnym lub filtrze bibułowym celem wykrycia radioaktywnych skażeń powietrza. Możemy nią sprawdzić, czy nasza powierzchnia robocza nie została skażona podczas pracy z artefaktami. Większy rozmiar w stosunku do SGB-1P pozwala na szybszą kontrolę dużych powierzchni, jednak przekłada się na znacznie większą masę (2 kg zamiast 0,5 kg) i mniejszą ergonomię manewrowania. Ciężar sondy jest szczególnie uciążliwy, gdy używamy jej z radiometrem RUST-3, który bez baterii waży 4 kg. Doskonale sprawdzają się za to autorskie radiometry UDR i UDAR, mające znacznie mniejszą masę i wymiary niż przyrządy serii RUST.

Generalnie większość amatorskich zadań dla SGB-3P wykonamy również mniejszą, lżejszą i znacznie tańszą SGB-1P lub monitorami skażeń RKP-1, RKP-1-2 lub RKP-2. 

SGB-3P służyła przede wszystkim do wykrywania skażeń na dużych powierzchniach, głównie podłogach, stołach czy odzieży roboczej. Przewidziano do niej nawet specjalny wózek WSP-1, pozwalający na prowadzenie sondy ze stałą odległością 5 lub 8 mm od podłogi i jednoczesny odczyt z radiometru RUST, umieszczonego w opcjonalnej przystawce

Na koniec przedstawię specyfikację sondy z katalogu Izotopowa aparatura przemysłowa i radiometryczna - Katalog 37R z 1969 r:

I zestawienie sond Polonu z 1979 r. wraz ze współpracującymi miernikami - brakuje niestety RUST-3, który został wprowadzony dopiero w 1983 r.:

Jeżeli dysponujecie egzemplarzem SGB-3P i zarejestrowaliście inne wartości biegu własnego lub zastanawiająco wysokie odczyty na jakiejś powierzchni, dajcie znać w komentarzach!