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