Radiometr uniwersalny TISS

Ten przyrząd należy do wczesnych radzieckich konstrukcji z początku lat 50., stosowanych również w Polsce w pierwszym, pionierskim okresie rozwoju atomistyki, kiedy jeszcze nie produkowano takiej aparatury w kraju. Używano go m.in. do badania zawartości uranu w próbkach rudy wydobytej przez Zakłady Przemysłowe R-1 w Kowarach [LINK].

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Radiometr pracuje jednocześnie (!) jako przelicznik i jako integrator. W trybie przelicznika zlicza impulsy od 1 do 10.000 bez ograniczenia czasowego. W trybie integratora mierzy częstość zliczania w impulsach na minutę (cpm) w zakresie 60-100.000 cpm (1-1666,6 cps) oraz może alarmować o przekroczeniu uprzednio ustawionego progu. 

Zestaw składa się z następujących elementów:

• pulpit pomiarowy TZ (ТЗ)
• sonda TCz (ТЧ) z 3 licznikami STS-6 do pomiaru aktywności beta i gamma (150 cm2)
• sonda TJu (ТЮ) z 10 otwartymi półcylindrycznymi licznikami proporcjonalnymi do pomiaru aktywności alfa (150 cm2)
• sonda TI (ТИ) z licznikiem scyntylacyjnym  do pomiaru aktywności alfa (7 lub 23 cm2 w zależności od użytego scyntylatora i światłowodu).

https://agrohimija.ru/agrohimicheskie-metody/767-radiometricheskie-pribory-chast-1.html

Impulsy są zliczanie licznikiem elektromechanicznym o dwóch skalach (1-100 i 100-10.000). Ponieważ czas martwy tego licznika wynosi poniżej 20 ms, impulsy powinny docierać do niego ze średnią częstością nie większą niż 150 cpm, wówczas straty będą na poziomie 5% całkowitej liczby impulsów. Liczniki zerujemy za pomocą pokręteł УСТ. НУЛЯ umieszczonych nad każdym z nich. Co ciekawe, podczas zerowania obracają się skale, a nie wskazówki.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Jak widać ten licznik będzie "gubił" impulsy przy preparatach o dużej aktywności, służy więc raczej do pomiarów mało aktywnych próbek, przy których niewielka liczba impulsów jest rejestrowana podczas dłuższego okresu. Jeśli próbka ma większą aktywność, zasadny jest odczyt częstości zliczania na mikroamperomierzu o dwóch podziałkach: 1-10 co 1 i 0,05-3 co 0,05. Dodatkowa skala 10-2000 wyskalowana jest w woltach i służy tylko do regulacji wysokiego napięcia zasilającego detektor. Przy sondzie TCz wynosi ono 400 V, liczniki scyntylacyjne wymagają ok. 1000 V, zaś licznik proporcjonalny 2000 V.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Za pomocą mikroamperomierza można zmierzyć średnią częstość impulsów w zakresie 60 - 100 000 cpm (1-1666,6 cps). Cały zakres podzielony jest na 6 podzakresów, czas uśredniania na każdym z nich wynosi odpowiednio:

• I - 0-300 cpm - 39 s
• II - 0-1000 cpm - 16 s
• III - 0-3000 cpm - 9 s
• IV - 0-10 000 cpm - 7 s
• V - 0 -30 000 cpm - 6 s
• VI - 0-100 000 cpm - 6 s

Czas martwy miernika szybkości zliczania jest taki sam we wszystkich podzakresach i wynosi 60 μs. Pracę radiometru można zobaczyć na tym oto filmie:

Radiometr ma sygnalizację progową, która może być wykorzystywana do kontroli skażeń rąk, odzieży i powierzchni roboczej. Próg regulujemy za pomocą potencjometru obracanego śrubokrętem. Jeśli zmierzona częstość zliczania jest wyższa niż próg, zapali się czerwono lampka z napisem грязно ("brudno"). W przeciwnym wypadku zaświeci się lampka "czysto". Radiometr może też uruchamiać zewnętrzną sygnalizację, podłączoną do gniazda na tylnej ścianie.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Podobne rozwiązanie zastosowano w radiometrze RUS-5, jednak bez środkowej, żółtej lampki, sygnalizującej gotowość radiometru do rozpoczęcia pomiaru. 

Przyjrzyjmy się teraz poszczególnym sondom, przewidzianym do radiometru TISS.

Sonda TCz (ТЧ), niekiedy mylnie określana jako T4, zawiera 3 typowe liczniki STS-6 znane z monitorów RKP oraz sond SGB. Na spodniej części, obok okienka pomiarowego, znajduje się metalowa dźwignia, która za pośrednictwem popychacza uruchamia kompensację tła gamma.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Powierzchnia czynna sondy wynosi 150 cm2, zakres pomiarowy do 100.000 rozp/min/cm2. We wnętrzu mamy lampowy przedwzmacniacz, a także przycisk chwilowy, sprzęgnięty ze wspomnianą wyżej dźwignią.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Podczas pomiaru tą sondą możemy skompensować tło gamma, wciskając dźwignię na jej korpusie. Kompensacja działa pod warunkiem, że tło nie przekracza zakresu, na którym dokonywany jest pomiar. Sonda TCz przypomina polską sondę LGM-2, przeznaczoną do radiometrów serii RUS i pokrewnych. 

Sonda tego typu wraz z radiometrem TISS była używana do pomiarów aktywności odzieży turystów, którzy w tajemniczych okolicznościach zginęli na Przełęczy Diatłowa w 1959 r. Aktywność wynosiła - cytuję tłumaczenie automatyczne z niewielkimi moimi poprawkami:

nr 4 - brązowy sweter osiągnął 9900 rozpadów na minutę na 150 cm2, a po praniu przez 3 godziny pod bieżącą wodą było to 5200, czyli w przybliżeniu odpowiadała normie dla odzieży osób pracujących z substancjami radioaktywnymi (przed praniem). Pas swetra nr 1 pokazywał 5600 przed praniem i 2700 po praniu. pas ten przed praniem aktywował się nieco bardziej niż norma dla osób pracujących z substancjami radioaktywnymi, a po praniu miał naturalne tło. Dolna część spodni [w oryginalne szarawarów] z nr 1 miała 5000 zgnić przed praniem i 2600 po praniu. Te. przed praniem - norma dla osób pracujących z substancjami radioaktywnymi, a po praniu - zwykłe tło. [LINK]

Sonda scyntylacyjna TI może mieć zainstalowany jeden z dwóch różnych scyntylatorów - każdy z odpowiednim światłowodem, zapewniającym kontakt optyczny z fotopowielaczem FEU-19. Są to scyntylatory ZnS(Ag), czułe na promieniowanie alfa przy jednoczesnej praktycznej niewrażliwości na emisję gamma.

https://smirnov-maxim.livejournal.com/3703.html

Mniejszy ma powierzchnię efektywną 7 cm2, sprawność 20% i częstość zliczania do 70.000 rozp/min/cm2. Większy odpowiednio: 23 cm2, 10 % i 43.000 rozp/min/cm2. Grubość aluminiowej folii światłoszczelnej 10 mikronów. Bieg własny w obu przypadkach wynosi 1 cpm. Dzięki zastosowaniu scyntylatorów ZnS(Ag), o bardzo małej czułości na emisję gamma, sonda umożliwia selektywny pomiar promieniowania alfa. Producent deklaruje odporność na tło gamma aż do 500 µR/s (18000 µSv/h = 18 mSv/h). Niestety sonda jest wrażliwa na pole magnetyczne. 

Sonda z licznikiem proporcjonalnym TJu (ТЮ) - na poniższym zdjęciu widoczny z prawej - służy do pomiaru skażeń powierzchni emiterami alfa o energii powyżej 3 MeV ze skutecznością 4 %.

Na tej ilustracji widzimy radiometr TISS w innej wersji, z licznikami elektromechanicznymi jeden nad drugim

Jest to licznik wykorzystujący powietrze jako gaz roboczy. Nad wspólną katodą w postaci arkusza blachy wygiętego tak, by otrzymać 10 półcylindrów rozpięty jest cienki drut, stanowiący anodę. Przestrzeń robocza licznika osłonięta jest cienką folią dla uniknięcia dostawania się zanieczyszczeń. Napięcie pracy wynosi 2000 V. Tło własne 20 cpm, zakres pomiarowy 2-700 rozpm/min/cm2. O samym liczniku proporcjonalnym pisałem przy okazji monitora skażeń Contamat [LINK]. 

Radiometr TISS ma dwa tryby odejmowania tła (ręczny i automatyczny), mogące współpracować ze wszystkimi sondami (z sondą beta-gamma TCz tylko na dwóch pierwszych zakresach). Wyposażono go też w tryb testowy, w którym na wejście podawany jest sygnał z wewnętrznego generatora - odczyt na liczniku elektromechanicznym, zebrany w ciągu 1 minuty (odmierzonej ręcznie, zegarkiem lub stoperem), powinien wynieść 3000 cpm +/- 100.

Wszystkie sondy podłączamy do gniazda o 6 stykach znajdującego się na tylnej ściance, na której znajdują się też przełączniki trybu kompensacji tła (ręczny/automatyczny) i rodzaju pracy (test/pomiar).

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Gniazdo sondy, pomimo pewnych podobieństw nie jest kompatybilne z polskimi radiometrami RUS i sondami do nich. Odnoszę wrażenie, że do radiometru TISS nie przewidziano całej rodziny sond, jaka wkrótce została opracowania do radiometrów RUST i URL.  TISS miał współpracować z trzema omówionymi wyżej sondami, a jego główną rolą było wykrywanie skażeń i ewentualne proste pomiary laboratoryjne.

***

Ponieważ sprzęt jest rzadki i ciekawy, przytoczę tutaj opis z oryginalnej instrukcji, cytowany na forum RHBZ (tłumaczenie automatyczne z moim wygładzeniem i ujednoliceniem terminów):

Procedura przygotowania urządzenia do pracy jest następująca:

1. Sprawdź, czy położenie bloku transformatora sieciowego (z tyłu urządzenia) odpowiada napięciu sieciowemu.

2. Ustaw przełącznik dźwigienkowy „sieć” 3 w pozycji „wyłączone”.

3. Za pomocą śrubokręta obróć szczelinę „regulacji czułości” (z tyłu jednostki głównej) w lewo, aż się zatrzyma.

4. Ustaw przełącznik dwustabilny „start” 4 licznika elektromechanicznego w pozycji „wyłączony”.

5. Ustaw przełącznik dwustabilny „kompensacji tła” (z tyłu jednostki głównej) w pozycji „ręczna”.

6. Ustaw przełącznik dwustabilny „sprawdzenie - praca” (z tyłu jednostki głównej) w pozycji „sprawdzenie”.

7. Podłącz kabel sieciowy do sieci elektrycznej. Przesuń przełącznik dwustabilny „sieć” 3 w położenie „wł.”; jednocześnie powinna zapalić się zielona lampka kontrolna w lewym rogu panelu jednostki głównej urządzenia; rozgrzać urządzenie przez 10 minut.

8. Ustaw przełącznik zakresu 5 w pozycji „wysokie napięcie”.

9. Za pomocą śrubokręta obróć gniazdo regulatora wysokiego napięcia (z tyłu jednostki głównej), ustaw wskazówkę mikroamperomierza 2 na „0”.

10. Obracając pokrętłami 6, ustawić tarcze licznika elektromechanicznego na podziałki zerowe.

11. Włączyć licznik elektromechaniczny 1 dokładnie na 1 minutę zgodnie ze stoperem, dla którego przełącznik dwustabilny 4 jest ustawiony w pozycji „start” (пуск) - liczba impulsów powinna wynosić 3000 +/-100.

12. Przesuń przełącznik dwustabilny „sprawdzenie - praca” (z tyłu jednostki głównej) do pozycji „praca”.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Procedura pomiaru zanieczyszczenia powierzchni substancjami beta-aktywnymi jest następująca:

1. Podłącz moduł licznika TCz do gniazda "sonda zewnętrzna" z tyłu jednostki głównej; w momencie podłączania urządzenia przełącznik dwustabilny 3 „sieć” musi być wyłączony.

2. Ustaw przełącznik dwustabilny „kompensacji tła” (z tyłu jednostki głównej) w pozycji „automatyczna”; w tym samym czasie na panelu 7 jednostki głównej powinien zaświecić się zielony sygnał gotowości.

3. Po zainstalowaniu przełącznika podzakresu 5 w pozycji „wysokie napięcie”, obróć gniazdo „reg. wysokie napięcie." (z tyłu jednostki głównej) aby strzałka mikroamperomierza 2 przesunęła się z 0 do 400 V na dolnej skali.

4. Ustaw przełącznik podzakresu 5 w pozycji, w której liczba impulsów wynikających z tła gamma nie przekroczy 4/5 maksymalnej wartości skali wybranego podzakresu.

5. Skompensować tło, dla którego należy nacisnąć przycisk znajdujący się na górnej części sondy  TCz i przytrzymać go do momentu, aż na panelu 7 bloku głównego zaświeci się sygnalizacja świetlna „czyste”; w takim przypadku strzałka mikroamperomierza 2 powinna odchylać się w kierunku „0”.

6. Doprowadzić sondę TCz do zanieczyszczonej powierzchni, nacisnąć przycisk kompensacji tła i odczytać wskazania mikroamperomierza 7; pomnóż wynik odczytu przez wskaźnik podzakresów 5; jeśli ta ostatnia jest ustawiona na 0,3, wówczas odczyty są pobierane ze środkowej skali mikroamperomierza (0-3), jeśli na innych liczbach, to z górnej skali (0-10).

W niektórych przypadkach konieczne staje się szybkie ustalenie dopuszczalnego stopnia zanieczyszczenia obiektów bez ilościowego określenia tego zanieczyszczenia. Aby to zrobić, musisz mieć preparat referencyjny, którego aktywność odpowiada dopuszczalnemu stopniowi zanieczyszczenia przedmiotów.

Po przygotowaniu urządzenia do pracy należy nacisnąć przycisk kompensacji tła na górnej stronie sondy TCz. Przycisk trzymamy do momentu pojawienia się sygnału „czysto”. Następnie, nie zwalniając przycisku, obracamy regulator czułości (z tyłu panelu głównego), aż zaświeci się sygnał „brudny”. Przycisk zostaje zwolniony, po czym zapala się sygnał „gotowy”.

Aby zmierzyć stopień zanieczyszczenia powierzchni obiektu, należy nacisnąć przycisk kompensacji tła; po 12 sekundach zaświeci się sygnał „czysto”. Jeśli po naciśnięciu przycisku skażony obiekt zostanie zbliżony do bloku liczników, to w przypadku poziomu skażenia nieprzekraczającego normy pozostaje sygnał „czysty”. Jeśli skażenie przekroczy dopuszczalny poziom, zaświeci się sygnał „brudny”. 

Procedura pomiaru zanieczyszczenia obiektów środowiskowych izotopami alfa-aktywnymi jest następująca

1. Przełącznik dźwigienkowy „sieć” 3 jest ustawiony w pozycji „wył.”.

2. Sonda TI (scyntylacyjna) jest podłączona do gniazda „sonda zewnętrzna” (z tyłu bloku głównego).

3. Na obudowę fotopowielacza (w zależności od powierzchni mierzonego obiektu) nakłada się rurkę odgałęźną z dużym lub małym scyntylatorem.

4. Po 30 minutach (w celu podświetlenia substancji scyntylacyjnej) na scyntylator nakłada się referencyjny preparat alfa o znanej szybkości zliczania.

5. Obracając regulatorem wysokiego napięcia (śrubokrętem) zwiększać napięcie, aż skuteczność zliczania cząstek alfa z preparatu osiągnie 20% z małym scyntylatorem i 10% z dużym.

6. Zamiast preparatu referencyjnego aplikowana jest badana próbka lub sonda TI jest przynoszona wraz ze scyntylatorem na zakażoną powierzchnię.

Zliczane są odczyty mikroamperomierza i obliczana jest aktywność preparatu lub stopień zanieczyszczenia powierzchni z uwzględnieniem wydajności liczenia. 

UWAGA - w oryginalnym tekście regulatory czułości i wysokiego napięcia znajdują się na tylnej ściance - co podkreśliłem boldem w tekście tłumaczenia - choć prezentowany egzemplarz ma je na przednim panelu:

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Zerknijmy jeszcze do wnętrza - z prawej u góry napędy elektromechanicznych liczników impulsów:

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Zbliżenie na fragment chassis - radiometr jest konstrukcją lampową. Z lewej, przed amperomierzem, powinien znajdować się stabilitron SG301, ale został po nim tylko metalowy zacisk:

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Widok od dołu - z prawej 4 prostowniki selenowe, z lewej potencjometry służące do kalibracji: 

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Regulujemy nimi wysokie napięcie, czas uśredniania i "balans" (?).

Nad nimi znajdują się potencjometry do kalibrowania poszczególnych zakresów:

Fabryczna instrukcja obsługi - zwróćmy uwagę na ciekawy projekt graficzny okładki, wyglądający, jakby miał zareklamować radiometr TISS szerokiemu gronu odbiorców. Większość instrukcji miała okładki z brązowej tektury czy nawet było po prostu powielanym maszynopisem.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=131

Przyrząd wspomniany jest w Podręczniku ochrony radiologicznej (R. Broszkiewicz, Z. Jaworowski, T. Musiałowicz, Z. Smal, Z. Szot), wydanym przez Wydawnictwa Naukowo-Techniczne w 1963 r.

Sondy nie są opisane w kolejności występowania na rysunku - z lewej mamy licznik proporcjonalny, pośrodku G-M,
z prawej scyntylacyjny.

Zgodnie z obowiązującym wówczas nazewnictwem określany jest mianem monitora - stosowany już w ZSRR termin "radiometr" jeszcze się nie upowszechnił w Polsce. 

Przyrząd pojawia się też na dwóch fotografiach w referacie prof. Jerzego Peńsko, poświęconego historii Centralnego Laboratorium Ochrony Radiologicznej. Pierwsze zdjęcie przedstawia prawdopodobnie serwis przyrządu, jeden z naukowców manipuluje przy wtyczce od sondy TCz, a przed nim leży lutownica kolbowa:

https://www.clor.waw.pl/images/pliki/historia_clor/CLOR_final_cor.pdf

Drugie zdjęcie pokazuje TISS (charakterystyczna rączka i rant otaczający przedni panel) wraz sondą TCz podczas pomiarów skażeń podłogi, zbieranych wacikami:

Urządzenie jeszcze nie pojawiło się na polskim rynku wtórnym, a przynajmniej nic mi o tym nie wiadomo. Radiometr TISS jest bardzo cennym zabytkiem techniki i w każdym wypadku warto ratować zachowane egzemplarze, nawet jeśli miałyby pozostać "zimnymi eksponatami". Z kolei jeśli chodzi o parametry użytkowe, to - podobnie jak w przypadku innych radiometrów uniwersalnych - zależą one od zastosowanej sondy. Z sondą TCz będziemy mieli odpowiednik RUST-2 z SGB-1P czy RKP-1 lub 2, tylko z dodatkowym trybem przelicznika. Użyteczność TISS-a zwiększy się znacznie przy zastosowaniu sondy scyntylacyjnej lub z licznikiem proporcjonalnym. Niestety ten radiometr nie jest kompatybilny z polskimi sondami do radiometrów RUS, zaś oryginalna rodzina sond liczy tylko 3 modele. 

Jeżeli dysponujecie egzemplarzem tego radiometru, mieliście okazję z niego korzystać albo chcecie uzupełnić powyższy wpis, dajcie znać w komentarzach!

***

Podoba Ci się mój blog i chcesz wesprzeć twórcę? Zapraszam na Patronite - https://patronite.pl/anonymousdosimetrist