Robotron Röntgen-Gamma Dosimeter 27040

Dozymetry z komorą jonizacyjną pojawiają się dość rzadko na moim blogu. Ten typ detektora stosowany jest wyłącznie w miernikach profesjonalnych, używanych w przemyśle jądrowym do pomiarów promieniowania gamma w bardzo szerokim zakresie. Przykładem takiego przyrządu jest prezentowany tutaj Gamma Rontgen Dosimeter 27040 znanej NRD-owskiej firmy VEB Robotron, produkującej też komputery, maszyny do liczenia itp.

Miernik ten należy do całej serii przyrządów, w kolejności chronologicznej:

• VA-J-15A [LINK]
• 27040
• 27060 [LINK]
• RGD 27091 - już produkcji  Sensortechnik und Elektronik Pockau GmbH (STEP), ale wywodzi się z poprzednich [LINK]

Przyrząd mierzy moc dawki oraz łączną dawkę promieniowania gamma o energii 40 keV – 7,5 MeV lub, po zdjęciu ochronnego filtra z komory jonizacyjnej, od 8 do 100 keV, wówczas też będzie rejestrować promieniowanie beta.  

Komora jonizacyjna, o ściance równoważnej powietrzu, ma pojemność 600 cm3 i gęstość powierzchniową ścianki 35 mg/cm2, zaś nakładka 500 mg/cm2. 

Komorę można podłączyć do radiometru bezpośrednio lub przy pomocy przewodu, co pozwala na pomiar z odległości nawet do 100 m.

https://www.ostron.de/Sammeln-Seltenes/27040-Roentgen-Gamma-Dosimeter-Robotron.html

Dozymetr ma dwa podstawowe zakresy pomiaru mocy dawki: x10 µGy/h i x10 mGy/h, oraz jeden pomiaru łącznej dawki (µGy), przełączane pokrętłem na obudowie sondy. Współpracują one z mnożnikami 1, 3, 10, 30, 100, 300, zmienianymi pokrętłem na pulpicie pomiarowym. Mikroamperomierz ma 2 podziałki liniowe, które nie kończą się na pełnych wartościach (30, 100), tylko trochę powyżej:

• 0,5-33 co 0,5
• 1-110 co 1

W połączeniu z w/w mnożnikami (1, 3, 10, 30, 100, 300) daje to nam następujące zakresy:

• 10, 30, 100, 300, 1000 i 3000 µGy/h (zakres x10 µGy/h)
• 10, 30, 100, 300, 1000 i 3000 mGy/h (zakres x10 mGy/h)
• 1, 3, 10, 30, 100 i 300 µGy (zakres µGy)

Jak widać zakres kończy się na wartości 3 Gy/h, czyli wartości, przy której po 1,5 godziny otrzymamy dawkę śmiertelną LD50/30 (dawka, po przyjęciu której przy napromieniowaniu całego ciała i bez leczenia połowa narażonych umiera w ciągu miesiąca). Według specyfikacji miernik wytrzymuje przeciążenie dawką 900 µGy lub mocą dawki 9000 mGy/h (9 Gy/h!) przez czas do 300 s, po czym powinien wrócić do normy po 600 s.

Miernik ma łącznie 5 pokręteł, których zrozumienie może początkowo wydawać się skomplikowane.

Na sondzie jest jedno, pozycje kolejno od prawej:

• µGy – tryb pomiaru łącznej dawki
• x10 µGy/h – niższy zakres, wartości wszystkich podzakresów mnożymy przez 10 µGy/h
• >0< – ustawianie wskazówki na zero
• x10 mGy/h – wyższy zakres, wartości wszystkich podzakresów trzeba mnożyć przez 10 mGy/h
• trójkąt – odsłonięcie źródła kalibracyjnego, umieszczonego wewnątrz komory jonizacyjnej i stosowanego do kalibracji ręcznej.

Na pulpicie są 4 pokrętła:

• >0< - za jego pomocą ustawiamy wskazówkę na zero 
• trójkąt z kwadratem obok – kalibracja ręczna, przy pomocy wewnętrznego źródła
• pokrętło wyboru rodzaju kalibracji oraz włączania oświetlenia:
• trójkąt z kwadratem w środku - kalibracja automatyczna
• trójkąt z kwadratem obok - kalibracja ręczna
• trójkąt z kwadratem obok + żarówka - kalibracja ręczna i podświetlenie skali
• trójkąt z kwadratem w środku + żarówka - kalibracja automatyczna i podświetlenie skali
• przełącznik zakresów:
• wyłączony (O) 
• kontrola baterii ( -[|- )
• 300
• 50-3000 µGy/h co 50
• 50-3000 mGy/h co 50
• 5-300 µGy co 5
• 100
• 10-1000 µGy/h co 10
• 10-1000 mGy/h co 10
• 1-100 µGy co 1
• 30
• 5-300 µGy/h co 5
• 5-300 mGy/h co 5
• 0,5-30 µGy co 0,5
• 10
• 1-100 µGy/h co 1
• 1-100 mGy/h co 1
• 0,1-10 µGy co 0,1
• 3
• 0,5 - 30 µGy/h co 0,5
• 0,5 - 30 mGy/h co 0,5
• 0,05-3 µGy co 0,05

• 1 
• 1 - 10 µGy/h co 1 
• 1 - 10 mGy/h co 1 
• 0,1-1 µGy co 0,1 

Kalibrację przyrządu należy przeprowadzić po każdym uruchomieniu a także, jeśli zmieniły się warunki klimatyczne, w jakich miernik pracuje. Kalibracja automatyczna po prostu pozwala na ustawienie wskazówki w punkcie zerowym skali, zaś ręczna odnosi wskazania przyrządu do źródła kontrolnego Sr-90 o aktywności 0,26 MBq (ok. 7 µCi), znajdującego się w komorze jonizacyjnej. 

Kalibracja automatyczna:

• sprawdzamy napięcie baterii – pokrętło zakresów w pozycję -[|- i wskazówka powinna być na długim zielonym łuku na skali,
• pokrętło podzakresów może być na dowolnym podzakresie (1, 3, 10, 30 itp.),
• pokrętło kalibracji na symbol z trójkątem w kwadracie, 
• pokrętło na sondzie na pozycję >0<,
• pokrętłem >0< ustawiamy wskazówkę na podziałce zerowej i czekamy 5 minut
• jeśli w tym czasie wskazania uległy zmianie, nastawiamy z powrotem wskazówkę na 0
• pokrętło na sondzie na żądany zakres (x10 µGy/h lub x10 mGy/h), pokrętło podzakresów na odpowiedni podzakres, czekamy chwilę i rozpoczynamy pomiar

Kalibracja ręczna:

• sprawdzamy napięcie baterii, tak jak przy kalibracji automatycznej,
• pokrętło podzakresów na 10, tam gdzie kwadrat z trójkątem obok,
• pokrętło kalibracji również na pozycję z kwadratem i trójkątem obok,
• pokrętło na sondzie na pozycję z trójkątem - źródło wewnątrz komory zostanie odsłonięte,
• pokrętłem z kwadratem i trójkątem obok ustawiamy wskazówkę na mały zielony łuk na skali, znajdujący się przed łukiem do kontroli napięcia baterii
• pokrętło na sondzie na żądany zakres (x10 µGy/h lub x10 mGy/h), pokrętło podzakresów na odpowiedni podzakres i rozpoczynamy pomiar

Jeśli dozymetr ma źródło kontrolne, odczyt na najniższym zakresie będzie zawyżony (wskazówka na pozycji 10) - generalnie ten przyrząd nie jest przeznaczony do pomiaru niskich poziomów promieniowania. Usunięcie "kontrolki" powoduje, że wskazówka w warunkach tła naturalnego będzie wskazywać zero, nie przeprowadzimy jednak wtedy kalibracji ręcznej.

Mój egzemplarz niestety nie dawał się skalibrować. Problem wynikał z wrażliwości komory jonizacyjnej na nawet niewielką ilość wilgoci, która powoduje upływność. Producent nawet przewidział miejsce na woreczek z silikażelem (30 g), mającym pochłaniać wilgoć, zaś instrukcja zaleca osobne przechowywanie komory jonizacyjnej w szczelnym worku foliowym z silikażelowym pochłaniaczem wilgoci. możemy też w tym celu użyć odpowiednio dużego pojemnika ze szkła, plastiku lub metalu. Ja użyłem blaszanej puszki z pokrywką mocowaną na wcisk:

Komora jonizacyjna powinna być przechowywana w warunkach wilgotności względnej poniżej 40% RH. Najlepiej używać silikażelu z barwnym wskaźnikiem, który informuje nas, czy nałapał wilgoci i konieczna jest wymiana.

***

Po serwisie dokonanym przez WM Polon wreszcie mogę zaprezentować pomiary tym przyrządem. Podczas testów użyłem kalibracji automatycznej. Zgodnie z zaleceniem instrukcji po nastawieniu wskazówki na zero potrzymałem dozymetr w tym trybie przez 5 minut dla ustabilizowania wskazań, a następnie jeszcze raz nastawiłem na zero.

Jak widać, nawet silne źródła (minerał, skala DP-63A) osiągają zaledwie połowę I zakresu przy pomiarze z założonym ekranem komory. Jeśli ekran zdejmiemy, wówczas ceramika uranowa może osiągnąć nawet III zakres, a kontrolka od DP-66M sięgnąć do V. Niestety niektóre źródła (medalion Angel Wings, obiektyw z torowanego szkła) nawet przy zdjętym filtrze powodują zaledwie minimalny wzrost wskazań - i trudno się dziwić, ten przyrząd nie służy do pomiaru niskich mocy dawek, rzędu pojedynczych µSv/h.

***

Zasilanie odbywa się z 6 baterii R-20 (D), umieszczonych w dwóch komorach, zakręcanych uszczelnianymi pokrywkami. 

Komplet baterii według instrukcji starcza na 200 godzin pracy - pobór prądu wynosi 20 mA bez podświetlenia skali i 45 mA z podświetleniem. Napięcie zasilania powinno zawierać się między 5 a 9 V, zatem miernik jest dość tolerancyjny na spadek napięcia - 5 V z 6 ogniw oznacza zaledwie 0,83 V z pojedynczego ogniwa. Zamiast baterii R-20, które są dość drogie, można stosować adaptery, do których wkładamy paluszki AA, odbędzie się to jednak kosztem czasu pracy (pojemność AA średnio 2500 mAh, R-20 15.000-20.000 mAh).

Producent zaznacza, że w razie stosowania akumulatorków niklowo-kadmowych wskazówka przy teście zasilania powinna znajdować się między podziałkami 50 a 80, zaś przy "zwykłych" (ogniwach pierwotnych) między 40 a 80. Miało to na celu uniknięcie eksploatacji radiometru ze zbyt rozładowanymi akumulatorkami, co jest dla nich bardzo szkodliwe. Nadmierne rozładowanie ogniw pierwotnych nie ma takiego znaczenia, ponieważ i tak są one jednorazowego użytku. 

Miernik ma masywny korpus wykonany z lakierowanego mosiądzu. Deklarowana klasa ochronności IP-40, czyli ochrona przed ciałami obcymi o średnicy 1 mm i większymi (4) oraz brak ochrony przed wodą (0).

Cały komplet sporo waży:

• pulpit - 2,3 kg
• baterie - 0,6 kg
• sonda - 1,2 kg
• torba - 2 kg

Sam radiometr z kompletem baterii waży więc aż 4,1 kg. Do przenoszenia służył pas i nie jest to jedynie dodatek, a niezbędne akcesorium, szczególnie że radiometr nie ma żadnego uchwytu i jego przenoszenie jest bardzo niewygodne. Oprócz pasa naramiennego można zamontować też biodrowy - służą do tego dwa D-ringi na spodniej ścianie obudowy. 

Komora jonizacyjna ma gniazdo do śruby statywu, stosowane tylko przy pracy z kablem przedłużającym. 

Unikniemy wówczas turlania się sondy po podłodze czy biurku. Instrukcja zaleca użycie statywu z głowicą 518/D 500 firmy Foto-Kino. Na nasze potrzeby możemy użyć dowolnego statywu fotograficznego ze śrubą 1/2 cala lub przejściówką z typowej śruby 1/4 cala.

Dodatkowym wyposażeniem był rejestrator, pozwalający na ciągły zapis wyników na taśmie papierowej. Zalecano rejestrator typu kompensacyjnego, działającego przy amplitudzie impulsów 10 mV, np. Typ eKE firmy VEB Messgerat "Erich Veintert". Podłączany był do gniazda na tylnej ściance:

Gniazdo to niestety nie będzie służyć jako słuchawkowe, do odsłuchu dźwięku impulsów.

***

Następcą modelu 27040 był 27060, wyskalowany w jednostkach równoważnika mocy dawki (Sv/h) zamiast mocy dawki pochłoniętej (Gy/h). Wyposażony został w diody LED, umieszczone koło skali i informujące, który z zakresów został włączony. Jego obsługa i parametry użytkowe są praktycznie identyczne, przyrząd wykorzystuje bardzo podobną komorę jonizacyjną:

https://www.uni-goettingen.de/de/instrument+oddity%3A+robotron+dosemeter/637815.html

Czas na podsumowanie. Ogólna ocena tego przyrządu nie jest łatwa. Jest to miernik profesjonalny, służący do pracy z wysokimi poziomami promieniowania gamma i rentgenowskiego. Pozwala na pomiar z dużej odległości i jego stałe rejestrowanie. Ma znaczne wymiary i masę, a obsługa może wydawać się skomplikowana, szczególnie mniej doświadczonemu użytkownikowi. Zaletą jest bardzo szeroki zakres pomiarowy i możliwość momentalnego przełączenia na zakres 1000 razy wyższy (x10 µGy/h - x10 mGy/h). Poważną wadą jest konieczność osobnego przechowywania sondy w pojemniku z pochłaniaczem wilgoci.

Przyrząd rzadko pojawia się na rynku wtórnym i najczęściej jednak za granicą, głównie na niemieckim eBay. 

***

Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo