Dozymetr radiometr MKS-151

Geneza tego dozymetru sięga katastrofy w Czarnobylu, kiedy to powstało zapotrzebowanie na kieszonkowe mierniki o zakresie do 100 R/h. Opracowano wówczas DRG-01T i jego zmodyfikowaną wersję DRG-01T1, omawiane przeze mnie w 2019 r. [LINK]. Następnie obniżono zakres do 100 mR/h, tworząc model DBG-06T, który testowałem rok temu [LINK]. Na tym nie koniec - na początku XXI w. radiometr znowu poddano modyfikacji i to dość istotnej (pomiar emisji beta), jednocześnie zachowując wiele rozwiązań konstrukcyjnych z lat 80. XX w. W ten sposób pojawił się omawiany tutaj MKS-151, zatwierdzony do produkcji w 2003 r.. Na tle poprzedników prezentuje się następująco:

Od lewej: DRG-01T, DRG-01T1, DBG-6T, MKS-151

Jak widać, front obudowy praktycznie nie różni się od DBG-06T i DRG-01T1, za wyjątkiem innego rozmieszczenia nastaw przełączników - brak jest trybu kontroli oraz przełączania jednostek mocy dawki. 

Istotna różnica pojawia się dopiero na tylnej ściance, w której wywiercono 24 dziurki średnicy 6,5 mm (łączna powierzchnia 1600 mm2) zaklejone cienką folią o grubości 15 µm (taka jak folia do żywności), zapewniając dostęp dla cząstek beta. 

Dziurki te znajdują się nad dwoma środkowymi licznikami G-M. W dozymetrze MKS-151, podobnie jak w dwóch jego poprzednikach, zastosowano 4 liczniki G-M typu SBM-20, z których dwa skrajne są prawie w całości owinięte folią ołowianą, zaś środkowe mają folię tylko na niewielkiej części korpusu. Te dwa liczniki są też dodatkowo otoczone "zagrodą" z ołowianej blachy, mającą odciąć pozostałe liczniki od emisji gamma.

Dzięki tym modyfikacjom mierzy nie tylko moc dawki promieniowania gamma, ale również gęstość strumienia cząstek beta i to z jednoczesnym odejmowaniem tła gamma. Zakresy pomiaru obu tych wartości są następujące:

• gamma - 0,1-99,99 µSv/h
• beta - 0,1-99,5 s-1*cm2

Do mierzenia każdej z nich mamy dwa tryby pracy, różniące się czasem i sposobem pomiaru:

• poisk - poszukiwanie (2,5 s, tylko sygnalizacja dźwiękowa impulsów, niezależnie od wyniku wyświetlacz pokazuje same zera)
• izmier - pomiar (gamma - 25 s, beta 50 s, po zakończeniu pomiaru rozlega się sygnał dźwiękowy i wynik zostaje na wyświetlaczu)

Widać tu dość istotną zmianę w stosunku do DBG-06T i wcześniejszych przyrządów, w których w trybie poisk wynik był wyświetlany po zakończeniu pomiaru (tak samo jak w trybie izmier, tylko w krótszym czasie), a następnie pomiar zaczynał się od początku. MKS-151 w trybie poisk pracuje  tylko jako dźwiękowy indykator promieniowania - na podstawie natężenia dźwięku impulsów możemy stwierdzić, czy dany obiekt "świeci" i jak bardzo, albo wyszukać źródło w terenie.

Poszczególne tryby pracy przedstawiłem pokrótce na tym filmiku:

MKS-151 uruchamiamy inaczej niż starsze modele - włącznik jest zblokowany z przełącznikiem trybu pracy (poisk/izmier), a nie z przełącznikiem jednostki pomiaru, nie ma też trybu kontrolnego. Włączając dozymetr jednocześnie wybieramy tryb pracy - na pierwszej pozycji włącznika jest tryb poisk, w którym dozymetr od razu sygnalizuje dźwiękiem impulsy zarejestrowane przez licznik. Jeśli włączyliśmy tryb pomiaru gamma, wówczas promieniowanie będzie rejestrowane tylko przez dwa skrajne liczniki, osłonięte ołowianymi ekranami i blachą obudowy. Jeżeli zaś wybierzemy tryb beta, wtedy aktywne będą liczniki środkowe, znajdujące się naprzeciwko okienka w obudowie. Nietrudno to sprawdzić za pomocą powierzchniowego źródła o niskoenergetycznej emisji.

Po przełączeniu dozymetru w tryb izmier rozlega się ciągły sygnał dźwiękowy, a na wyświetlaczu mamy losowe cyfry. Wówczas wybieramy mierzony rodzaj promieniowania (gamma lub beta) i wciskamy przycisk SBROS. Dozymetr rozpoczyna pomiar, którego zakończenie sygnalizowane jest dźwiękiem o dość nieprzyjemnym tonie. Nie jest to jeden sygnał, jak w ANRI Sosna, ale ciągłe wycie (!), które ustanie dopiero, jak uruchomimy kolejny pomiar przyciskiem SBROS.

Pomiar emisji beta uruchamiamy analogicznie, wybieramy tylko inną jednostkę (s-1*cm2), a czas pomiaru dwukrotnie się wydłuży (50 s). UWAGA - w tym trybie dozymetr odejmuje tło gamma od pomiaru promieniowania beta. Podczas trwania pomiaru na ekranie pojawiają się cyfry, które jedynie świadczą o pracy dozymetru i pośrednio stanowią składową tła. Zatem jeśli podczas trwania pomiaru wynik wzrastał, ale po sygnale dźwiękowym zresetował się do zera, nie oznacza to niesprawności miernika, a jedynie brak emisji beta przekraczającej tło zmierzone przez dwa skrajne liczniki G-M. Te skrajne liczniki są owinięte folią ołowianą i odizolowane ołowianym "płotem" od środkowych liczników właśnie po to, aby promieniowanie beta nie wpływało na pomiar tła gamma.

Zakres pomiarowy kończy się na 99,99 µSv/h, czyli 9,99 mR/h. Może się to wydawać mało, ale pamiętajmy, że w trybie "gamma" dozymetr mierzy tylko twardą emisję, zdolną pokonać ołowiane ekrany liczników i grubą obudowę dozymetru - przeciętny użytkownik raczej nie będzie miał do czynienia z tak silnym źródłem. Wszystko ładnie wygląda w teorii, natomiast w praktyce dozymetr zawiesza się przy mocy dawki rzędu 23 µSv/h (skala DP-63A) i pokazuje same zera, ale jeśli pomiar rozpoczniemy w pewnej odległości od źródła i dopiero po rozpoczęciu zbliżymy dozymetr, miernik normalnie zmierzy moc dawki. Wygląda to tak, jakby MKS-151 nie był w stanie rozpocząć pomiaru przy wysokiej mocy dawki, jeśli jednak pomiar zaczął się przy nieznacznie niższym poziomie promieniowania, to potem gwałtowny wzrost nie przeszkadza w ukończeniu pomiaru i podaniu wyniku. Zjawisko to nie występuje przy 18 µSv/h - poniżej filmik z pomiaru różnych źródeł gammaaktywnych, słabszych i silniejszych:

Jeszcze gorzej rzecz wygląda w trybie pomiaru promieniowania beta, gdzie dość łatwo przepełnić zakres za pomocą bardziej aktywnej ceramiki z glazurą uranową. Przykładem może być ten kafel z herbem Bredy, który osiągnął prawie 3/4 zakresu, a nie jest to najbardziej "gorący" wyrób:

Przekroczenie zakresu sygnalizowane jest ciągłym sygnałem dźwiękowym pojawiającym się przed upływem czasu pomiaru, czyli 20 s (gamma) lub 50 s (beta). Według instrukcji dozymetr znosi przeciążenie mocą dawki do 10 mSv/h na max 5 min. 

***

Zasilanie odbywa się z typowej baterii 6F22 9 V umieszczanej w komorze z pokrywką zakręcaną na śrubkę. Komora baterii jest taka sama jak w DRG-01T1 i DBG-06T, czyli niezbyt szczelna i trudna do szybkiego otwarcia - gwint śruby zamykającej pokrywę jest dość długi. 

Tolerancja napięcia zasilającego rzędu -2/+5 V. Według instrukcji jedna bateria powinna starczyć na 24 godziny nieprzerwanej pracy. Gdy napięcie spadnie poniżej 6,5 V, wszystkie cyfry wyświetlacza zaczną migać. W niektórych miejscach w internecie podawana jest wartość 720 godzin pracy, ale jest ona wzięta z sufitu.

***

MKS-151 jest współczesnym wyrobem - mój egzemplarz wyprodukowano w 2014 r. - aczkolwiek jego elektronika zatrzymała się w czasach Czarnobyla. 

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=79&topic=69&p=1

Opinia na forum RHBZ była miażdżąca - same stare układy logiczne, żadnego mikroprocesora, ciągle te same przełączniki (hebelkowe i chwilowe), niezapewniające szczelności, podświetlenie LCD nadal za pomocą żarówki (choć LED ma znacznie mniejszy pobór prądu). 

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=79&topic=69&p=1

Jedynymi "nowoczesnymi" elementami jest chiński głośnik piezoelektryczny (umocowany czymś w rodzaju plasteliny) oraz złącze baterii. 

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=79&topic=69&p=1

Generalnie dozymetr określany jest mianem "czołgu", a jako jego dodatkową rolę, oprócz samoobrony, można uznać łupanie orzechów. Narzekano też na jego cenę, wyższą niż MKS-01SA1M, czyli nowoczesna konstrukcja z licznikiem okienkowym [LINK]

Sam przyrząd sprawia wrażenie doraźnego przekonstruowania starszej wersji z maksymalnym wykorzystaniem obudowy i układu elektronicznego. Takie podejście pozwoliło szybko wdrożyć miernik do produkcji bez dokonywania nadmiernych modyfikacji, aczkolwiek efekt jest dość pokraczny.

***

Obudowa wykonana jest z grubej blachy aluminiowej, tak jak w poprzednikach. Górna połowa jest  malowana na żółto, dolna na czarno, innych wersji kolorystycznych nie spotkałem. Dozymetr waży 0,5 kg, do jego noszenia przewidziano pasek z dermy, przykręcany do czterech strzemion.

W moim egzemplarzu nie ma paska, ale możemy go zastąpić skórzanym paskiem od lornetki, a nawet odpowiednio cienkim paskiem do sukienki. 

Na przednim boku dozymetru, patrząc od strony użytkownika, znajduje się klapka, osłaniająca potencjometry regulujące czas pomiaru w obu trybach:

Mój egzemplarz nosi tutaj też naklejkę potwierdzającą kalibrację przez Państwową Służbę Metrologiczną (Государственная метрологическая служба), ważną do 2018 r.

***

Producent deklaruje odporność na wilgotność względną powietrza rzędu 95 % przy 35 st. C, a także wytrzymałość na upadek z wysokości 75 cm. Dozymetr wytrzymuje też:

• zmienne pole magnetyczne do 400 A/m
• wibracje o częstotliwości 5-35 Hz i amplitudzie 0,75 mm przez 30 min. 

Średni czas między awariami - 4000 h, resurs 10000 h, czas przywrócenia sprawności po awarii 2 h.

W instrukcji znajdziemy też procedurę odkażenia dozymetru. Odbywa się ono za pomocą roztworu neutralnego proszku do prania ("Lotos", "Era"). Roztwór przygotowujemy z użyciem 1 łyżeczki proszku na 1 litr wody. 

Wyjmujemy baterię, wacik nasączamy roztworem, wyciskamy nadmiar a następnie przecieramy korpus miernika. Przy przecieraniu należy uważać, by wilgoć nie dostała się do wnętrza dozymetru (przełączniki!). Potem wycieramy dozymetr suchą szmatką. Zalecane jest suszenie w temperaturze pokojowej przez 30-40 min. Wobec takiej procedury odkażania dziwi brak uszczelnień, zwłaszcza przy przełącznikach.

W fabrycznym zestawie otrzymujemy dozymetr, pasek, foliowy futerał chroniący przed skażeniem oraz instrukcję obsługi po rosyjski. 

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=57&topic=660

Oryginalną instrukcję można pobrać TUTAJ. Dozymetr spełnia wymagania instrukcji  nr 131_I z 4.12.2007 r. „W sprawie procedury identyfikacji, tymczasowego przechowywania, unieważniania i niszczenia banknotów skażonych radioaktywnie” wydanej przez Centralny Bank Federacji Rosyjskiej.

 

Na koniec kwestia dostępności. Dozymetr rzadko pojawia się na eBay, a jeśli już, to w wysokich cenach, sprzedawany przez użytkowników z Ukrainy (równowartość 1200 $!). Swój egzemplarz sprowadziłem z Tajlandii za 714 zł plus opłaty celne 150 zł. Oferty ze sklepów rosyjskich są w większości wycofane, na chwilę obecną znalazłem dwie - za 31200 [LINK] i 31476 rubli, czyli odpowiednio równowartość 1332 i 1344 zł

https://rentgenprotect.ru/katalog/dozimetri/dozimetr-radiometr-mks-151/

Jest to spora cena zważywszy na wymiary, masę i możliwości tego dozymetru, a także dość nieprzyjemny sposób obsługi. Szczególnie irytujące jest wycie głośniczka po uruchomieniu miernika oraz zakończeniu pomiaru. 

Czas na podsumowanie. Trudno wydać ogólną opinię o tym mierniku. Z punktu widzenia "domowej dozymetrii" może być przydatny do poszukiwania źródeł beta- i gammaaktywnych, jak również do pomiaru mocy dawki gamma od silniejszych źródeł o większych rozmiarach. W tym pierwszym zastosowaniu zaletą są dwa odsłonięte liczniki G-M, w drugim zaś solidne ekranowanie dwóch skrajnych detektorów. Tryb selektywnego pomiaru beta pozwoli na pomiar (teoretycznie) samej aktywności powierzchniowej beta, bez towarzyszącego jej tła gamma, aczkolwiek pomiar  ten trwa długo, a jego miarodajność zależy od rozmiaru źródła. Na koniec pozostaje cena, która jest zdecydowanie zbyt wysoka jak na możliwości tego dozymetru.

Plusy

• solidna obudowa
• pomiar beta z odejmowaniem tła gamma

Minusy

• mały zakres pomiaru emisji beta
• zawieszanie się powyżej 23 µSv/h emisji gamma
• nieintuicyjna obsługa 
• wysoka cena nieproporcjonalna do możliwości
• przestarzała elektronika

***

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