Blog o promieniowaniu jonizującym, dozymetrii i ochronie radiologicznej. Zwalcza mity związane ze zjawiskiem radioaktywności i przybliża wiedzę z zakresu fizyki jądrowej oraz źródeł promieniowania w naszym otoczeniu.
Dozymetr Y-M06 został przeze mnie uznany za najgorszy chiński dozymetr, jaki pojawił się na Aliexpress [LINK]. Przyrząd łączył niską czułość na słabe źródła z jednoczesnym osiąganiem absurdalnie wysokich wyników przy silniejszych. Jedyną jego zaletą była... ładna obudowa z metalu. Nie wiem, czy Chińczycy czytają mojego bloga albo dyskusję na Wykopie, jednak na Aliexpress pojawiła się ulepszona wersja dozymetru. Licznik został odsłonięty, co zwiększyło czułość na słabe źródła, a jednocześnie silniejsze nie powodują już nieprawdopodobnego wzrostu wyniku, choć nadal jest on zawyżony. Poza tym dozymetr ma identyczne funkcje jak poprzednik, zatem recenzję ograniczę tylko do różnic.
Obudowa ma inny kształt i liczbę otworów przy głośniczku, pozostał za to otwór z diodą LED, migającą ze stałą częstotliwością, niezależną od częstości zliczania.
Na tylnej ściance wycięto otwory w miejscu, gdzie znajduje się licznik G-M i dodatkowo podpisano go "Geiger tube":
Dozymetr należy teraz do I szkoły budowy dozymetrów wg mojej autorskiej systematyki, a nie do II, jak poprzednik [LINK]
Jak przedstawia się czułość tego dozymetru? Odsłonięcie licznika sprawiło, że reaguje praktycznie na wszystkie "domowe" źródła, choć przy najsłabszych odczyt będzie ledwo wykrywalny z uwagi na mały szklany licznik. Do tego typu źródeł jednak niezastąpiony pozostaje SBM-20/STS-5, którego cienka metalowa ścianka jest bardziej przepuszczalna dla niskoenergetycznej emisji beta i gamma.
Pod względem rozmiarów dozymetr jest taki sam jak pierwszy model Y-M06 - w porównaniu z miniaturowymi dozymetrami z Aliexpress przedstawia się następująco: od lewej Eco Deyi DY003, HFS P3, Zuddo, GM02 (wykorzystujący wiele rozwiązań z Y-M06):
Po informacje dotyczące obsługi tego przyrządu, układu ekranu głównego i menu ustawień odsyłam do wpisu o Y-M06 [LINK].
Jeżeli mieliście okazję przetestować ten dozymetr lub macie uwagi do powyższego opisu, dajcie znać w komentarzach!
***
Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo
Większość źródeł, z którym ma do czynienia dozymetrysta amator, emituje promieniowanie beta i niskoenergetyczne gamma (szkło uranowe, ceramika z glazurą uranową), niekiedy z małą domieszką twardej emisji gamma (siatki Auera, medaliony Quantum Pendant). Do przechowywania tych obiektów wystarczą słoiki czy blaszane puszki po cukierkach, papierosach lub ciasteczkach. Czasami jednak trafi się obiekt o silniejszej emisji - minerał, kompas, zegarek - który może wymagać skuteczniejszej osłony.
Ponieważ wydajność osłabienia promieniowania gamma wzrasta wraz z liczbą atomową pierwiastka użytego na osłonę, zatem w ochronie radiologicznej najczęściej stosuje się takie metale, jak żelazo, ołów, rtęć, czy uran. Palmę pierwszeństwa dzierży ołów: ma wysoki ciężar właściwy (11,4 g/cm3) a jednocześnie jest metalem pospolitym, o niskiej temperaturze topnienia (327,5 st. C), który można dowolnie kształtować przez odlewanie, prasowanie, wiercenie, frezowanie itp. Ołów ma też wady - przede wszystkim jego powierzchnia jest porowata, przez co trudno ją odkazić, wymaga więc lakierowania, jeśli chcemy mieć powierzchnię łatwo zmywalną. Takie rozwiązanie zastosowano np. w ołowianej blaszce na klapce filtra dozymetru ANRI Sosna.
Ołów jest bardzo miękki, zatem większe konstrukcje nie są samonośne i wymagają usztywnienia np. stalą. Kolejną wadą jest toksyczność - wchłania się przez skórę, drogą pokarmową i oddechową, powodując zatrucia ostre lub przewlekłe (ołowica). Mimo to ołów jest powszechnie stosowany do wyrobu osłon przed promieniowaniem, zarówno w postaci cegieł osłaniających "komory gorące", jak też różnego rodzaju pojemników, na Zachodzie znanych jako lead pig, a w Polsce jako pojemniki izotopowe.
Drugim pierwiastkiem, stosowanym rzadziej, jest żelazo, występujące zwykle pod postacią różnych stopów (stali). Ma ono mniejszy ciężar właściwy niż ołów (7,8 g/cm3), osłony muszą być więc grubsze, za to z uwagi na większą twardość osłony żelazne nie wymagają usztywniania. Zwykle stosuje się je w miejscach, gdzie przestrzeń nie jest ograniczona i można pozwolić sobie na grubszą osłonę z tańszego materiału. Żelazo stosuje się często w kombinacji z ołowiem, jako obudowa pojemników ołowianych, ewentualnie w połączeniu z betonem, głównie w technice reaktorowej. Na poniższym przekroju reaktora kolorem szarym oznaczono osłony betonowe, zaś pomarańczowym - stalowe:
MovGP0, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons
Rtęć z uwagi na płynny stan skupienia używana jest jedynie w osłonach odcinających promieniowanie tła przy pomiarach bardzo małych aktywności oraz przy spektrometrii [LINK]. Jej ciężar właściwy jest nieco wyższy niż ołowiu (13,6 g/cm3, jednak łatwość parowania, nawet w temperaturze pokojowej, a do tego bardzo wysoka toksyczność, ograniczają jej użycie tylko do wspomnianych stacjonarnych osłon, zwykle kombinowanych z ołowiem i żelazem.
Ostatni z wymienionych pierwiastków to.. uran. Może to się wydawać dziwne, z uwagi na jego promieniotwórczość, jednak pierwiastek ten, o liczbie atomowej 92, ma największy ciężar właściwy spośród pierwiastków występujących naturalnie na Ziemi (19,1 g/cm3). Promieniotwórczość zaś pochodzi w większości od izotopu U-235, występującego w ilości zaledwie 0,7 %, reszta to niskoaktywny izotop U-238 i śladowe ilości innych. Zatem jeśli z uranu naturalnego usunie się większość uranu-235, to pozostały uran-238 (tzw. uran zubożony) będzie wykazywał bardzo niską promieniotwórczość, jednocześnie zachowując wysoki ciężar właściwy, prawie dwukrotnie większy od ołowiu. Bardziej obrazowo mówiąc, promieniowanie uranu zubożonego cztery razy przekracza tło naturalne i jest mniej więcej dwukrotnie słabsze niż uranu naturalnego. Przyjmując tło naturalne na poziomie 0,05-0,20 µSv/h nietrudno obliczyć, że taki pojemnik będzie emitował 0,2-0,8 µSv/h, jednocześnie bardzo skutecznie zatrzymując promieniowanie izotopu zawartego wewnątrz.
Spośród wymienionych wyżej materiałów w warunkach domowych najwięcej zalet ma ołów (dostępność, łatwość obróbki, legalność) i to on posłuży nam do wykonania pojemnika osłonnego.
***
Przejdźmy teraz do części praktycznej. Pojemnik ołowiany możemy łatwo wykonać za pomocą domowych środków. Potrzebować będziemy jakiejś metalowej obudowy, najlepiej z zamknięciem, źródła ciepła (kuchenka, palnik) oraz odpowiedniej ilości ołowiu.
Jako obudowę polecam aluminiowe maselniczki turystyczne, zamykane na dwa zatrzaski.
W środku zwykle znajduje się wyjmowany plastikowy wkład, zaś pokrywka ma uszczelkę na obwodzie, zatem przy mniej aktywnych artefaktach sama taka maselniczka w zupełności wystarczy.
My jednak wypełnimy ją ołowiem, by zrobić dużo skuteczniejszy pojemnik. Oczywiście zamiast maselniczki mogą to być też wszelkiego rodzaju blaszane puszki, najlepiej cylindryczne, dopasowane wielkością do przyszłej zawartości.
Stosując obudowę z metalu możemy jej użyć jako naczynia do topienia ołowiu , co oszczędzi nam jednej operacji odlewania. Do naszego naczynia - w tym wypadku maselniczki - wkładamy kawałek ołowiu i podgrzewamy na małym palniku kuchenki gazowej aż do stopienia. Proces zajmie kilkanaście minut - temperatura topnienia czystego ołowiu to 327,5 st. C, ale w przypadku stopów może być wyższa lub niższa. Podczas topienia ołowiu zadbajmy o wentylację - opary ołowiu są szkodliwe, zaś z topionego metalu wydzielają się różne zanieczyszczenia, powodujące nieprzyjemne dymienie.
Poza tym na stopionym ołowiu zbierają się stałe zanieczyszczenia, które warto zebrać czystym, suchym widelcem - momentalnie przywrą i można je wyciągnąć. Powierzchnia płynnego metalu powinna być gładka.
Gdy warstwa ołowiu będzie miała głębokość ok. 1 cm, wyłączamy palnik i na powierzchni stopionego metalu kładziemy mały metalowy pojemnik. Może to być puszka po śrucie do wiatrówki, ślepych nabojach 6 mm lub obcięta puszka od napoju.
Położona na płynnym ołowiu puszka momentalnie ściemnieje od gorąca i przylutuje się do warstwy ołowiu na dnie. W moim przypadku wyszło to trochę niecentrycznie:
Teraz czekamy aż całość trochę ostygnie - ołów musi stężeć, ale może być nadal ciepły. Następnie topimy trochę ołowiu w osobnym naczyniu, np. blaszanym kubku, i stopionym metalem wypełniamy przestrzeń między brzegami puszki a brzegami maselniczki.
Puszka powinna być otwarta, jeśli nie chcemy potem wydłubywać jej kawałek po kawałku, jak to miało miejsce w moim przypadku. Finalny efekt wygląda tak - niestety widać ślady po wyciąganiu wewnętrznej puszki, ale ponieważ ołów jest miękki, możemy je łatwo zeszlifować.
Aby ułatwić dekontaminację (np. od produktów rozpadu radonu) wnętrze ołowianego pojemnika możemy pomalować bezbarwnym lakierem lub jakąś farbą.
Ostatnią operacją jest wykonanie pokrywki - możemy ją odlać, wykładając wierzch naszego pojemnika folią aluminiową i wypełniając stopionym ołowiem. Aby środek się nie zapadł, wypełniamy go czymś, np. pokrywką od puszki, której użyliśmy jako wewnętrzny pojemnik. Jeśli chcemy uniknąć przedostawania się promieniowania między pokrywką a głównym korpusem, warto od spodu pokrywki przymocować płaski ołowiany walec, odpowiadający średnicą wnętrzu pojemnika. Możemy go wyciąć z ołowianego ciężarka do zegara - ołów jest miękkim metalem, więc w razie potrzeby rozklepiemy go, by zwiększyć średnicę albo oklepiemy brzegi młotkiem, by zmniejszyć.
Jak przedstawia się skuteczność mojego pojemnika? Moc dawki generowana przez skalę od DP-63A spada z 50 µSv/h do 7 µSv/h (wg ANRI Sosna, pomiar przez dolną ściankę).
***
Prezentowane powyżej rozwiązanie stanowi tylko propozycję. Możemy użyć dużo większych obudów, np. blaszanych pojemników kuchennych z obciętą puszką po piwie w roli wewnętrznej komory. Ważne, aby obudowa naszego pojemnika miała szczelne zamknięcie, ponieważ większość silniejszych źródeł, dostępnych dla dozymetrysty amatora (minerały, farby radowe), emituje radon. Gaz ten jest produktem rozpadu radu-226, który z kolei powstaje po kilku przemianach z uranu-238 w uranowo-radowym szeregu promieniotwórczym [LINK]. Radon jest gazem wysoce przenikliwym, przedostaje się przez woreczki strunowe, zakrętki słoików i zamknięcia puszek, jednak mocno wciśnięty dekiel wyraźnie ogranicza dyfuzję gazu.
Innym zastosowaniem naszego pojemnika może być domek osłonny obniżający tło promieniowania przy pomiarach małych aktywności lub spektrometrii - tutaj musimy pamiętać, by wymiary wewnętrznej komory pozwoliły zmieścić detektor, próbkę, a w niektórych przypadkach również kabel zasilający. Jeśli nie mamy wystarczająco dużo ołowiu na taki pojemnik, możemy użyć gradowiny żelaznej - odsyłam do osobnego wpisu [LINK].
***
Na koniec kluczowe pytanie: skąd wziąć ołów? Jest to metal dość drogi - w początkach bloga kosztował 15 zł za kilogram czystego metalu. Jego cena zależy od czystości - najtaniej spotkałem się z 10 zł za kilogram przy ołowiu wytopionym z ciężarków do wyważania kół, czysty jest droższy.
Do małego pojemnika, opisanego powyżej będziemy potrzebować minimum 4 kg, z czego 3 kg to główny korpus, reszta pokrywka. Na szczęście możemy pozyskać ołów na targach staroci, kupując ciężarki do zegarów lub inne wyroby, które można przetopić. W moim przypadku były to dwa ciężarki 1,2 kg kupione po 5 zł i jeden 2 kg za 10 zł.
Całość uzupełniła drobnica - sześciokątny ciężarek, trochę zgniecionych śrutów wiatrówkowych odzyskanych z kulochwytu oraz mała sztabka pozostała po jakiejś instalacji. Generalnie staram się odzyskiwać ołów, gdzie tylko mogę, choć taki metal często jest zanieczyszczony i o nieznanym składzie. Warto rozejrzeć się przy wykopach, gdy usuwane są stare instalacje z ołowianym płaszczem - jeśli zbieracze złomu nie będą szybsi.
Jeśli próbowaliście samodzielnie wykonać pojemnik ołowiany albo dysponujecie takimi wykonanymi fabrycznie, dajcie znać w komentarzach! Łamy mojego bloga są zawsze otwarte dla Waszych autorskich projektów!
***
Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo
Sprzęt dozymetryczny produkowany w Polsce można umownie podzielić na cztery generacje. Generacja zerowa obejmuje przyrządy z końca lat 50. i początku 60., gdy przemysł jądrowy dopiero raczkował, a mierniki i ich wyposażenie wytwarzano metodą rzemieślniczą w tzw. gospodarstwach pomocniczych wyższych uczelni [LINK]. Równolegle pod koniec lat 50. powstała pierwsza generacja, czyli wyroby fabryczne, produkowane przez Zakład Doświadczalny Biura Urządzeń Techniki Jądrowej w małych seriach. Były to radiometr kieszonkowy RK-60 i RK-63, indykator RIK-59, mikrorentgenometr medyczny MR-59, a także radiometry uniwersalne RUS-4 i RUS-5. Do tych ostatnich przyrządów powstała cała rodzina sond:
Wszystkie były podłączane do radiometrów za pomocą kabla wielożyłowego z wtykiem o maksymalnie 9 pinach (zwykle wykorzystywano tylko 5). Doprowadzały one osobno wysokie napięcie i zasilanie przedwzmacniacza, a w LGO-7 dodatkowo obsługiwały układ gaszący, niezbędny przy 7 licznikach. Później wraz z radiometrem RUS-5a i RUST-1 wprowadzono podłączenie na jeden przewód koncentryczny, opracowując odpowiednie sondy LGO-5a, LGM-5a i LS-5a - tą generacje uważam za przejściową. Opracowany wówczas standard z wtykiem koncentrycznym stał się obowiązującym w drugiej generacji, powstałej pod koniec lat 60. Obejmowała ona rodzinę sond SSA/SSU/SGB i radiometry RUST-2 oraz URL-1. Tyle tytułem wstępu i systematyki.
Dzięki uprzejmości Czytelnika mogę przedstawić sondę LS-3. Jest to powierzchniowa sonda scyntylacyjna ze scyntylatorem ZnS(Ag), służąca do pomiaru skażeń emiterami alfa przy jednoczesnej niewrażliwości na tło gamma.
Można ją uznać za pierwowzór SSA-1P, aczkolwiek obie sondy mają wspólny tylko scyntylator. Opracował ją zespół pod kierunkiem Z. Jagielskiego w 1962 r., a wykonano tylko 15 sztuk.
Detektorem promieniowania jest okrągły scyntylator ZnS(Ag) o średnicy całkowitej 125 mm i użytecznej 115 mm co daje powierzchnię czynną 104 cm2. Scyntylator przykryty jest ochronną folią mylarową (wówczas zwaną "Melinex") i osłonięty aluminiową kratką o kwadratowych oczkach.
Oryginalna folia była bardzo zniszczona, zatem zastąpiono ją folią od SSA-1P, z przyklejoną papierową papierową kratką o sześciokątnych oczkach, która miała amortyzować nacisk metalowej kratki w tej sondzie. Czarne plamy to farba temperowa, używana do łatania mniejszych uszkodzeń folii (nie wolno używać farb na rozpuszczalnikach organicznych!).
Scyntylator wraz z kratką jest zamocowany w obudowie za pomocą moletowanego pierścienia, odkręcanego ręką, zamiast pojedynczych śrubek na obwodzie, jak w SSA-1P. Ułatwia to szybką wymianę scyntylatora lub folii, ale jednocześnie stwarza ryzyko niedokładnego dokręcenia.
Scyntylator jest sprzężony optycznie z fotopowielaczem typu M12FS35. Oznaczenie to odczytujemy:
M - pomiary ilościowe alfa i beta
12 - liczba dynod,
F - fotokatoda przednia,
S - fotokatoda antymonowo-cezowa (SbCs) typu S11,
35 - średnica fotopowielacza w mm
W sondzie znajdują się jeszcze dzielniki napięcia dla fotopowielacza oraz lampowy przedwzmacniacz na lampie ECC-85. Te dwa obwody umieszczono na wspólnej podstawce po obu stronach gwintowanego pierścienia, łączącego obie części sondy.
Jak chcemy wymontować fotopowielacz, odkręcamy część ze scyntylatorem, przytrzymując pierścień i ostrożnie wysuwamy tylną część korpusu.
Fotopowielacz zabezpieczony jest rękawem z czarnej folii oraz pierścieniem z gąbki, amortyzującym wstrząsy - na zdjęciu częściowo zsunięty celem ukazania dynod fotopowielacza.
Gdy potrzebujemy dostępu do przedwzmacniacza, odkręcamy tylną część obudowy, znowu przytrzymując pierścień.
Sam przedwzmacniacz:
Cały układ elektroniczny po wymontowaniu z obudowy prezentuje się następująco:
Podłączenie do radiometru odbywa się przez wtyk o 5 pinach, z których jeden jest większy, gniazda na pozostałe 4 piny są puste.
Taki wtyk sprawia, że sonda w stanie oryginalnym będzie współpracować tylko z radiometrami RUS-4 i RUS-5, ewentualnie z innymi konstrukcjami z tego okresu.
Jeśli chcemy używać jej z nowszymi przyrządami, to musimy dokonać przeróbki. Mamy dwie opcje:
Standard 70, czyli osobno wysokie napięcie i osobno zasilanie przedwzmacniacza wraz z sygnałem, po takiej przeróbce podłączymy sondę do urządzeń w tym standardzie oraz do radiometrów URL i URS
jeden przewód (system RUST), ale wymaga to przeróbek dzielnika napięcia do fotopowielacza, zaś pojedynczy przewód rodzi dodatkowe problemy (pojemność, odbicia falowe), rozwiązanie to jest dość prymitywne, ale dzieki niemu podłączymy sondę do radiometrów RUST, UDR, UDAR, a możliwe, że i do monitorów EKO-C/s i RKP-2, mających gniazdo koncentryczne do sondy SSA-1P.
Schemat oryginalnego lampowego przedwzmacniacza:
Sonda ma aluminiowy korpus o średnicy 85 mm - rozmiar jest przypadkowy, przy średnicy fotopowielacza 35 mm sonda mogłaby być znacznie cieńsza. Korpus jest pokryty szarą emalią, typową dla sond z tej generacji. Później zastosowano średnicę 65 mm i białą emalię, ten standard pozostał w użyciu do dziś. Jak widać podobieństwa do SSA-1P są minimalne (typ i rozmiar scyntylatora).
Blaszana tabliczka znamionowa, zamocowana na nity, sygnowana jest przez Zakład Doświadczalny Biura Urządzeń Techniki Jądrowej. Samo Biuro mieściło się w Warszawie, jednak Zakład Doświadczalny uruchomiono przy bydgoskich zakładach radiowych "Eltra", gdzie na początku produkowano sprzęt dozymetryczny. Zakład Doświadczalny, przed powstaniem BUTJ, podlegał warszawskiemu Instytutowi Tele- i Radiotechnicznemu.
O sondzie LS-3 jest bardzo mało danych w zachowanej literaturze. Udało mi się tylko uzyskać informację, że produkcja ograniczyła się do 15 szt.
Sonda nie jest wymieniona w katalogu Aparatura jądrowa - informator techniczny (1961) przy omawianiu sond współpracujących z radiometrem RUS-4, gdyż nie była jeszcze wówczas opracowana,. Z kolei w Aparaturze... wydanej w 1963 r. pojawia się wśród sond przeznaczonych do radiometru RUS-5, obok LGO-7 i LGM-2. Opis jest skromny, ogranicza się do podania rodzaju scyntylatora i fotopowielacza oraz powierzchni czynnej.
Przeglądając referat prof. Jerzego Peńsko, poświęcony wspomnieniom z okazji 60-lecia Centralnego Laboratorium Ochrony Radiologicznej, trafiłem na zdjęcie LS-3 podłączonej do radiometru RUS-5, zresztą błędnie podpisanego jako "sowiecki radiometr RUS-5a":
Po pierwsze, cała seria RUS była produktem polskiego Biura Urządzeń Techniki Jadrowej, miała nawet tabliczki "Made in Poland / Sdiełano w Pol'sze". po drugie RUS-5a miał już przyłącze sondy na jeden kabel koncentryczny (takie jak RUST), nie mógł więc współpracować z LS-3 mającą wtyk o 5 pinach. Na zdjęciu jest zatem RUS-5 (RUS-4 miał mniejszą skrzynkę, uchwyty z przodu i rączkę na górze).
Jeżeli chodzi o właściwości użytkowe, to LS-3 jest praktycznie tożsama z SSA-1P - wykrywa emisję alfa przy bardzo małej wrażliwości na tło gamma, dzięki czemu możemy dokonać selektywnego pomiaru, i to z większą wydajnością niż w przypadku licznika G-M.
Omawiany egzemplarz ma nawet wykonany w epoce napis flamastrem: 130 imp/min = 1,16*10^-5 µCi/cm2 (0,4292 Bq/cm2). Dla porównania, sonda SSA-3P również mająca scyntylator ZnS(Ag), tylko kwadratowy 20x20 cm z tą samą folią "Melinex" wykrywała skażenie plutonem-239 od poziomu 5*10^-6 µCi/cm2 (0,185 Bq/cm2). Podana na sondzie wartość jest zatem raczej poziomem odniesienia niż graniczną czułością sondy.
Sonda waży bez kabla 1197 g, dla porównania LS-5 z kablem 994 g, SSA-1P z kablem 1280 g.
***
Prezentowany egzemplarz jest na sprzedaż - cena 800 zł, osoby zainteresowane zapraszam do kontaktu przez formularz bloga.
***
Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo
Amerykańska firma GQ Electronics LLC (https://www.gqelectronicsllc.com/) oferuje szeroką gamę przyrządów dozymetrycznych klasy popularnej. Są to zarówno proste konstrukcje ze szklanym licznikiem M4011, jak również bardziej zaawansowane z licznikami okienkowymi SBT-10A i LND-7317:
Spośród nich testowałem GMC-320 Plus w 2020 r. [LINK]. Przyrząd miał swoją uboższą wersję, oznaczoną GMC-300E Plus, jednak ostatecznie zrezygnowałem z zakupu i recenzji. Wersja ta wraca teraz w nieco odświeżonej postaci, oznaczona jako GMC-300S i ten model przedstawię w niniejszym wpisie.
Najpierw jednak parę słów o systematyce. Dozymetry oznaczone literą "S" stanowią wersje rozwojowe modeli oznaczonych "Plus". Ustalenie specyfikacji i różnic między poszczególnymi modelami zajęło mi trochę czasu, gdyż strona producenta sprawia wrażenie postawionej we wczesnym HTML-u, zaś opisy poszczególnych dozymetrów sporządzono bardzo nieprzejrzyście, bez uwypuklenia najważniejszych różnic pomiędzy modelami. Interesujący nas model GMC-300S przedstawiono następująco:
Długi tekst pełen ogólników, nieróżniący się od opisów innych przyrządów i niezachęcacy do kupna tego konkretnego modelu. Raczej jest to esej pt. "Dlaczego warto mieć w ogóle dozymetr?".
Na szczęście producent zamieścił też tabelaryczne zestawienie wszystkich oferowanych modeli wraz z uwypukleniem najistotniejszych zmian, co trochę go rehabilituje:
Z tabeli od razu dowiemy się, że dozymetry GMC-300E Plus i 300S mają tylko 64 kB pamięci, a nie 1 MB, jak seria 320 Plus i 320S. Nie mają też żyroskopu (czujnik położenia) i termometru, jak wspomniane serie 320. Z kolei głównym udoskonaleniem modeli 300S i 320S jest rozszerzenie zakresu pomiarowego do 1000 µSv/h (100 mR/h) i 153800 cpm (2563,33 cps), wersje 300E Plus i 320 Plus miały zakres tylko do 328 µSv/h (32,8 mR/h) i 65335 cpm (1092,25 cps). W GMC-300E Plus i GMC-300S dodano też regulację głośności dźwięku i możliwość zmiany czasu uśredniania wyniku (Fast Estimate Reading), a przyrządy umieszczono w nowszej, opływowej obudowie.
O bardzo bliskim pokrewieństwie GMC-300E Plus i GMC-300S świadczy również wspólna instrukcja, w której nie ma żadnych różnic w obsłudze tych dwóch przyrządów.
Po tym wstępie, osadzającym dozymetr na tle innych mierników tej firmy, możemy przystąpić do recenzji.
Przyrząd mierzy moc dawki promieniowania gamma i silniejszego beta za pomocą szklanego licznika G-M typu M4011 umieszczonego w czarnej koszulce termokurczliwej dla wyeliminowania wpływu promieniowania ultrafioletowego zawartego w świetle słonecznym. Licznik jest osłonięty plastikiem obudowy, w którym wykonano 16 nacięć, pozwalających na dotarcie niskoenergetycznego promieniowania. Mamy więc przyrząd wykonany wedle I szkoły budowy dozymetrów w mojej autorskiej systematyce [LINK].
Wynik podawany jest na monochromatycznym wyświetlaczu LCD i może być wyświetlany na trzy sposoby. W podstawowym, tekstowym (Text Mode), na ekranie widzimy bieżącą moc dawki i częstość zliczania w cpm, a także datę lub godzinę, przełączane przyciskiem S3.
Dodatkowo na dolnym pasku może być wyświetlana jedna z poniższych wartości, przełączana przyciskiem S2:
łączna liczba zliczeń od ostatniego uruchomienia (Total Count)
czas pracy od ostatniego uruchomienia (Elp.)
średnia częstość zliczania od ostatniego uruchomienia (Average CPM)
maksymalna częstość zliczania od ostatniego uruchomienia (Maximum CPM)
bieżąca częstość zliczania w cps (CPS)
łączna dawka (Dose)
Po przewinięciu całego zestawu tych 6 parametrów zmienia się jednostka pomiaru - z µSv/h na mR/h, aby ponownie ją zmienić, musimy znowu przewinąć wszystkie parametry, albo wejść w ustawienia.
Drugi tryb, graficzny (Graphic Mode) oferuje nam wykres zmian mocy dawki i częstości zliczania z ostatnich 60 s.
Może to być wykres liniowy (Line), dwa rodzaje wykresu słupkowego (Bar) lub też wykres słupkowy i liniowy jednocześnie. W instrukcji (rev. 2.13) podano tylko jeden rodzaj wykresu słupkowego, mój dozymetr jest jednak starszy (1.05).
W tym trybie na górnym pasku widzimy częstość zliczania, a także skalę wykresu (0,2x-0,4x-0,6x-0,8x-1x-2x-AUTO).
Ostatni tryb opisany jako Large Font wyświetla nam tylko jedną wartość na całym ekranie - do wyboru mamy moc dawki (w µSv/h albo mR/h) lub częstość zliczania w cpm, przełączamy je przyciskiem S2 i S3.
Obsługa dozymetru może wydać się na pierwszy rzut oka skomplikowana, szczególnie że istnieją pewne rozbieżności pomiędzy instrukcją a moim egzemplarzem, o których wspominam w tekście.
Dozymetr obsługujemy czterema przyciskami, od lewej:
S1 (zawinięta strzałka)
w ekranie głównym zmienia tryby wyświetlania wyniku (Text, Graphic, Large Font)
w menu wychodzi z bieżącego podmenu i wraca poziom wyżej
w trybie wprowadzania danych kasuje ostatni wprowadzony znak
S2 (strzałka w górę)
w trybie tekstowym zmienia dane wyświetlane na dolnym pasku (łączna liczba zliczeń, czas pracy, średnia częstość zliczania w cpm, maksymalna częstość zliczania w cpm, bieżąca częstość zliczania w cps, łączna dawka)
w trybie graficznym zwiększa skalę wykresu (zoom factor)
w trybie dużej czcionki zmienia jednostkę pomiaru (µSv/h, mR/h, cpm)
w menu działa jak kursor górny
w menu, jeśli pojawi się wyskakujące okienko, przycisk przewija kolejne wartości zdefiniowane fabrycznie.
S3 (strzałka w dół)
w trybie tekstowym zamienia wyświetlanie daty na wyświetlanie czasu i odwrotnie
w trybie graficznym zmienia rodzaj wykresu (słupkowy, linia lub jeden i drugi), w instrukcji (rev. 2.13) opisany jako zmniejszający skalę wykresu
w trybie dużej czcionki zmienia jednostkę pomiaru (µSv/h, mR/h, cpm)
w menu działa jak kursor dolny
w menu, jeśli pojawi się wyskakujące okienko, przycisk przewija kolejne wartości zdefiniowane fabrycznie.
S4 (symbol włącznika)
przytrzymanie przez 3 sekundy włącza/wyłącza dozymetr, krótsze przytrzymanie przy włączeniu wyświetli nam tylko na chwilę stan naładowania akumulatora, ale dozymetr nie włączy się
krótkie wciśnięcie włącza menu ustawień
w menu wchodzi w kolejne podmenu i potwierdza wybór wartości
Menu ustawień przedstawia się następująco (na końcu każdego podmenu jest opcja EXIT, choć przejść poziom wyżej możemy też przyciskiem S1):
User Option:
Click sound - dźwięk zliczeń (on/off, niestety brak regulacji głośności)
Alarm - alarm progowy:
on/off
Alarm Volume (9 stopni regulacji lub MAX)
CPM - alarm częstości zliczania (domyślnie 100)
µSv - alarm mocy dawki (domyślnie 0,5 µSv/h)
LED Indicator - zielona dioda sygnalizująca impulsy (on/off)
Fast Estimate Time - czas uśredniania pomiaru (5-10-15-20-30-60 s lub DYNAMIC)
Power Saving - automatyczne wyłączenie wyświetlacza po 30 s, przed przejściem w ten tryb dozymetr wyświetla "Entering power saving mode"
Reset Total Count - zresetowanie łącznej liczby zliczeń, rejestrowanych od ostatniego włączenia
Backlight Timer - automatyczne wyłączenie wyświetlacza (1-30 s, wyłączenie podświetlania na stałe, włączenie na stałe)
Backlight Level - jasność wyświetlacza (1-9)
Contrast - kontrast wyświetlacza
Large Font Mode - wybór wartości wyświetlanej w tym trybie (µSv/h, mR/h, cpm), znowu prościej zrobić to przyciskiem S3
Graph Type - wybór rodzaju wykresu w tym trybie, ta sama funkcja co przycisk S3
Graphic Zoom - skala wykresu, ta sama funkcja co przycisk S2
Swivel Display - wyświetlanie ekranu do góry nogami
Reverse Display - tło ciemne, znaki jasne
Save Data:
Save mode - częstotliwość zapisu (co sekundę, co minutę, co godzinę, co sekundę lub co minutę po przekroczeniu progu, wyłączone)
Note/Location - miejsce na wpisanie własnego opisu miejsca prowadzenia pomiaru (16 znaków), opis pojawi się przy zapisywanych rekordach
History Data - przewijanie wyników z kolejnych lokalizacji, ostatniej/następnej minuty, godziny, dnia
Threshold - próg, którego przekroczenie będzie rejestrowane, można osobno ustawić wartość w cpm, µSv i mR (tak, podano jednostki dawki, a nie mocy dawki)
Erase Saved Data - kasowanie zapisanych danych
Timed count:
Set Schedule - zaplanowanie pomiaru z opóźnieniem od 1 sekundy do 256 dni
1 Minute Count - natychmiastowy start zliczania przez 1 minutę
10 Minutes Count - j.w. przez 10 minut
100 Minutes Count - j.w. przez 100 minut
12 Hour Count - j.w. przez 12 godzin
24 Hour Count - j.w. przez 24 godziny
Other Duration - j.w. przez dowolnie zaprogramowany czas od 1 sekundy do 256 dni
Init Setup:
Date/Time - ustawienie czasu i godziny
Date/Time Offset - opcja przesunięcia czasu co godzinę o wybraną liczbę sekund (0-59) do przodu i do tyłu
Calibrate (1,2,3) - menu kalibracji, pozwala zastosować 3 różne źródła kalibracyjne, odpowiadające początkowi, środkowi i końcowi zakresu
Factory Reset - przywrócenie ustawień fabrycznych i skasowanie wszystkich zapisanych danych
Set Tube Voltage - napięcie licznika G-M (niestety podane w wartościach niemianowanych zamiast woltów)
Others:
Battery - opcje zasilania:
Battery type - rodzaj (ładowalna/nieładowalna = akumulatorek/ogniwo pierwotne)
Battery - pozostały poziom baterii w %
Comport Baud Rate - szybkość transmisji przez port COM w bodach
About:
Model - GMC-300S (jakby ktoś zapomniał)
Revision - wersja oprogramowania, w moim przypadku 1.05
Serial # - numer seryjny urządzenia (te dwie opcje wystarczyło umieścić w jednym podmenu)
Manufacture - producent (GQ Electronics LLC, Seattle, WA, USA)
Jeśli uruchamiany dozymetr po raz pierwszy albo po wymianie źródła zasilania, miernik poprosi nas o ustawienie daty i godziny. Jest to bardzo ważne ustawienie i nie należy go pomijać, gdyż zgodnie z nim przyrząd będzie zapisywał wyniki pomiaru.
***
Jak przedstawia się czułość GMC-320? Częściowo odsłonięty szklany licznik G-M ustępuje wprawdzie cienkościennemu licznikowi metalowemu, ale nieznacznie. Ma też przewagę w postaci mniejszego zawyżania wyniku od niskoenergetycznego promieniowania z uwagi na częściową kompensację energetyczną. Odbywa się to oczywiście kosztem czułości na najsłabsze promieniowanie. Z drugiej strony przy silniejszych źródłach następuje pewne zawyżenie wyniku, jednak przy przyjętym układzie konstrukcyjnym trudno o połączenie wysokiej czułości na miękkie promieniowanie oraz dokładnego pomiaru twardej emisji.
Czas reakcji na wzrost i spadek wyniku jest szybki, jeśli w menu ustawień Fast Estimate Time ustawimy opcję Dynamic - wówczas dozymetr szybko dostosowuje czas uśredniania do bieżącego poziomu promieniowania. Jeśli zaś ustawimy czas uśredniania 60 s, reakcja będzie dosyć anemiczna.
Łączna dawka niestety jest resetowana po wyłączeniu zasilania, dozymetr nie posłuży nam za dawkomierz do długookresowego pomiaru dawki z uwagi na ograniczoną pojemność akumulatorka.
***
Przyjrzyjmy się jeszcze trybom pomiaru na czas i zapisu pomiaru.
Zliczanie przez określony czas (Timed Count) może służyć do precyzyjnego pomiaru tła naturalnego lub słabych źródeł - im dłuższy czas, tym większa dokładność pomiaru. Pomiar może rozpocząć się z zaprogramowanym przez nas opóźnieniem od 1 s do 256 dni (Set Schedule), albo od razu, jak tylko wybierzemy czas zliczania impulsów w ustawieniach.
Do wyboru mamy kilka zaprogramowanych wartości czasu zliczania w minutach lub godzinach, możemy wybrać też własną (Other Duration), również w zakresie od 1 s do 256 dni.
Trwanie tego pomiaru sygnalizowane jest przez migający symbol zegara na górnym pasku, który przestanie migać po zakończeniu zliczania.
W tym trybie możemy normalnie korzystać z dozymetru, tylko podczas przewijania trybów wyświetlania wyniku (przycisk S1) pojawi się dodatkowy tryb Timed Count, na którym możemy śledzić upływ czasu i przyrost liczby impulsów.
Jeśli chcemy przerwać pomiar, wchodzimy w ustawienia (Main Menu > Timed Count) i klikamy pojawiającą się tam opcję Cancel.
Podczas testów prowadziłem zliczanie impulsów przez 8 godzin. Pomiary przedstawiają się następująco (liczba impulsów/średnia częstość zliczania/średnia moc dawki):
biurko w domu - 11188 imp,/23,3 cpm/0,14 µSv/h
stolik przy łóżku w pokoju - 9924 imp./20,67 cpm/0,12 µSv/h
szafka nocna przy łóżku w salonie - 9626 imp./20,05 cpm/0,12 µSv/h
biurko w pracy - 9678 imp./20,16 cpm/0,12 µSv/h
Po zakończeniu pomiaru wyniki są wyświetlane na wspomnianym ekranie Timed Count jako dodatkowy tryb wyświetlania, który możemy przełączyć na standardowe tryby pracy, omówione poprzednio (Text, Graphic, Large Font) za pomocą przycisku S1. W innych trybach możemy normalnie zmieniać ustawienia przyciskami S2 i S3, zaś w trybie Timed Count zmienimy nimi jednostkę pomiaru (µSv/h lub mR/h). Aby wyłączyć wyświetlanie danych z trybu Timed Count (i jednocześnie je skasować!) używamy tej samej opcji Cancel w menu Timed Count, co przy anulowaniu pomiaru. Wówczas możemy ponownie zaprogramować zliczanie impulsów. Szkoda, że nie ma opcji zapisu wyników tego pomiaru w pamięci dozymetru.
***
Drugą istotną opcją jest stałe rejestrowanie odczytu w wybranym odstępie czasu (co sekundę, co minutę lub co godzinę), możemy też zaprogramować próg (osobno w µSv/h, mR/h i cpm), po przekroczeniu którego wynik będzie zapisywany co sekundę lub co minutę. Po zapełnieniu pamięci najstarsze wyniki są nadpisywane. W menu ustawień wybieramy, jak wynik ma być rejestrowany, a jeśli chcemy zapisywać tylko przekroczenie progu, wybieramy, o który próg nam chodzi (µSv/h, mR/h, cpm) i możemy go zmodyfikować.
Dozymetr pozwala też na wpisanie 16-znakowego opisu (menu Note/Location) - litery i znaki przewijamy kolejno przyciskiem S2 (od A w górę) i S3 (od znaków specjalnych przez cyfry aż do alfabetu od tyłu). Po wpisaniu każdego znaku kursor po sekundzie przechodzi do następnej pozycji. Znaki kasujemy przyciskiem S1, ponieważ jednak dozymetr ma dość "nerwową klawiaturę", uważajmy, by nie skasować o jeden znak za dużo i wyjść z menu.
Przy odczycie wyników widzimy, czy były zapisywane co sekundę (s), co minutę (m), co godzinę (h). Odczyt danych na dozymetrze jest dość niewygodny i przyznam, że go do końca nie rozgryzłem. Lepiej zgrać dane na komputer i następnie obrabiać w arkuszu kalkulacyjnym.
***
Jakość wykonania na pierwszy rzut oka jest dobra, plastik jednak jest dość cienki, a zawartość obudowy brzęczy przy byle puknięciu. Starsza wersja sprawiała wrażenie bardziej solidnej.
Miernik ma smyczkę na rękę oraz dwa wycięcia pozwalające na powieszenie go hakach na ścianie czy jakimś meblu. W terenie radzę nosić go w futerale, a w warunkach wilgoci czy zapylenia polecam woreczek strunowy z uwagi na liczne otwory w obudowie.
Dozymetr zasilamy z wymiennego akumulatorka typu 14500 3,7 V 800 mAh, który w razie potrzeby możemy zastąpić zwykłą baterią litowo-chlorkowo-tionylową o napięciu 3,6 V. Pobór mocy wynosi 25-125 mW zależnie od mierzonej mocy dawki, co przekłada się na prąd 6,76 - 33,8 mA i czas pracy odpowiednio 120 - 24 h. Jeśli wymienimy akumulatorek na bardziej pojemny, czas pracy ulegnie wydłużeniu - przy 1500 mAh będzie to odpowiednio 222 i 44 h.
Akumulatorek ładujemy za pośrednictwem kabla USB-mini, służącego też do komunikacji z komputerem. Złącze to, obecnie już anachroniczne, jest jednak z uporem stosowane przez GQ Electronics nawet w nowoczesnych dozymetrach z licznikiem okienkowym (GMC-600).
Dozymetr ma jeszcze wyjście jack 3,5, pozwalające na wyprowadzenie sygnału analogowego na urządzenia zewnętrzne. Producent zastrzega, że nie jest to złącze słuchawkowe, ale może być podłączone do komputera przez gniazdo mikrofonu. Podczas testów po podłączeniu dozymetru do komputera udało mi się nagrać impulsy za pomocą rejestratora dźwięku systemu Windows. Plik edytowany w programie Free MP3 Cutter and Editor wygląda następująco - z lewej tło naturalne, następnie zagęszczenie impulsów po zbliżeniu "świecidełka", stopniowy spadek częstości zliczania i znowu zbliżenie źródła:
Niestety dźwięk jest na tyle cichy, że nie udało mi się go uzyskać w głośnikach, gdy podłączyłem dozymetr bez nagrywania, za to bez problemu daje się odtworzyć z nagrania.
Dozymetr można również podłączyć do komputera przez port USB. Producent oferuje dwie aplikacje, GQ Geiger Counter Data Viewer i GQ GMC Data Logger PRO [LINK]. Obie pozwalają na zgrywanie danych na komputer jak również bieżące śledzenie wyniku w postaci cyfrowej oraz wykresu, wersja PRO podaje tylko więcej danych i ma szersze możliwości konfiguracyjne:
Oba programy pozwalają podłączenie dozymetru do ogólnoświatowej mapy detektorów i wysyłanie wyników (ręcznie lub w czasie rzeczywistym):
Jak widać, detektorów jest sporo na całym świecie, od Alaski aż po Wietnam. W Polsce mamy 20 sztuk z czego w Warszawie 5.
Wynik wyświetlany jest tylko w cpm, ale po kliknięciu na dany znacznik zobaczymy moc dawki, model dozymetru, a nawet (nie zawsze), jaki ma licznik.
Bardzo cenna inicjatywa, szczególnie wobec dezinformacji w mediach. Ilekroć pojawiają się jakieś pogłoski o skażeniu radioaktywnym, można zerknąć na mapę i zobaczyć ,czy ta społeczna sieć dozymetryczna coś wykryła. Przypomina to trochę projekt Radioactive@Home na platformie BOINC, w którym kiedyś uczestniczyłem.
W zestawie otrzymujemy pudełko, kabel USB-mini, instrukcję typu quick-start oraz plastikową kartę.
Mamy na niej rozpisane bezpieczne i zagrażające poziomy promieniowania:
Na drugiej stronie umieszczono kod QR odsyłający do strony ze wspomnianą mapą czujników promieniowania wykorzystującą dozymetry GMC.
***
Czas na podsumowanie. Ogólnie dozymetr zyskał u mnie bardzo dobrą ocenę. Reaguje na większość domowych źródeł w granicach czułości szklanego licznika G-M, która zawsze będzie nieco niższa niż cienkościennego licznika metalowego. Szklany licznik, kosztem mniejszej czułości, zapewnia też namiastkę kompensacji energetycznej, nie zawyżając wyniku od niskoenergetycznego promieniowania, tak jak licznik cienkościenny. Dozymetr można skonfigurować stosowanie do własnych potrzeb, a nawet samodzielnie skalibrować czy zmienić napięcie licznika G-M. Do minusów zaliczyłbym drobne niedoróbki konstrukcyjne, a także skomplikowaną obsługę, przynajmniej początkowo, zanim nie zrozumiemy wszystkich opcji.
Przy zasilaniu zewnętrznym miernik może być stacjonarną stacją monitoringu promieniowania, z akumulatorkiem jako podtrzymaniem zasilania. Nowa wersja rozwiązała sporą część problemów GMC-320 Plus, m.in. brak regulacji czasu uśredniania wyniku.
Plusy
dobra czułość na większość źródeł
duża liczba ustawień
współpraca z komputerem
Minusy
reset łącznej dawki po wyłączeniu zasilania
skomplikowana obsługa
niezbyt solidne wykonanie
Jeżeli macie ten miernik i chcecie się podzielić spostrzeżeniami z eksploatacji lub macie uwagi co do powyższej recenzji, dajcie znać w komentarzach!
***
Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo
