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.
Glazura barwiona dodatkiem związków uranu występowała nie tylko na wyrobach ceramicznych, które omawiałem już tutaj wielokrotnie, ale również na przedmiotach metalowych. Wyroby takie są dość rzadkie - udało mi się je znaleźć dopiero w ciągu ostatnich dwóch lat, choć targowe poszukiwania od 2020 r. prowadzę metodą "na przyrządy" (skanowanie "żelazkiem" każdego kartonu), która zmniejsza szansę przeoczenia "świecidełek" do minimum. Były to - kolejno:
Jak widać, są to zwykle wyroby z miedzi, tylko raz pojawił się przedmiot, gdzie glazurę uranową naniesiono na stali. Wyroby te niestety najczęściej nie są sygnowane, co utrudnia identyfikację producenta i ewentualne poszukiwanie innych jego wyrobów. Czasami jednak trafiają się wyroby z czytelną, łatwą do zidentyfikowania sygnaturą.
Prezentowany talerzyk ma średnicę 152 mm i głębokość 26 mm. Z jednej strony ma wzór w kształcie gwiazdy z żółtej glazury uranowej otoczony ozdobnymi łuskami niewykazującymi aktywności.
Tył ma naturalny kolor nieutlenionej miedzi, utrwalony przez bezbarwny lakier (wyszlifowana miedź szybko utlenia się na powietrzu, tworząc tlenek miedzi Cu2O o charakterystycznym "miedzianym" kolorze).
Krótkie wyszukiwanie w Google rozwija sygnaturę jako "Nelly Amadieu" i zwraca dużą liczbę wyników z podobnymi wyrobami, jak również inną metaloplastyką, datowaną od lat 20. do 50. XX w.. Kolory zastosowanej glazury pozwalają ostrożnie wnioskować o obecności uranu.
Wróćmy do naszego talerzyka. Aktywność jest wystarczająca, by momentalnie przekroczyć I zakres w RKP-1-2, co wynika jednak z wysokiej czułości przyrządu i dużej powierzchni wyrobu.
Pomiary poszczególnych powierzchni przedstawiają się następująco:
ANRI Sosna (pomiar beta+gamma):
przód - 8,57 µSv/h
tył - 0,3 µSv/h
RKP-1-2:
przód:
tryb pomiaru aktywności - 160 cps
tryb pomiaru mocy dawki - 8 µSv/h
tył:
tryb pomiaru aktywności - 6-8 cps (środek - boki)
EKO-C (SBT-10A):
przód - 105 cps
tył - 4,3-5,1 cps
MKS-01SA1M:
przód (ramiona gwiazdy) - 1100-1400 rozp/min/cm2
tył (środek) - 58 rozp/min/cm2
RadiaScan 701A:
tryb alfa:
jedno z ramion gwiazdy - 1353 rozp/min/cm2 (1719 łącznie)
"łuski" między ramionami gwiazdy - 83,4 rozp/min/cm2 (116,8 łącznie)
Radex Obsidian:
pomiar łączny:
środek - 0,31 µSv/h
jedno z ramion gwiazdy - 0,35 µSv/h
"łuski" między ramionami gwiazdy - 0,13 µSv/h
pomiar selektywny:
środek - 0,19 µSv/h + 292 rozp/min/cm2
jedno z ramion gwiazdy - 0,15 µSv/h + 745 rozp/min/cm2
"łuski" między ramionami gwiazdy - 0,12 µSv/h + 81 rozp/min/cm2
Radiacode 101 - 0,17-0,18 µSv/h
Aktywność jest dość niska i dozymetry scyntylacyjne ledwo reagują na promieniowanie, stąd uzyskanie spektrum wymaga dłuższego pomiaru. Przy jednym ustawieniu Raysida względem uranowej żółtej gwiazdy pierwsze spektrum uzyskałem po minucie, lecz dozymetr co chwila gubił identyfikację. Po przesunięciu w stronę ramienia gwiazdy i dłuższym pomiarze udało mi się osiągnąć nieco wyższą częstość zliczania i stabilniejsze spektrum
Porównując powyższe wyniki z pomiarami świecznika omawianego w lipcu [LINK] można stwierdzić w przybliżeniu czterokrotnie niższą aktywność tej miseczki.
Na koniec jeszcze jedna kwestia - luminescencja. Ponieważ niedawno kupiłem mocną latarkę ze 128 diodami UV, która ma szeroki snop światła, postanowiłem sprawdzić, czy uranowa glazura na tym talerzyku wykaże luminescencję.
Efekt był zaskakujący, gdyż glazura uranowa, a zwłaszcza żółta i pomarańczowa, raczej nie świeci w UV, szczególnie 390 nm (w odróżnieniu od szkła uranowego). Świecenie wykazuje czarna i zielona glazura, w dodatku znacznie wyraźniejsze przy ultrafiolecie o długości fali 365 nm.
Temat glazury uranowej na wyrobach metalowych pozostawiam do dalszego zbadania. Jeśli trafiliście na podobne przedmioty, dajcie znać w komentarzach!
***
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 trzy 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 i innych placówek naukowych [LINK]. Potem nastąpiła pierwsza generacja, czyli wyroby fabryczne, produkowane przez Biuro Urządzeń Techniki Jądrowej w małych seriach na początku lat 60. Były to radiometry kieszonkowe RK-60 i RK-63, indykatory RIK-59, a także radiometry uniwersalne RUS-4 i RUS-5 oraz cała rodzina sond do nich. Były to:
Wszystkie były podłączane do radiometrów RUS-4 i RUS-5 za pomocą kabla wielożyłowego i wtyku o wielu stykach, doprowadzających osobno wysokie napięcie oraz sygnał. W radiometrze RUS-5a wprowadzono istotną modyfikację - sondy podłączano za pomocą pojedynczego przewodu współosiowego (koncentrycznego). Sondy z nowym systemem podłączenia oznaczono literą "a", tak samo jak zmodyfikowany radiometr. Wkrótce podłączenie na przewód koncentryczny stanie się standardem i doprowadzi do rozwoju II generacji sprzętu, produkowanego już przez Zjednoczone Zakłady Urządzeń Jądrowych "Polon". Będzie to cała rodzina sond (SGB/SSA/SSU) i współpracujących z nimi radiometrów RUST i URL. Pewnym wyjątkiem jest tutaj system Standard-70 z dwoma przewodami różniącymi się rozmiarem wtyku koncentrycznego, przeznaczony był jednak dla aparatury wysokowyspecjalizowanej - traktuję ją jako boczną odnogę II generacji. Generacja III to modyfikacje przyrządów generacji II, powstałe w połowie lat 70.
Podsumowując tą systematykę, omawiana tutaj sonda sonda scyntylacyjna powierzchniowa LS-5a jest konstrukcją przejściową pomiędzy pierwszą generacją produkcji BUTJ (LS/LGM/LGO) a drugą wytwarzaną już przez ZZUJ Polon (SGB/SSA/SSU). Obudowa jest jeszcze starego typu, malowana szarą farbą, z metalową tabliczką Biura Urządzeń Techniki Jądrowej:
Układ elektroniczny należy już do nowej generacji przyrządów tranzystorowych - w sondzie nie ma lampowego przedwzmacniacza, a jedynie rezystory dzielnika napięcia zasilającego fotopowielacz.
Oprócz LS-5a do radiometru RUS-5a opracowano też sondę licznikową LGM-5a, mającą 3 liczniki STS-6, a także okienkową LGO-5a z 3 licznikami AOH-45. Niestety nie dysponuję ich zdjęciami, przedstawić mogę jedynie sam radiometr:
Sonda LS-5a przeznaczona jest do wykrywania skażeń emiterami alfa oraz pomiaru aktywności powierzchniowej promieniowania alfa. Detektorem promieniowania jest scyntylator ZnS(Ag) rejestrujący cząstki alfa przy jednoczesnej bardzo małej czułości na promieniowanie gamma. Pozwala to na selektywny pomiar tych skażeń i to z wysoką wydajnością, jakiej nie zapewni nawet okienkowy licznik G-M z cienkim okienkiem mikowym.
Scyntylator ma postać kwadratu o wymiarach 11x11 cm i powierzchni czynnej 10x10 cm (100 cm2), pokrytego folią "Melinex" o gęstości powierzchniowej 1,1 mg/cm2 i zabezpieczonej metalową kratką.
Scyntylator jest sprzężony optycznie z fotopowielaczem M12FS35 za pomocą stożkowego światłowodu. Kwadratowy kształt scyntylatora pozwala na pomiar np. w narożnikach stołów i podłóg, choć czułość w rogach scyntylatora jest niska. Do tego tematu jeszcze wrócę.
Prezentowany egzemplarz LS-5a został uratowany od utylizacji przez jednego z Czytelników. Folii ochronnej nie było, zatem scyntylator doraźnie zabezpieczono folią aluminiową.
Po wymianie folii (dzięki WM Polon!) sonda zadziałała, jednak najmniejsze poruszenie nią powodowało gwałtowny wzrost odczytu. Okazało się, że fotopowielacz jest uszkodzony - odpadł jeden ze szklanych elementów podtrzymujących dynody, powodując zwarcie. Po wymianie sonda wróciła do pełnej sprawności.
Sonda ma fotopowielacz M12FS35, którego oznaczenia odczytujemy następująco:
M - przeznaczenie do pomiarów ilościowych (a nie spektrometrycznych),
12 - liczba dynod,
F - fotokatoda przednia,
S - fotokatoda antymonowo-cezowa (SbCs) typu S11,
35 - średnica w mm
Fotopowielacz ten był stosowany też w innych wczesnych sondach scyntylacyjnych, zarówno I generacji (LS-3), jak i II generacji, np. pierwszych SSA-1P i SSNT, później został zastąpiony przez większy (52 mm) fotopowielacz M12FS52. Dlatego też produkowane później sondy, w zależności od użytego fotopowielacza, oznaczano W35 i W52.
***
Jak przedstawia się czułość LS-5a? Zastosowany scyntylator reaguje na większość emiterów alfa, przy bardzo małej czułości na towarzyszące promieniowanie gamma. Mniejszy fotopowielacz trochę ogranicza czułość w porównaniu z sondą SSA-1P w wersji z M12FS52, tym niemniej LS-5a może służyć za zamiennik SSA-1P. Testy prowadzone przez WM Polon za pomocą radiometrów URS-3 oraz UDAR wykazały pełną funkcjonalność sondy. Niestety radiometry UDR-1 i 2 z wcześniejszych partii produkcyjnych mają zasilacz WN, którego wydajność spada powyżej 1300 V, co skutkuje zaniżaniem pomiaru i dużymi wahaniami odczytów. Wady tej nie ma nowszy radiometr UDAR, a także radiometry RUST i URL. Z tego powodu, mając tylko UDR-2, nie mogłem od razu przeprowadzić dokładniejszych testów czułości. Zbadałem więc tylko rozkład czułości na całej powierzchni scyntylatora za pomocą źródła punktowego (Am-241). Sondę umieściłem w improwizowanym statywie w postaci szklanego 10-litrowego pojemnika fermentacyjnego, aby powierzchnia scyntylatora była skierowana stabilnie ku górze:
Źródło zaś było obsadzone centralnie w kwadratowym pudełeczku od nakrywkowych szkiełek mikroskopowych, łatwo więc było zachować powtarzalną geometrię. Podczas pomiarów układałem źródło tak, aby jego środek wypadł na środku każdego z kwadratów, tworzonych przez kratkę osłaniającą scyntylator. Przy krawędziach i w rogach źródło było niestety nieco nachylone. Impulsy zliczałem przez minutę w każdym z 36 kwadratów siatki. Pomiary w tabeli przedstawiają się następująco (czarny pasek to znacznik z taśmy klejącej, naklejony na sondę dla orientacji):
Jak widać, geometria jest nieubłagana - stożek ma podstawę kolistą, która wpisuje się w kwadrat, ale nie obejmuje jego rogów, stąd duże straty czułości w narożnikach. Dlatego też zarówno we wcześniejszej LS-3, jak i w opracowanej niedługo później SSA-1P zastosowano okrągły scyntylator, dzięki czemu jest on znacznie lepiej dopasowany do również okrągłego fotopowielacza. Czułość SSA-1P jest znacznie bardziej wyrównana, nawet na obrzeżach:
Co ciekawe, SSA-1P miała też większą wersję oznaczoną SSA-3P, gdzie... powrócono do kwadratowego scyntylatora. Sonda ta wygląda na znacznie powiększoną LS-5a.
Niestety wykonano tylko 10 szt. i nie dysponuję egzemplarzem.
***
Niecały miesiąc po napisaniu niniejszego wpisu udało mi się kupić radiometr RUST-3, zatem mogłem przeprowadzić dokładniejsze testy sondy. Potwierdziły znaczne różnice w czułości, choć odnoszę wrażenie, że RUST-3 znacznie słabiej reagował na impulsy pochodzące z narożników scyntylatora niż UDR-2:
Drugi test przeprowadziłem z użyciem typowych "domowych" źródeł, czyli siatek żarowych, gadżetów "energii skalarnej" (medaliony, naklejki), ceramiki z glazurą uranową, a także radonu emitowanego przez skalę od DP-63A:
Odniosłem wrażenie, że sonda jest nieco mniej czuła w porównaniu z SSA-1P, szczególnie w przypadku glazury uranowej, choć pewien wpływ mogła mieć też geometria układu pomiarowego - kwadratowy scyntylator LS-5a trudniej zbliżyć do powierzchni niektórych wyrobów, a przy emisji alfa każdy milimetr odległości skutecznie osłabia promieniowanie.
Podczas testów zauważyłem też, że LS-5a jest wyraźnie lżejsza w porównaniu do SSA-1P. Po zważeniu okazało się, że różnica wynosi prawie 300 g (odpowiednio 1280 i 994 g). LS-5a jest też trochę krótsza:
Obie te cechy sprawiają, że sondą jest łatwiej manewrować niż SSA-1P - takie odczucie miałem od pierwszego wzięcia jej do ręki. Kwadratowa i niższa sonda będzie też trochę stabilniej stać na różnych powierzchniach, okrągła i ciężka SSA-1P jest pod tym względem nieco chybotliwa.
Jeżeli chodzi o serwis, to w sondzie uszkodzeniu ulegają najczęściej dwa elementy: folia światłoszczelna chroniąca scyntylator oraz fotopowielacz. Folię można zastąpić zamiennikiem, fotopowielacz rzadko pojawia się na aukcjach internetowych. Po szczegóły zapraszam do WM Polon, który postawił na nogi mój sfatygowany egzemplarz. Uszkodzeniu może ulec też sam scyntylator, jednak z uwagi na jego dużą powierzchnię punktowe defekty nie będą miały dużego znaczenia, najważniejsza jest światłoszczelność folii. Dlatego też, jeśli podejrzewamy, że sonda nie jest szczelna, pierwsze próby róbmy w ciemności, stopniowo zwiększając natężenie oświetlenia. W razie zaobserwowania wzrostu wskazań pod wpływem światła natychmiast wyłączamy radiometr. Małe, punktowe uszkodzenia folii zamalowujemy czarną temperą (nie wolno używać farb na rozpuszczalnikach organicznych!), większe rozdarcia wymagają wymiany całej folii.
Do sondy powinna być dołączona nakładka, chroniąca powierzchnię czynną podczas przechowywania, a także służąca do pomiaru biegu własnego. W dostępnych na rynku wtórnym egzemplarzach zwykle jej nie ma, możemy więc odpowiednią wykonać z tektury lub plastiku.
Jeśli wybieramy nakładkę plastikową, pamiętajmy o wykonaniu kilku małych otworków, które uchronią scyntylator przed uszkodzeniem od ciśnienia powietrza podczas zakładania nakładki.
Demontażu sondy dokonujemy PO WYŁĄCZENIU radiometru i odłączeniu sondy, wykręcając moletowany korek z tylnej części korpusu i ostrożnie wysuwając cały układ elektroniczny.
Obowiązują tu wszystkie zasady pracy z sondami scyntylacyjnymi, czyli zakaz włączania napięcia przy odsłoniętym fotopowielaczu i obowiązek odczekania 2 godzin po każdej pracy, przy której scyntylator był odsłonięty. Dodatkowo z uwagi na kruchy fotopowielacz należy unikać wszelkich wstrząsów i udarów.
***
Sonda LS-5a rzadko pojawia się na rynku wtórnym - do tej pory jedynie dwa egzemplarze. Mój nosi numer seryjny 0070 i wykonano go w 1963 r.:
Według uzyskanych przeze mnie informacji, sondę opracowano w 1962 r. pod kierownictwem Z. Jagielskiego (który opracował też LS-3) i wykonano zaledwie 20 szt. W danych tych została jednak podana błędna średnica sondy 80 mm (faktycznie 61,5 mm), a także informacja o obecności przedwzmacniacza lampowego (!), zatem podchodzę do nich z ostrożnością.
Katalogi Aparatura Jądrowa - informator techniczny Biura Urządzeń Techniki Jądrowej, wydane w roku 1961 i 1963, nie wspominają o LS-5a [LINK]. Wzmianki występują za to w pozycji Energia jądrowa w Polsce w latach 1961-1963 przy okazji omawiania radiometru RUS-5a oraz miernika skażeń powierzchni MSP-2. Sonda LS-5a jest tam określona, wespół z SGB-1P i SGB-2P, jako "systemu MSP", zapewne w odróżnieniu od starszych sond na dwa kable.
Od lewej: SGB-1P (bez środkowego licznika!), SGB-2P i LS-5a
Zwraca też uwagę fakt, że na powyższej fotografii sonda ma już biały korpus, w którym wyryto oznaczenia producenta, zamiast starym zwyczajem mocować blaszaną tabliczkę znaną z poprzednich wyrobów BUTJ.
***
Czas na podsumowanie. Sonda LS-5a stanowi w pełni funkcjonalny, choć trochę mniej czuły zamiennik SSA-1P i tak jak ona może służyć do wykrywania skażeń emiterami alfa oraz selektywnego pomiaru aktywności źródeł powierzchniowych. Dodatkowo stanowi bardzo cenny zabytek techniki z przejściowego okresu rozwoju produkcji sprzętu dozymetrycznego między epoką lampową a tranzystorową. Pewnym minusem LS-5a może być mała czułość w narożnikach scyntylatora, ale to zjawisko wystąpi przy każdym kwadratowym scyntylatorze.
Sonda będzie współpracować ze wszystkimi radiometrami z pojedynczym wtykiem koncentrycznym, których zasilacz wysokiego napięcia dostarczy 1320-1380 V. Będą to radiometry RUST, URL, URS, MSP i RUS-5a, a także współczesne UDR i UDAR, choć w UDR warto zmodyfikować zasilacz WN. Po odpowiednim zwiększeniu napięcia zasilającego powinna też współpracować z EKO-C/s i RKP-2, przeznaczonymi do SSA-1P.
Jeśli dysponujecie specyfikacją techniczną tej sondy lub innymi sondami i miernikami z tego okresu, dajcie znać w komentarzach!
***
Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo
Przyrząd ten jest profesjonalnym miernikiem dawki i mocy dawki, przeznaczonym do oceny indywidualnego narażenia na promieniowanie. Należy do tej samej klasy sprzętu, co SAIC PD-10i, SOR/T, DMC 2000 i DMC 3000, czyli miniaturowych przyrządów o wzmocnionej obudowie i bardzo szerokim zakresie pomiarowym, przy jednocześnie ograniczonych funkcjach dostępnych z poziomu użytkownika.
Siemens EPD-1 mierzy następujące wartości:
indywidualny równoważnik dawki Hp(10), czyli dawka mierzona w tkance miękkiej na głębokości 10 mm, w dozymetrach EPD-1 opisana jako HP lub WB (dawka na całe ciało), zakres 0-16,77 Sv
indywidualny równoważnik dawki Hs(0,07), czyli dawka mierzona w tkance miękkiej na głębokości 0,07 mm (de facto na powierzchni skóry), w dozymetrach EPD-1 opisana jako HS lub SK (dawka na skórę), zakres 0-16,77 Sv
Każda z wartości może mieć zaprogramowany alarm progowy, przy czym dla dawki i mocy dawki Hp(10) możliwe jest zaprogramowanie dwóch poziomów alarmu. Dodatkowo dawki Hp(10) i Hs(0,07) są również osobno zliczane w sposób kumulatywny, od momentu wyprodukowania dozymetru, bez możliwości resetu (HS/HP Dose Total).
Pomiar odbywa się w jednostkach układowych (Sv, Sv/h) lub pozaukładowych (rem, rem/h), jak w przypadku prezentowanego egzemplarza. Zmiana jednostki wymaga przeprogramowania dozymetru przy pomocy specjalnego czytnika, o którym jeszcze wspomnę.
Detektorami promieniowania są umieszczone w szeregu 3 diody PIN: jedna mierzy promieniowanie gamma (zakres energii 20 keV - 6 MeV), dwie pozostałe promieniowanie beta (250 keV - 1,5 MeV).
Środkowa dioda odpowiedzialna za pomiar promieniowania beta osłonięta jest tylko okrągłym cienkim okienkiem z aluminizowanego poliimidu, przepuszczalnym dla większości cząstek beta i niskoenergetycznych kwantów gamma. Obok niej znajduje się druga dioda tego samego typu, ale osłonięta krążkiem z aluminium, który odcina większość emisji beta, przepuszczając znaczną część kwantów gamma. Taki układ pozwala na selektywny pomiar promieniowania beta i niskoenergetycznego gamma - na podstawie zliczeń z obu tych kanałów dozymetr oblicza łączną dawkę na skórę (Hs(0,07). Z kolei dioda mierząca promieniowanie gamma otoczona jest grubym ekranem (ołów? kadm?) i mierzy tylko "twardą" emisję, uwzględniają przy pomiarze dawki Hp(10):
Zbliżenie na diody PIN - od prawej: dioda do pomiaru gamma otoczona wycięciem, w które wchodzi ekran, dioda pomiaru łącznego beta+gamma, dioda do pomiaru kompensacyjnego niskoenergetycznej emisji gamma:
Osłony poszczególnych diod - od lewej: gamma, beta, beta do kompensacji pomiaru:
Detektory te mają niski bieg własny i w warunkach bardzo niskiego tła promieniowania mogą powodować wyświetlenie takiego samego kodu błędu, jak przy uszkodzeniu detektora. Minimalna częstość zliczania wynosi:
twarda emisja gamma - 1 imp/7 h
miękka emisja gamma - 1 imp/23 h
emisja beta - 1 imp/52 h
Co ciekawe, instrukcja wspomina o warunkach "bardzo niskiego tła promieniowania lub jego braku" (in an environment with very low or no background radiation), choć ściśle rzecz ujmując, całkowite odcięcie tła jest praktycznie niemożliwe, szczególnie jeśli chodzi o twardą składową promieniowania kosmicznego. Oczywiście tekst z instrukcji jest pewnym skrótem myślowym: dozymetr za "brak tła" może uznać bardzo niskie tło, szczególnie w miejscach, gdzie jest ono sztucznie obniżone przez człowieka za pomocą masywnych osłon, np. liczniki aktywności całego ciała.
***
Dozymetr ma wyświetlacz LCD, na którym może być wyświetlana jedna z mierzonych wartości, przełączana za pomocą przycisku MODE, o którym za chwilę.
Wyświetlacz ma również kontrolki sygnalizujące uaktywnienie się każdego z alarmów progowych, w tym wypadku dawki Hp(10) i Hs(0,07) oraz mocy dawki Hs(0,07):
Na ekranie pojawiają się też inne oznaczenia, np. dwa trójkąciki, sygnalizujące, że aktualnie wyświetlana wartość jest zaprogramowanym progiem alarmowym:
Z prawej strony stale obecny jest wskaźnik pracy dozymetru w postaci dwóch migających na zmianę półkoli ("heartbeat", jak w niektórych chińskich). Inne dodatkowe kontrolki przedstawiono na diagramie z instrukcji:
Przyrząd obsługujemy za pomocą dwóch gumowych przycisków, oznaczonych strzałkami:
Ich przeznaczenie jest następujące:
MODE (<) - przełączamy nim wyświetlanie mierzonych wartości, kolejno:
HP / WB Dose - łączna dawka Hp(10) (ten ekran jest domyślnie wyświetlany, dozymetr wróci do niego po 10 s wyświetlania każdego innego)
HP / WB Dose Threshold - próg łącznej dawki Hp(10)
USER ID - zaprogramowany 8-cyfrowy indywidualny numer użytkownika (w tym trybie wyświetlą się tylko pierwsze 4 cyfry, jeśli numer nie jest zaprogramowany, zobaczymy FFFF)
SELECT (^)
wciskając raz podczas wyświetlania każdej z w/w wartości zobaczymy:
HS / SK Dose - łączna dawka na skórę Hs(0,07)
HS / SK Dose Threshold - próg łącznej dawki na skórę Hs(0,07)
USER ID - zaprogramowany 8-cyfrowy indywidualny numer użytkownika (w tym trybie wyświetlą się tylko ostatnie 4 cyfry, jeśli numer nie jest zaprogramowany, zobaczymy FFFF)
wciskając drugi raz przy w/w wartościach:
HP / WB TOTAL - łączna dawka na całe ciało zliczana od momentu wyprodukowania dozymetru
HP/h - próg mocy dawki HP / WB
USER ID - znowu wyświetlą się 4 pierwsze cyfry lub FFFF w razie braku numeru
wciskając po raz trzeci:
HS / SK TOTAL - łączna dawka na skórę zliczana od momentu wyprodukowania dozymetru
HS /h - próg mocy dawki HS / SK
USER ID - znowu wyświetlą się 4 ostatnie cyfry, w tym trybie kolejne wciśnięcia SELECT będą na zmianę wyświetlać oba fragmenty numeru (lub FFFF jeśli numer nie jest zaprogramowany)
Nie wszystkie wielkości będą się wyświetlać w każdym egzemplarzu dozymetru, gdyż EPD-1 może być zaprogramowany tak, by pokazywał tylko niektóre z w/w ekranów, albo nawet... żadnego (!) - wtedy będzie wyświetlał się tylko symbol pracy ("heartbeat").
Jaśniej przedstawia to rysunek z instrukcji - pierwszy rząd kolumna zawiera wartości przewijane przyciskiem MODE, pojedyncze wciśnięcie SELECT powoduje wyświetlenie wartości z drugiego rzędu, drugie z trzeciego itd.:
W moim egzemplarzu nie wyświetla się moc dawki (WB Rate i SK Rate), jak również Self Test, co wynika z wspomnianego wyżej indywidualnego zaprogramowania dozymetru w specjalnym czytniku.
***
Aby uruchomić dozymetr, podłączamy baterię do zacisków wewnątrz obudowy ("plus" na górnym styku, "minus" pod spodem, dostęp po odgięciu białego elementu ze stykami), a następnie na chwilę zwieramy dwa styki umieszczone w otworkach z podpisem RESET.
Producent przewidział do tego specjalną zworkę z plastikowym uchwytem, w razie braku wystarczy użyć rozgiętego spinacza. W ciągu 2 sekund po zwarciu styków dozymetr rozpocznie procedurę kontrolną, wyświetlając poszczególne znaki na wyświetlaczu i uruchamiając kolejno wszystkie alarmy, a następnie przejdzie do standardowego trybu pomiaru. Instrukcja nie zaleca pozostawiania baterii w nieuruchomionym dozymetrze.
Jak przedstawia się czułość EPD-1? Z uwagi na obecność aż trzech detektorów, w tym odsłoniętej diody dla promieniowania beta, dozymetr będzie reagować na większość "domowych" źródeł. Problem w tym, że wynik jest wyświetlany dopiero od 1 µSv/h (0,1 mrem/h) oraz od 1 µSv (0,1 mrem) z dokładnością do 1 (0,1) jednostki. Trudno się dziwić, gdyż dozymetr przeznaczony jest bardziej do pomiarów wysokich poziomów promieniowania, występujących w przemyśle jądrowym, medycynie czy nauce. Dodatkowo niektóre egzemplarze EPD-1 (jak mój) mogą mieć wyłączoną funkcję wyświetlania bieżącej mocy dawki, choć alarm progowy tej wartości pozostaje w pełni funkcjonalny. Generalnie przyrząd ten służy do jak najdokładniejszego pomiaru równoważnika dawki Hp(10) i Hs(0,07), co zapewnia wspomniany już układ trzech detektorów o zróżnicowanej grubości osłon. Drugą istotną funkcją jest alarm progowy łącznej dawki, pomiar mocy dawki i jej alarm progowy to funkcje drugorzędne. Uwaga ta odnosi się też do innych profesjonalnych dozymetrów tego typu, wspomnianych we wstępie.
W warunkach amatorskich EPD-1 przyda się, jeśli chcemy zmierzyć w/w dawki od jakiegoś określonego artefaktu, kładąc przy nim dozymetr na dłuższy czas (6-48 h). Zmierzymy wówczas, jaką dawkę na skórę i w głębi tkanki przyjmiemy np. od kompasu Adrianowa, siatki Auera czy ceramiki z glazurą uranową. Źródła te powinny być jednak na tyle duże, by objęły wszystkie trzy detektory, zatem np. zegarki z farbą radową będą za małe. Obiekt powinien obejmować obszar pomiędzy pionowymi liniami obudowy wyżłobionymi po obu stronach okienka diody mierzącej emisję beta. Lepiej też, by źródło miało jednorodną aktywność na całej powierzchni, w przeciwnym wypadku któryś z detektorów zliczy za wysoką lub za niską dawkę w stosunku do pozostałych. W przypadku skali od DP-63A otrzymałem znacznie wyższy odczyt po przesunięciu jej tak, by równo obejmowała wszystkie detektory.
Dlatego też w przypadku ceramiki najlepsze będą talerze i inne przedmioty równo pokryte glazurą, tak jak ten talerzyk Fiesta:
Podczas testów trzymałem dozymetr przez 24 godziny przy kilku najbardziej reprezentatywnych źródłach, odczytując pomiar po 10 i 14 godzinach. Następnie wyliczałem średnią moc dawki dla obu tych okresów, a także łączną dawkę dobową.
Podczas prowadzenia powyższych testów zaobserwowałem ciekawe zjawisko - gdy zdjąłem elektrodę TIG i położyłem medalion "Sunflower", odczyt Hp(10) momentalnie skoczył z 36,7 do 39,4 mrem i uruchomił się alarm progowy - niestety nie zarejestrowałem, który. Po wyłączeniu dźwięku alarmu dalszy przyrost dawki odbywał się już powoli (w ciągu 10 godzin przyrost Hp(10) o 0,3 mrem i Hs(0,07) o 1,8).
Odnoszę wrażenie, że było to jakieś zakłócenie pracy dozymetru, szczególnie że różnica między mocą dawki od elektrody i od medalionu nie była duża. Dodatkowo zastanawiający jest całkowity brak zliczania dawki Hs(0,07) przez 10 godzin, po czym normalne jej zliczanie przez dalsze 14:
Alarmy są ustawione na następujące wartości i w powyższym przypadku żadna nie została przekroczona:
Niestety jeśli chcemy mierzyć inną wartość niż dawkę Hp(10), ekran po 10 sekundach pomiaru wróci do pomiaru Hp(10), chyba że w trakcie pomiaru uaktywnił się któryś z alarmów (w moim wypadku Hs(0,07)), wówczas ekran pozostanie na tej wartości.
***
Obudowa przyrządu wykonana jest ze stopu magnezu pokrytego poliestrem. EPD-1 występuje w kolorze żółtym, szarym i oliwkowozielonym (OD). Na tylnej ściance znajduje się klips, pozwalający na przymocowanie dozymetru przy pasku czy kieszeni. Umieszczono na nim rozpiskę funkcji poszczególnych przycisków, występującą też w instrukcji:
Dozymetr jest odporny na pole elektromagnetyczne i wyładowania elektrostatyczne, za wyjątkiem silnego promieniowania mikrofalowego, występującego m.in. w stacjach radarowych:
Większą odporność, uwzględniającą mikrofale, wykazuje wersja zmodyfikowana (EMF Enhanced).
Przyrząd ma również piezoelektryczny czujnik uderzeń, zapobiegający powstawaniu fałszywych zliczeń na skutek udarów mechanicznych. Gdy czujnik wykryje wstrząs, dozymetr uruchamia trwającą 4 sekundy specjalną procedurę (zawieszenie pomiaru?) oraz rejestruje liczbę tych procedur w osobnej komórce pamięci. Jeśli procedura będzie uruchamiana 11 razy z rzędu, dozymetr wyświetli błąd FLF9. Błąd resetuje się po ustaniu narażenia na wstrząsy. Przy mocy dawki powyżej 5 mSv/h, częstość zliczania jest na tyle duża, że pojedyncze impulsy od wstrząsów przestają mieć znaczenie.
***
Zasilanie odbywa się z baterii litowo-chlorkowo tionylowej o pojemności 5 Ah, starczającej na 12 miesięcy pracy.
Dostępna jest również modyfikacja dozymetru, pozwalająca na zastosowanie 3 ogniw AAA, starczających na 2500 h (104 dni). Oryginalne źródło zasilania można zastąpić akumulatorkiem litowo-jonowym 3,7 V o odpowiednim rozmiarze i wystarczającej pojemności. Ja użyłem 50x30x6 mm 1100 mAh, którego długość pasuje na styk:
Zamykając obudowę po podłączeniu akumulatorka pamiętajmy, by nie przyciąć przewodów, a także by akumulatorek nie wsuwał się pod element z białego plastiku, gdyż uniemożliwi to całkowite zamknięcie pokrywy.
Dozymetr jest wyposażony w sygnalizację niskiego poziomu baterii - po pojawieniu się kontrolki baterii mamy min. 10 godzin na wymianę baterii, później dozymetr wyłączy się, ale zapisane dane nie zostaną utracone. Co ciekawe, instrukcja podaje bardzo szeroki zakres czasu pracy dozymetru na resztkach baterii, ze świecącą się kontrolką: od 10 h do 14 dni (!).
***
Komunikacja z czytnikiem, pozwalającym na programowanie dozymetru, odbywa się za pośrednictwem interfejsu optycznego o dwóch kanałach, obsługiwanych przez diody po bokach wyświetlacza:
Ich przeznaczenie przedstawia się następująco:
czytnik ⮕ dozymetr (podczerwień)
dozymetr ⮕ czytnik (czerwone światło widzialne, dioda używana też do sygnalizacji alarmu progowego)
Szukając materiałów do opisu dozymetru, znalazłem dwa modele czytników. Pierwszy to EPD Mini Console ACT-2:
Jak widać na screenach, oprogramowanie pozwala na zmianę praktycznie każdego parametru dozymetru, niemożliwych do modyfikacji z poziomu samego dozymetru.
Inny model czytnika to Siemens EPDS - u dołu widoczna kieszeń, pozwalająca na włożenie dozymetru tak, aby jego diody znalazły się na przeciwko właściwych diod w czytniku:
Czytniki te co jakiś czas pojawiają się na eBay, i jeśli decydujemy się na pełne korzystanie z EPD-1, warto mieć taki czytnik, by programować progi alarmowe czy resetować dawki.
***
Siemens EPD-1 dostarczany jest w styropianowym opakowaniu z tekturową opaską. Oprócz dozymetru opakowanie mieści też zworkę do resetu urządzenia, w moim egzemplarzu akurat brak:
Dozymetr występuje też w wersji EPD-2, w której można dokonać resetu skumulowanej dawki z poziomu urządzenia, wszystkie inne parametry i obsługa są identyczne z EPD-2.
***
Na sam koniec przedstawię jeszcze kwestię otwierania obudowy, które może nastręczyć pewnych trudności. Pokrywa przedziału baterii przymocowana jest na dwie śrubki z trójkątnymi łbami. W moim egzemplarzu nacięcia łbów śrubek były mocno wyrobione, na szczęście udało się je wykręcić przy pomocy odpowiedniego śrubokręta i zastąpić standardowymi.
Po odkręceniu pokrywy komory baterii możemy pokusić się o dalszy demontaż dozymetru i dostanie się do płytki drukowanej. Od razu uprzedzam, że dozymetr może stracić przy tym na estetyce. Potrzebny będzie nóż o cienkim, ale mocnym ostrzu, np. stary scyzoryk lub nóż kuchenny. Ostrze wsuwamy między połówki obudowy, najlepiej na rogu, i stopniowo przesuwamy wzdłuż łączenia:
Gdy szczelina stanie się szersza, można pomóc sobie śrubokrętem. Trudno niestety uniknąć zarysowań krawędzi, należy też bardzo uważać na palce! Jeśli z jednej strony uzyskamy dużą szczelinę, powoli rozdzielamy połówki z drugiej strony, by uniknąć naprężeń. Przyczyną oporu jest ścisłe pasowanie połówek, a także uszczelka między nimi.
Podczas ponownego montażu musimy pilnować, by uszczelka otaczająca wyświetlacz nie zwinęła się nad nim, uniemożliwiając pełne zetknięcie się połówek obudowy. Jej prostokątne występy powinny znaleźć się za wyświetlaczem - odpowiadają im metalowe występy blaszki osłaniającej tył wyświetlacza:
Najlepiej tą uszczelkę delikatnie podepchnąć śrubokrętem od strony wyświetlacza, przy częściowo zamkniętej obudowie i jak znajdzie się całkiem za wyświetlaczem, zamknąć obudowę do końca.
Demontaż omawianego egzemplarza zajął mi pół godziny i byłem już o krok od rezygnacji, zależało mi jednak na zaprezentowaniu wnętrza przyrządu, szczególnie detektorów.
***
Przyrząd ten jest przeznaczony głównie dla ochrony radiologicznej, zatem w praktyce amatorskiej będzie miał ograniczone zastosowanie, choć nie jest całkiem bezużyteczny. Możliwość pomiaru dwóch rodzajów dawek (Hp(10) i Hs(0,07) sprawia, że EPD-1 pozwoli nam ustalić, jaki jest faktyczny poziom narażenia na promieniowanie od badanego artefaktu i czy narażamy się jedynie na napromieniowanie skóry (ceramika z glazurą uranową), czy też tkanek leżących głębiej (farby radowe, tor-232). Jest to funkcja, której nie mają amatorskie dozymetry, zliczające po prostu łączną dawkę jednym detektorem, tym samym co moc dawki. Dlatego też w tym przypadku zestawienie plusów i minusów obejmować będzie zastosowanie amatorskie, a nie profesjonalne.
Plusy:
możliwość selektywnego pomiaru dawki Hp(10) i Hs(0,07)
duży zakres pomiarowy
solidne wykonanie
długi czas pracy na baterii
Minusy:
wyświetlanie wyniku z dokładnością do 1 µSv (0,1 mrem) i 1 µSv/h (0,1 mrem/h)
nieintuicyjna obsługa
zmiana ustawień wymaga korzystania z zewnętrznego czytnika
***
Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo
.webp)
