14 grudnia, 2024

Radiometr scyntylacyjny Fuji NHC-7 (NHC711B2-BYY2Y-S)

Prezentowany przyrząd jest jednym z szerokiej oferty profesjonalnych przyrządów pomiarowych japońskiej firmy Fuji Electric. 

Miernik występuje w dwóch wersjach, różniących się zastosowanym scyntylatorem, a tym samym zakresem energii mierzonego promieniowania:

  • NHC-6, określony jako niskoenergetyczny - scyntylator 12,7 x 12,7 mm, promieniowanie rentgenowskie 8-300 keV i gamma 50 keV - 1,5 MeV, przeznaczenie do pomiaru rozproszonego promieniowania od aparatury medycznej
  • NHC-7, określony jako szerokozakresowy - scyntylator 25,4 x 25,4 mm, promieniowanie gamma 50 keV - 3 MeV, dodatkowe tryby selektywnego pomiaru promieniowania o energii kwantów I-131 i Cs-137, zastosowanie głównie w medycynie nuklearnej

https://www.fujielectric.co.jp/products/radiation/servy/doc/servy.pdf

Recenzowany model to NHC-7, występujący pod dodatkowym oznaczeniem NHC711B2-BYY2Y-S i wyprodukowany w 2016 r. Przyrząd rzadko pojawia się na rynku wtórnym - spotkałem tylko trzy inne egzemplarze, wykonane w 2018, 2019 i 2021 r. Obecnie pod nazwą NHC-7 występuje już nowszy miernik o podobnych parametrach, ale innym układzie obudowy:

https://landauer.com.au/Content/Specsheets/ECNO2331_NHC7.pdf

Tyle tytułem wstępu i systematyki, przejdźmy do omawiania naszego przyrządu. 


***


NHC-7 jest przenośnym radiometrem promieniowania gamma, który mierzy moc dawki (0,001-99,99 µSv/h), częstość zliczania (100000 cps), może też zliczać impulsy w trybie przelicznika (99999 imp.). Po podłączeniu do komputera zyskujemy możliwość śledzenia zmian mocy dawki w czasie (funkcja Trend)


Detektorem promieniowania jest kryształ scyntylacyjny NaI(Tl) o wymiarach 25,4 mm x 25,4 mm (1" x 1"), umieszczony wraz z fotopowielaczem i przedwzmacniaczem w plastikowej obudowie sondy. 


Kryształ ma dwa razy większą średnicę niż fotopowielacz, odziedziczony po NHC-6, który miał scyntylator 12,7 mm x 12,7 mm (0,5" x 0,5"). Niestety nie zastosowano światłowodu dopasowującego scyntylator do fotopowielacza (takiego choćby jak w sondach SSA, LS i SSNT). Skutkuje to utratą części czułości, gdyż nie wszystkie błyski świetlne (scyntylacje) powstałe w scyntylatorze trafiają do objętości czynnej fotopowielacza.

Sonda podłączona jest do pulpitu pomiarowego spiralnym przewodem. Możemy zamontować ją za pomocą zatrzasku na szczycie rączki transportowej.


Rączkę z sondą można obrócić w prawo, by nie zasłaniała wyświetlacza, miernik robi się wtedy dosyć płaski. 

Wynik podawany jest zarówno w postaci cyfrowej na monochromatycznym wyświetlaczu, jak i analogowej na wskazówkowym mikroamperomierzu.

Oba te wskaźniki podają wartość z tego samego trybu, w którym akurat pracuje miernik.

Skala mikroamperomierza ma dwie podziałki o charakterystyce liniowej: 0,1-3 co 0,1 i 1-10 co 0,5.

Mikroamperomierz automatycznie zmienia zakres na wyższy po dojściu wskazówki do końca bieżącego zakresu. Informacja o aktualnym zakresie (0,01-0,3, 0,05-1, 0,1-3, 0,5-10, 1-30, 5-100 µSv/h) podana jest w lewym górnym rogu wyświetlacza. 

Oprócz tego widzimy na nim bieżącą moc dawki, stałą czasu w sekundach, datę, godzinę, kontrolkę dźwięku impulsów i stan baterii. Dalsze tryby pomiarowe włączamy przyciskiem FUNC/SET, kolejno:

  • maksymalna moc dawki od ostatniego uruchomienia
  • częstość zliczania w tysiącach impulsów na sekundę (kcps)
  • SCA1 - częstość zliczania (lub liczba impulsów) od promieniowania o energii odpowiadającej I-131
  • SCA2 - j.w. od Cs-137

W trybie SCA2 możemy wejść do ustawień, przytrzymując przycisk FUNC/SET przez 3 sekundy. Wówczas tym samym przyciskiem przewijamy następujące pozycje - kolejno:

  • Date - ustawienie daty (yyyy-mm-dd)
  • Time - ustawienie godziny (24 h, hh-mm-ss)
  • T. Const - stała czasu (1, 3, 10, 30 s, AUTO)
  • SCA1 ks^-1 - zakres energii kwantów gamma rejestrowanych w trybie SCA1 (domyślnie 328-400 keV, co obejmuje większość spektrum jodu-131, który emituje promieniowanie gamma o energii 365 keV (81,7%), 637 keV (7,2%) i 284 keV (6,1%) oraz promieniowanie beta 606 keV)
  • SCA2 ks^-2 - j.w. w trybie SCA2 (domyślnie 596-728 keV, cez 137 emituje promieniowanie gamma o energii 662 keV i beta 512 keV)
  • Trend time - czas wykresu zmian mocy dawki (funkcja działa tylko z komputerem)
  • Alarm - alarm mocy dawki
  • Count time - czas zliczania impulsów w trybie przelicznika (scaler)
  • Trend Data Clear - reset danych wykresu mocy dawki
  • adiust 137 Cs Gian - kalibracja wg energii promieniowania cezu-137
  • mode - tryb pracy: 
    • ratemeter - miernik uśredniający pomiar 
    • scaler - przelicznik, zliczający impulsy w określonym czasie, wybranym w menu Count time [więcej o obu trybach - LINK]

Jeśli chcemy zmodyfikować któreś z ustawień, wciskamy raz przycisk ">", wówczas wartość ustawienia zacznie migać. Zmiany wartości dokonujemy przyciskiem "V" (przewijać możemy tylko w jedną stronę), zaś zatwierdzamy, przytrzymując FUNC/SET przez 3 sekundy. W ustawieniach nie mamy ograniczenia czasowego na dokonanie modyfikacji, dozymetr sam z siebie nie powróci do głównego trybu pomiarowego. Przyznam, że początkowo zmiana ustawień może wydawać się skomplikowana i przez pomyłkę łatwo wyjść nie zapisując modyfikacji.

Czas na testy. Radiometr uruchamiamy, przytrzymując przycisk PWR przez 5 sekund, jeśli przytrzymamy za krótko, na ekranie pokaże się kreska, wskazówka drgnie, ale miernik nie włączy się. Po uruchomieniu przyrząd wyświetla numer wersji (w tym przypadku v.1.11) i rozpoczyna procedurę kontrolną, wyświetlając wszystkie znaki na wyświetlaczu:


Następnie przez 10 sekund widzimy komunikat Stand By, Please Wait, po czym miernik zaczyna pomiar. Cała procedura trwa łącznie 15 sekund. Wyłączenie trwa znacznie krócej, ok .1 s.


Radiometr obsługujemy przyciskami, z których niektóre już omówiłem przy okazji trybów pomiarowych i ustawień. Warto jeszcze wspomnieć o podświetleniu ekranu, które włączamy, przyciskając włącznik na ok. 1 sekundę, nieco dłużej niż typowe pojedyncze wciśnięcie. Podświetlenie będzie działać przez 1 minutę, ekran jest wtedy bardzo czytelny, niestety wzrasta zużycie baterii. 


Z kolei dźwięk impulsów włączamy przyciskiem >, nad którym jest symbol głośniczka. Radiometr sygnalizuje co któryś impuls, zatem przy tle naturalnym sygnały będą bardzo rzadkie, a nawet przy mocniejszych źródłach nie spodziewajmy się typowego "terkotu". 

Jak przedstawia się czułość NHC-7?  Otóż jest to miernik skompensowany energetycznie, zatem może wydać się mało czuły na początku zakresu, zwłaszcza osobom przyzwyczajonym do takich przyrządów jak SRP-68 czy RadiaCode 101. Dlaczego tak się dzieje? Wynik nie jest zawyżony przez niskoenergetyczną emisję, co oznacza, że słabe źródła, w których większość promieniowania to miękka gamma oraz beta, będą tylko nieznacznie przekraczać tło. Takim przykładem może być np. wysokoaktywne szkło uranowe, które nawet przy korzystnej geometrii układu pomiarowego, jak ten bardzo aktywny kielich z Marienbad, daje odczyt ledwie dwukrotnie większy niż tło.

Tło naturalne w moim mieszkaniu mierzone tym przyrządem wynosi 0,05- 0,08 µSv/h, co przekłada się na częstość zliczania 0.0032-0.0036 kcps (32-36 cps). Dla porównania SRP-68 osiągał w mieszkaniu 0,15 µSv/h przy częstości zliczania 60 cps, reagował też wyraźnie na wiele wyrobów ze szkła uranowego czy ceramiki. 

Porównanie czułości obu tych przyrządów wskazuje przewagę SRP-68 jeżeli chodzi o ogólną czułość, przydatną przy wykrywaniu źródeł promieniowania, zaś NHC-7 góruje pod względem wiarygodności pomiaru samej emisji gamma:

Wykrywanie źródeł z odległości przez oba przyrządy przedstawia się następująco:

  • paczka 20 siateczek żarowych "Luxor" - 100 cm
  • soczewka ze szkła torowego (2 µSv/h) - 48 cm
  • minerał (4 µSv/h) - 55 cm
  • medalion Quantum Pendant (0,8 µSv/h) - 35 cm

  • skala od DP-63A (50 µSv/h) - 100 cm (230 cm)
  • minerał (60 µSv/h) - 350 cm (220 cm)

Sonda radiometru ma ledwo zauważalną charakterystykę kierunkową, czułość po bokach jest minimalnie mniejsza niż od frontu. W osłonie sondy nie ma dodatkowych ekranów, ale plastik na bocznej krawędzi jest nieco grubszy niż na czole korpusu sondy.

Przyjrzyjmy się testom obejmującym większość "domowych" źródeł, w tym produkty rozpadu radonu ze słoika ze skalą DP-63A:


Podczas pomiaru niektórych źródeł przełączałem przyrząd w tryby SCA1 i SCA2, by sprawdzić, jaka częstość zliczania odpowiada energiom z zakresu. Gdybym zwęził te okienka, NHC-7 stałby się prymitywnym spektrometrem o dwóch kanałach. Oczywiście uzyskiwanie spektrogramu tą drogą wymagałoby pracochłonnego zmieniania kanałów i ręcznego tworzenia spektrogramu, zostawmy to więc dedykowanym przyrządom. 

***

Zasilanie odbywa się z 6 baterii AA umieszczonych w zasobniku pod przesuwną klapką na przednim panelu. Baterie powinny starczyć na 30 godzin pracy. 

W razie zastosowania akumulatorków istnieje możliwość ich ładowania w radiometrze, za pomocą zasilacza podłączonego przez wtyk koncentryczny, ukryty pod gumową zaślepką po prawej stronie korpusu. Obok niego miernik ma port mini-USB do współpracy z komputerem, niestety nie mogłem przetestować tej funkcji z uwagi na brak oprogramowania. 

Po lewej stronie znajduje się drugi zestaw złączy, również zabezpieczony gumową zaślepką. Jeden to gniazdo jack 3,5, pozwalające na słuchanie dźwięku impulsów przez słuchawki lub wyprowadzenie go na komputer.

Obok jest płaskie gniazdo, którego przeznaczenia jeszcze nie ustaliłem. Niestety nie mam dokumentacji do tego przyrządu i odnoszę wrażenie, że miernik był produkowany tylko na rynek japoński. Jedyne, co udało mi się znaleźć, to cytowany na początku wpisu folder reklamowy z opisami NHC-6 i 7, a także  PDF z opisami obsługi kilku japońskich dozymetrów, w tym niniejszego radiometru [LINK].


***


Przyrząd jest lekki (1,5 kg z bateriami) i wygodny w obsłudze, a jakość wykonania bardzo wysoka. Są niestety pewne drobne mankamenty:

  • kabel łączący sondę z korpusem jest dość krótki (50 cm z możliwością rozciągnięcia do 65 cm)
  • zatrzask mocujący sondę na rączce transportowej nie jest wygodny, zwłaszcza gdy szybko musimy zamocować w nim sondę
  • wyświetlacz jest mało czytelny przy wyłączonym podświetleniu
  • przyciski pracują ze sporym oporem, czasem trzeba naciskać dwa razy

Te niedogodności nie mają jednak dużego wpływu na ostateczną ocenę miernika. Podczas obsługi pamiętajmy, by chronić miernik od udarów mechanicznych, które mogą uszkodzić scyntylator albo fotopowielacz. Unikajmy też gwałtownych zmian temperatury, miernik co prawda ma układ kompensujący temperaturę detektora, ale zalecany zakres temperatur zawiera się między 0 a 40 st. C.


***


W komplecie jest walizka z aluminium, zamykana na zatrzaski z możliwością ich zablokowania kluczykiem.

Walizka jest wyściełana grubą wkładką z gąbki, która skutecznie zabezpiecza przyrząd na czas transportu. 


Miernik wkładamy do walizki z rączką ustawioną pionowo i sondą umieszczoną na niej. Zastanawiam się, czy przechowywanie przyrządu z rączką złożoną na bok nie byłoby korzystniejsze - walizka byłaby bardzo płaska, ale za to szersza.

***

Czas na podsumowanie. NHC-7 to miernik o specyficznym przeznaczeniu, głównie do pracy w medycynie nuklearnej i nauce. W warunkach amatorskich posłuży do precyzyjnego ustalenia dawki promieniowania gamma, bez uwzględniania niskoenergetycznej emisji, która bardzo często znacznie zawyża pomiar dokonywany nieosłoniętym licznikiem G-M albo nieskompensowanym detektorem scyntylacyjnym. Ma to swoje wady i zalety - jeśli chcemy uchwycić subtelne zmiany tła naturalnego albo poszukiwać źródeł o mieszanej emisji, odczujemy brak czułości - SRP-68 będzie miał tu wyraźną przewagę. Trudno więc tutaj o typowe zestawienie wad i zalet, wymienię więc plusy i minusy pod kątem widzenia amatora:

Plusy
  • dokładny wynik obejmujący samo promieniowanie gamma
  • podwójny wskaźnik (wyświetlacz + mikroamperomierz)
  • tryb przelicznika
  • programowalne kanały spektrometru

Minusy
  • mała czułość na źródła o "miękkiej" emisji
  • wyświetlacz niezbyt czytelny przy wyłączonym podświetleniu
  • opornie pracujące przyciski
  • krótki kabel sondy
  • wysoka cena
Jeżeli spotkaliście się z tym przyrządem w swojej praktyce, chcecie uzupełnić powyższy wpis lub dysponujecie dokumentacją, dajcie znać w komentarzach!

***

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




Brak komentarzy:

Prześlij komentarz

Jeśli znajdziesz błąd lub chcesz podzielić się opinią, zapraszam!

[komentarz ukaże się po zatwierdzeniu przez administratora - treści reklamowe i SPAM nie będą publikowane!]