Dzięki uprzejmości Czytelnika (pozdrowienia!) mogę Wam przedstawić radiometr RUM-2. Przyrząd ten, produkcji firmy Polon-Alfa S.A., jest uniwersalnym radiometrem mogącym współpracować z większością standardowych sond na napięcie od 300 do 1500 V. Od poprzednika, radiometru RUM-1, odróżnia się koniecznością współpracy z komputerem ponieważ nie posiada wyświetlacza ani zewnętrznych elementów sterowania - całość obsługi odbywa się z poziomu programu. Z tego też powodu najpierw omówię sam przyrząd, później zaś skupię się na oprogramowaniu.
RUM-2 opracowano ok. 2007-2009 roku (wspomina o nim Wiesław Gorączko w swej Ochronie radiologicznej z 2011 r.) i do chwili obecnej wyprodukowano ok. 100 sztuk. Stosowany jest głównie w placówkach naukowych, medycynie i szkołach wyższych. Przyrząd jest nadal produkowany, a jego cena rynkowa wynosi 8000 zł netto (+23 % VAT).
 |
| https://pomiarymetr.pl/pomiar.php?typ=rum-2-rs-422 |
Jego funkcje producent reklamuje następująco:
- analiza ilościowa częstości impulsów
- analiza spektrometryczna rozkładu statystycznego wysokości impulsów (4096 kanałów)
- analiza czasowa zdarzeń – możliwość pracy w trybie koincydencji
- możliwość całościowego pomiaru ilości zliczeń ponad próg wyzwalania oraz z dodatkowym ograniczeniem okna pomiarowego lub z dodatkowym ograniczeniem okna czasowego
- wbudowany zasilacz wysokiego napięcia przeznaczony do zasilania fotopowielaczy i liczników G-M
- transmisja danych do komputera w zależności od wykonania: poprzez złącze USB, RS-232 lub RS-422
- sterowanie urządzeniami zewnętrznymi lub pomiary sterowane urządzeniami zewnętrznymi
- umożliwia współpracę z większością sond produkowanych dotychczas przez POLON-ALFA, w tym najbardziej popularnych SSU-3-2, SSU-70-2, SSA-1P, SPNT-3, SPNT-3-2 oraz rodziną sond licznikowych: SGB-1P, SGB-2P, SGB-1R, SGB-2D, SGB-3P
- umożliwia pracę z innymi detektorami przy poprawnej konfiguracji systemu pomiarowego (użytkownik może uzyskać pomoc w ramach możliwości wykorzystania danego detektora licznikowego, scyntylacyjnego itd.)
- oprogramowanie komputerowe jest integralną częścią radiometru poprzez które całość sterowania odbywa się z poziomu komputera PC
- zasilanie poprzez dedykowany zasilacz z sieci 230 V bądź poprzez specjalną przetwornicę napięciową w przypadku zasilania 12 V (np. na pokładzie samochodu)
- istnieje możliwość zasilania radiometru bezpośrednio z laptopa poprzez złącze USB (pod warunkiem zastosowania sondy produkcji POLON-ALFA oraz nie obciążania jednostki PC innym zewnętrznym urządzeniem)
- możliwość dowolnego skalowania, oznaczania oraz przeliczania wykresów [cyt. za: INSTRUKCJA OBSŁUGI]
Jak widać, przyrząd wyróżnia się bardzo rozbudowanymi funkcjami, zatem aby nie zaciemniać obrazu, w niniejszej recenzji omówię tylko najważniejsze z nich: analizę częstości impulsów i analizę spektrometryczną wraz z ich podstawowymi opcjami.
- sondy systemu Standard-70, czyli mające dwa przewody, dostarczające osobno wysokie napięcie i zasilanie przedwzmacniacza wraz z sygnałem (SSU-70 i SSU-70-2)
- sondy "systemu RUST", czyli przyłączane jednym przewodem, prowadzącym zarówno sygnał, jak i wysokie napięcie (wszystkie modele SGB, SSA-1P, SSU-3-2, SSNT-1 i 2, SPNT-3)
- inne sondy kompatybilne z w/w systemami, w tym konstrukcje autorskie (UBG-5, UABG-1), zasady budowy takich sond opisuje dokument dostępny na stronie producenta [LINK]
- inne źródła sygnałów impulsowych (nie tylko dozymetryczne)
Jak widać, miernik obsługuje praktycznie wszystkie sondy produkcji dawnych ZZUJ Polon oraz kompatybilne z nimi, czyli podłączane na standardowy wtyk BNC. Obsłuży więc też sondy od mierników Victoreen, Ludlum, Bicron, Aloka itp. Wyjątkiem są sondy z przepływowym licznikiem proporcjonalnym (np. prototypowa SPU-1P), pracujące przy napięciu 1600-2400 V, jak również stare liczniki G-M typu alkoholowego, potrzebujące 1600-1800 V. Takich sond zresztą nie obsłuży większość nowoczesnych radiometrów uniwersalnych.
RUM-2 ma kompaktową obudowę w postaci aluminiowej skrzynki z plastikowymi wykończeniami, o wymiarach 136x126x140 mm i masie zaledwie ok. 0,9 kg.
Wszystkie złącza i kontrolki znajdują się na przednim panelu radiometru. Z tyłu mamy jedynie tabliczkę znamionową i kratkę wentylacyjną:
Deklarowana klasa szczelności to IP-40 (4 = ochrona przed drobinami ciał stałych powyżej 1 mm, 0 = brak wodoszczelności). Według producenta radiometr powinien wytrzymać upadek z wysokości z 10 cm narożnikiem na beton, a w opakowaniu nawet z wysokości 1 m.
Wróćmy do frontowego panelu i przyjrzyjmy się złączom radiometru. Z prawej strony u dołu mamy oznaczone na żółto gniazda podające wysokie napięcie do sond (większe - SSU-70-2, mniejsze - system "RUST"), a nad nimi gniazdo niskiego napięcia do sondy SSU-70-2. Z lewej zaś mamy dodatkowe gniazda do współpracy z urządzeniami zewnętrznymi.
Szczegółowy opis zawartości przedniego panelu znajdziemy w instrukcji:
Dla nas najważniejsze będą gniazda, do których podłączamy sondy. Mogą one również służyć jako wejścia dla impulsów z zewnętrznej aparatury - w zależności od polaryzacji:
- dodatnie doprowadzamy do gniazda +24 V, tego samego, którym idzie sygnał z sond SSU-70 i SSU-70-2
- ujemne doprowadzamy do gniazda sond systemu "RUST".
Obok gniazd sond mamy również dwa dodatkowe gniazda:
- wyjście liniowe - wyprowadzenie impulsów do zewnętrznej aparatury, np. oscyloskopu czy analizatora, może służyć do diagnostyki radiometru i sondy
- wejście/wyjście synchronizacji - sterowanie urządzeniami zewnętrznymi z radiometru lub zewnętrzne sterowanie radiometrem, np.
- połączenie dwóch radiometrów w układ mierzący zależności czasowe między pomiarami (koincydencja, antykoincydencja),
- uruchamianie zewnętrznej sygnalizacji trwania pomiaru (np. świetlnej lub dźwiękowej)
- współpraca z sensorem, wykrywającym, czy próbka znajduje się w położeniu pomiarowym, pozwala to na rozpoczynanie pomiaru od razu albo np. 3 sekundy po zmianie próbki
- podłączenie dodatkowego miernika częstości
Na przednim panelu znajdują się też diody sygnalizujące pracę przyrządu:
- zasilanie - obecność głównego zasilania i sprawność wewnętrznych zasilaczy radiometru
- transmisja - błyska z każdą informacją przesłaną do komputera
- synchronizacja - w zależności od ustawień świeci stale podczas pomiaru lub błyska w takt impulsów
- wysokie napięcie włączone - zapala się po ustabilizowaniu wysokiego napięcia
- niskie napięcie włączone - zapala się po włączeniu zasilacza 24 V dla sondy SSU-70-2
Początkowo może się to wydawać skomplikowane, więc aby lepiej zrozumieć funkcję poszczególnych złączy i kontrolek, zerknijmy na schemat blokowy:
 |
| https://polon-alfa.com/wp-content/uploads/2024/01/Instrukcja-obslugi-radiometr-RUM-2_IO-R117-001-III.pdf |
Komunikacja z komputerem może odbywać się, w zależności od wykonania przyrządu, poprzez następujące złącza szeregowe:
Rodzaj złącza podany jest po oznaczeniu modelu danego egzemplarza radiometru i stanowi jego integralną część. Prezentowany egzemplarz ma złącze USB, stąd jego pełna nazwa brzmi RUM-2 USB, inne miałyby odpowiednio RUM-2 RS-232 i RUM-2 RS-422.
Od rodzaju złącza zależy sposób zasilania radiometru. Wersje z portem szeregowym RS-232 i RS-422 zasilane są z zewnętrznego zasilacza o napięciu 8-16 V z wtykiem koncentrycznym ("plus" na styku centralnym). Pobór prądu bez sond 2,4 W, z maksymalnym obciążeniem 10 W.
Z kolei wersja USB może być zasilana tylko z portu USB komputera, za pośrednictwem kabla USB typu B, którym odbywa się też komunikacja. Radiometr pobiera wówczas 250 mA w spoczynku i 500 mA z sondą,. Jest tu jednak pewien problem, gdyż 500 mA dostarczane przez komputer nie wystarczy do osiągnięcia pełnej mocy zasilaczy.
Stąd też rekomendowane jest użycie znajdującego się w zestawie zewnętrznego zasilacza (6-8 V, "plus" na styku centralnym, pobór prądu tak samo jak w innych wersjach). Wówczas część mocy jest pobierana z portu USB, a część z zasilacza. Co ciekawe, instrukcja do oprogramowania nie jest aż tak rygorystyczna, jak instrukcja radiometru i wspomina, że przy zasilaniu tylko z USB przyrząd będzie pracował w 9 przypadkach na 10 (!).
O samych różnicach między instrukcjami jeszcze wspomnę, tutaj tylko nadmienię, że instrukcja oprogramowania jest pisana bardziej przystępnym językiem, niekiedy wręcz luzackim.
W kwestii zasilania ważne jest też, aby komputer i radiometr były podłączone do tego samego gniazda sieci, w przeciwnym wypadku, przy zasilaniu z różnych faz, mogą pojawić się prądy wyrównujące zakłócające pomiar.
Pamiętajmy też, że przyrząd nie ma włącznika zasilania, zatem jest włączony od razu po podłączeniu zasilacza (lub kabla USB, jeśli zasilamy wyłącznie z portu USB).
Radiometr dostarczany jest w sztywnej wyściełanej walizce, mieszczącej również jedną sondę i całe wyposażenie:
Tyle tytułem wstępu, przejdźmy do uruchomienia przyrządu. Po podłączeniu do komputera radiometr jest wykrywany przez system, który automatycznie instaluje swoje sterowniki. Następnie należy ręcznie zainstalować sterownik radiometru z dołączonego nośnika, oraz aplikację obsługującą przyrząd. Do tego potrzebujemy też zainstalowanego środowiska Java. Po zainstalowaniu wszystkich tych elementów możemy uruchomić program. Aplikacja wyświetli ekran powitalny i zaproponuje skorzystanie z pomocy lub przejście dalej.
Klikamy "Dalej" i przechodzimy do ekranu, gdzie wybieramy sondę, którą chcemy podłączyć.
Do wyboru mamy:
- SSU-3-2 (uniwersalna sonda scyntylacyjna z wymiennymi scyntylatorami)
- SSU-70-2 (j.w. tylko w Standardzie 70)
- SSA-1P (scyntylacyjna sonda powierzchniowa do pomiaru promieniowania alfa)
- SPNT-3 (sonda neutronowa z licznikiem proporcjonalnym)
- inna niewymieniona sonda lub źródło sygnału (wszystkie pozostałe sondy "systemu RUST" i kompatybilne)
W zależności od wybranej sondy program wyświetli nam strzałki wskazujące, do których gniazd ją podłączyć.
Powyższy wybór ma jedynie rolę przypomnienia i nie wpływa na parametry radiometru - niezależnie od tego, jaką sondę wybierzemy (Standard-70 czy system "RUST"), źródła wysokiego napięcia do OBU tych systemów będą gotowe do włączenia i uaktywnią się po włączeniu zasilacza WN w zakładce "Wysokie napięcie" (o tym dalej). Producent chyba chciał uniknąć stosowania wysokonapięciowego przekaźnika, przełączającego napięcie z zasilacza na gniazda sond. Nie jest to rozwiązanie "idiotoodporne", gdyż pozostawia ryzyko podłączenia przewodu sondy SSU-70-2, którym idzie niskie napięcie 24 V, do gniazda wysokiego napięcia dla sond systemu RUST. Gniazda te są co prawda opisane, a wysokonapięciowe otoczone żółtymi paskami, ale jak wiemy, teoria sobie, a życie sobie.
Wystarczy zmęczenie, pośpiech, rozkojarzenie i sonda zniszczona. Prawidłowe podłączenie sondy SSU-70-2 wygląda tak:
Wspomniane ryzyko nie występuje przy sondach systemu "RUST" - podłączone do gniazda +24 V czy jakiegokolwiek innego po prostu nie będą działać.
Oczywiście jeśli radiometr ma stale podłączoną jedną sondę, można szybko kliknąć dwa razy "Dalej" i nie przejmować się tymi komunikatami. Poniżej zestaw z sondą SSU-70-2 osadzoną w statywie, laptopem podłączonym przez USB i zasilaniem z zasilacza sieciowego:
W następnym ekranie wybieramy sposób podłączenia radiometru do komputera (rodzaj portu), możemy też wybrać tryb demonstracji, w którym miernik symuluje pomiar.
Program powie nam, gdzie podłączyć wtyk dostępny w naszej wersji. Jest to trochę łopatologiczne - w wersji USB kabel da się podłączyć tylko do portu USB, w wersji RS-232/422 tylko do portu RS-232/422 i nigdzie indziej.
Następnie wybieramy ten port w komputerze, do którego podłączony jest nasz radiometr, jeśli go nie widzimy, możemy kliknąć przycisk z zielonymi strzałkami, aby odświeżyć widok:
Klikamy "Połącz" i program się łączy z radiometrem, a postęp wymiany danych widzimy w postaci komunikatu "Przetwarzam". Tutaj niekiedy może dojść do błędu połączenia. Jego występowanie zależy od konfiguracji komputera - na jednym pojawi się 1-2 razy na 250 godzin pracy, na drugim... za każdym uruchomieniem. W razie wystąpienia błędu należy spróbować ponownie zainstalować sterownik w Menedżerze Urządzeń, czasem pomocne jest odłączenie i ponowne podłączenie radiometru do USB i zasilania.
Jeśli połączenie przebiegnie zgodnie z planem, możemy kliknąć "Dalej" i jesteśmy już w ekranie głównym programu:
Mamy tu z lewej strony kilka zakładek. Pierwsza to "Informacje", która podaje typ i model radiometru oraz numer seryjny:
Druga jest bardzo istotna, gdyż wybieramy w niej tryb pomiaru i ewentualne dodatkowe funkcje. Program startuje z opcją "Nie wykonuj pomiarów":
Teraz wybieramy tryb pracy w zależności od podłączonej sondy i naszych potrzeb:
- szybki licznik - zliczanie impulsów, wystarczający do pomiarów ilościowych, 10 x szybszy niż analizator
- analizator amplitudy - prezentuje statystyczny rozkład energii mierzonego promieniowania (spektrometria)
W opcjach "Wejścia/wyjścia synchronizacji" możemy tu wybrać "wyjście zwarte do masy za każdym impulsem z detektora" dzięki czemu uzyskamy błyskanie diody w takt impulsów. Jeśli wybierzemy zwarcie do masy, gdy trwa pomiar, wówczas lampka będzie stale się świecić podczas pomiaru i zgaśnie po jego zakończeniu/przerwaniu.
Innymi opcjami jest sterowanie zewnętrzną aparaturą z wyjścia synchronizacji lub odwrotnie, sterowanie radiometrem poprzez to wyjście, tak jak już wspomniałem przy opisie gniazda synchronizacji. Szczegółowy opis powyższych funkcji gniazda synchronizacji znajdziemy w instrukcji:
Następna zakładka "Nastawy analogowe" zawiera parametry kluczowe dla poprawnego i wydajnego pomiaru, zwłaszcza przy sondach scyntylacyjnych:
- poziom wyzwalania w mV, czyli próg, powyżej którego impulsy będą rejestrowane (w starszych miernika określany jako czułość wejścia)
- korekta offsetu (Zarówno tor pomiarowy, jak i duża częstość impulsów mogą przesunąć poziom „dna” impulsów poniżej lub powyżej poziomu odpowiadającemu kanałowi zero. Zjawisko to nazywamy ofsetem. Radiometr posiada pewne możliwości ręcznego lub automatyczne przesuwania całego sygnału pomiarowego tak, by zmusić go do pozostawania w okolicy zera)
- wzmocnienie (wybierane skokowo) - jego poziom zależy od:
- rodzaju sondy - scyntylacyjne spektrometryczne z własnym przedwzmacniaczem (SSU-3-2, SSU-70-2) wymagają mniejszego wzmocnienia niż scyntylacyjne do pomiarów ilościowych, niemające własnego przedwzmacniacza (SSA-1P)
- aktywności mierzonego źródła
Tutaj też włączamy napięcie 24 V dla sondy SSU-70, możemy również podawać impulsy testowe na wejścia sond.
Mamy tu też "oscyloskop", włączany po zaznaczeniu opcji "Skanuj ciągle". Pozwala on doświadczalnie dobrać wzmocnienie, próg wyzwalania i wysokie napięcie na podstawie obserwacji przebiegu impulsów z sondy.
Jego wartość bierzemy z karty badania danej sondy, niekiedy jest ona napisana na korpusie lub też musimy ją wyznaczyć doświadczalnie. Oprócz samej wartości napięcia wybieramy również próg bezpieczeństwa (zwykle większy o 50 V), po przekroczeniu którego zasilacz się wyłączy.
Po upewnieniu się, że sonda jest prawidłowo podłączona, a w przypadku scyntylacyjnych, że scyntylator właściwie założony i światłoszczelny, włączamy WN. Pojawi się ikona z błyskawicą. Napięcie rośnie dość powoli, śledzimy je na wykresie i w okienku.
Gdy osiągnie właściwą wartość, zapali się zielona kontrolka "Napięcie stabilne" - aplikacja nieco się tu spieszy, tak kilka sekund w stosunku do faktycznego napięcia wyświetlanego w okienku.
Gdy przejdziemy teraz do "oscyloskopu" w torze analogowym, zobaczymy impulsy od tła naturalnego:
Możemy tu dokonać korekt wzmocnienia i progu wyzwalania zgodnie z zaleceniami z pkt. 9.2 Wstępne określanie parametrów toru analogowego. Po ich ustaleniu wyłączamy opcję "skanuj ciągle".
Kiedy wysokie napięcie już się ustabilizuje, na wykresie zobaczymy jego funkcję w czasie:
Wejdźmy teraz w zakładkę "Histogram", czyli tryb analizatora amplitudy. Mamy tu kilka zakładek:
- Nastawy - możemy wybrać m.in. filtrowanie amplitudy impulsów według kanałów, a także odrzucanie sklejonych impulsów. Są to impulsy, które pojawiły się w momencie, gdy poprzedni impuls jeszcze całkowicie nie wygasł, przez co nowy impuls niejako nakłada się na opadający wykładniczo wcześniejszy impuls i ma przez to zawyżoną amplitudę.
- Wskaźnik (po prostu liczy impulsy od chwili rozpoczęcia pomiaru lub pokazuje częstość chwilową, w zależności od wybranej u dołu opcji). Częstość podana jest w hercach (Hz), jeden herc to jeden cykl na sekundę, zwykle więc odpowiada impulsom na sekundę (cps). Możemy jednak, przy małej częstości impulsów ze źródła, zmienić ustawienia, by częstotliwość była obliczana na podstawie większej próbki, co spowoduje, że stochastyczne fluktuacje czasu pomiędzy kolejnymi impulsami nie będą powodowały gwałtownych zmian w wartości obliczonej częstotliwości.. Służą do tego opcje minimalna liczba impulsów w próbce i maksymalny czas trwania próbki - w radiometrach analogowych podobny efekt osiąga się poprzez wydłużenie czasu uśredniania (zmianę stałej czasowej integratora).
W tym miejscu możemy też odjąć tło naturalne, oczywiście po uprzednim jego zmierzeniu. Zaznaczamy "Włącz korekcję tła" i wpisujemy zmierzoną wartość. Gdy korekcja jest za duża i wskazania mogą spaść poniżej zera, zapali się lampka przy opcji korekcji.
- Tabela - pozwala na gromadzenie danych w formie tabeli, co jest przydatne np. przy pomiarach seryjnych albo z wykonywaniem zadań między pomiarami.
- Wykres częstości (śledzenie częstości impulsów w czasie):
- Histogram amplitud czyli właściwy spektrometr:
- I histogram czasu - wykres prezentujący statystyczny udział impulsów położonych w różnych pozycjach czasowych względem przyjścia aktywnego zbocza sygnału synchronizacji z zewnątrz przyrządu w puli zmierzonych impulsów przychodzących z detektora. Analizując histogram czasu można określić, czy istnieje związek czasowy między zdarzeniem w detektorze a zdarzeniami zewnętrznymi:
Pomiar rozpoczynamy, klikając "Start" na dolnym pasku z prawej strony. Zaczyna się zbieranie impulsów i szeregowanie ich według energii:
Zanim spektrometr zbierze dostateczną liczbę impulsów, zerknijmy na ustawienia wykresu.
Zmieńmy skalę na logarytmiczną:
Wykres można powiększać, aby łatwiej znaleźć interesujące nas piki
Czarny wykres to badana próbka z Th-232, żółty - tło naturalne.
Wykresem możemy manipulować, aby dostosować go do swoich potrzeb:
W tabeli mamy z kolei oprócz liczby impulsów (3251) także czas zliczania (11,87 s) oraz częstość (273,879 Hz).
Na danych zebranych w tabeli możemy przeprowadzać różne operacje matematyczne:
W tym celu musimy zebrać więcej pomiarów, po zaznaczeniu opcji "zbieraj w tabeli".
Możemy też wybrać pomiary seryjne, ze stopniowym zwiększaniem napięcia sondy lub innych parametrów z każdym kolejnym pomiarem, a także z zaprogramowanym odstępem między pomiarami. Pozwala to np. pomiar aktywności radonu metodą Markova, gdzie między pomiarami muszą być odstępy.
 |
| https://www.fuw.edu.pl/wo/data/prac-fiz-radon.pdf |
Ta funkcja pozwoli nam też doświadczalnie wyznaczyć punkt pracy sondy, jeśli nie mamy karty charakterystyki: ustawiamy wówczas skok napięcia co 10 V oraz odstęp na ustabilizowanie się pracy sondy z nowym napięciem i przykładamy źródło. W uzyskanej tabeli wyników zobaczymy, jak częstość zliczania rośnie w funkcji napięcia. Metoda ta umożliwi nam również wyznaczyć próg i plateau licznika G-M o nieznanej charakterystyce.
W tym celu najpierw wybieramy wysokie napięcie, od którego zacznie się zwiększanie - podczas testów z sondą SGB-1P, pracującą nominalnie przy 400 V, ustawiliśmy 340 V, a limit bezpieczeństwa na 450 V.
Następnie w zakładce "Tryb pomiaru" wybieramy liczbę pomiarów (w tym przypadku 10), zaznaczamy opcję "Włącz zadania między pomiarami" i do listy zadań, przyciskiem "Wykonaj" dołączamy "Zwiększ wysokie napięcie o 10 V" i "Czekaj 10 s".
Wartości, o które możemy zmienić poszczególne parametry, są niestety predefiniowane, bez opcji ustawienia ręcznego. Gdy ustawimy wszystkie parametry, klikamy "Start" na dolnym pasku z prawej strony.
Dane zebrane w tabeli prezentują się następująco:
Zaznaczone pierwsze wiersze to poprzednia seria, przy której nie ustawiliśmy odstępu między pomiarami i zasilacz WN nie zdążył się ustabilizować po zmianie napięcia. Generalnie warto dać zasilaczowi trochę więcej czasu niż te 10 sekund przyjęte w powyższym przykładzie.
Z kolei w formie wykresu częstości poszczególne serie zliczeń przedstawiają się następująco:
Teraz przedstawię jeszcze metodę kalibrowania spektrometru za pomocą potasu-40:
Po zebraniu widma promieniowania naturalnego potasu (który zawiera radioaktywny izotop K40), filtruję uzyskane widmo aby pozbyć się szumów i dalsza analiza nie zwracała fałszywych wyników. Następnie zaznaczam obszar, który zawiera pik promieniowania pochodzący od potasu-40.
Następnie dodaję pik - automatycznie oblicza się jego położenie i szerokość:
Z tablic odczytuję energię tego piku i dodaję punkt skalowania. W tym przypadku punkty skalowania są dwa: zakładam, że zerowy kanał odpowiada energii zarejestrowanego kwantu gamma równej 0, a kanał odpowiadający wyznaczonemu środkowi piku (tu 3337) odpowiada energii równej energii kwantu gamma emitowanego w rozpadzie izotopu kalibracyjnego (dla K40 jest to 1460 keV). Dla dwóch punktów mogę wybrać skalowanie liniowe, ale przy użyciu większej liczby izotopów kalibracyjnych możliwe jest też uwzględnienie różnych nieliniowości toru analogowego (np. z winy wzmacniacza). Wtedy można wybrać skalowanie kwadratowe, a nawet wyższych rzędów (ale z użyciem innego oprogramowania do obróbki danych).
Później jeszcze zmieniam nazwę osi z "kanał" na "energia".
Z kolei odejmowanie tła w spektrometrze wygląda następująco:
Dwa pomiary, jeden z próbką (fiolet) a drugi bez (czarny) nakładają się niemal idealnie (poza obszarem 800 - 1000 keV) odejmuję je korzystając z opcji sumowania ze skalowaniem.
Dla tła przyjmuję współczynnik -1. Powstaje kolejna seria (czarne), która od zera odstaje znacząco tylko w obszarze piku w okolicach 950 keV.
Ponieważ filtrowanie po odjęciu dawało kiepskie rezultaty, to najpierw przefiltrowałem oba pomiary osobno, a dopiero później odjąłem je od siebie. Następnie tak jak w przypadku kalibracji energetycznej wybrałem fragment i dopasowałem do niego pik, z parametrów tego dopasowania odczytałem energię. Po szerokości piku widać z kolei, że zlały nam się dwa blisko leżące piki - rozdzielczość naszego spektrometru jest zbyt mała, aby je rozdzielić. Rzut oka na energie kwantów gamma emitowanych w rozpadzie Th232 pokazuje, że w istocie złapaliśmy piki o energiach 911 oraz 969 keV, oba od Ac228.
Na sam koniec przedstawię jeszcze pracę dwóch radiometrów w układzie koincydencyjnym. Oba radiometry są połączone ze sobą za pośrednictwem gniazd "synchronizacja", mają podłączone sondy SSU-70-2 i współpracują z jednym komputerem.
Na początku wybieram tryb pracy analizator spektrum amplitud impulsów (i w tym trybie ma pracować podczas zbierania histogramu czasu) oraz ustawiam tryby pracy synchronizacji: na jednym radiometrze jako wyjście zwarte do masy za każdym impulsem z detektora (ten RUM-2 w trakcie pomiarów pracuje jako szybki licznik) a na radiometrze zbierającym histogram jako wejście histogramu czasu.
Radiometr z wyjściem zwartym do masy za każdym impulsem z detektora:
Radiometr zbierający histogram, z wejściem histogramu czasu:
Na zrzucie ekranu z dwoma oknami są dwie instancje programu obsługujące dwa RUM-2: lewy to szybki licznik, źródło impulsów synchronizacji, a prawy zbiera histogram czasu.
Aby wyznaczyć liczbę koincydencji, należy wybrać czas rozdzielczy dt i scałkować ten wykres w przedziale [t0-dt/2, t0+dt/2], t0 w tym konkretnym przypadku, to położenie maksimum histogramu (-3 µs).
Pomiary pracownianiego źródła Co-60 dały aktywność 97 Bq. Z ogólną procedurą pomiarów koincydencyjnych za pomocą aparatury Standard 70 można się zapoznać tutaj: https://phavi.umcs.pl/at/attachments/2018/0611/074929-radiometria-cwiczenie-4.pdf
***
Powyższe przykłady oczywiście stanowią jedynie ułamek możliwości tego radiometru, jednak pełne opisanie wszystkich funkcji przekroczyłoby znacznie objętość wpisu na bloga. Po więcej szczegółów odsyłam do instrukcji obsługi radiometru i oprogramowania, a jeśli już macie miernik i aplikację - do pomocy programu.
Czytelnikowi dziękuję za udostępnienie sprzętu, uzyskane informacje, a także fachowe opisy bardziej zaawansowanych funkcji radiometru. Czas na podsumowanie. RUM-2 jest to sprzęt profesjonalny, o bardzo szerokich możliwościach, z których wiele nie będzie wykorzystane przez dozymetrystę amatora. Podstawowe funkcje są proste do uruchomienia - mi się udało po jednym instruktażu - jednak bardziej zaawansowane wymagają wgryzienia się w instrukcję oraz praktyki. Pomijam już kwestię ceny - jest to najdroższy z omawianych przeze mnie na blogu radiometrów. Z tych względów wykaz plusów i minusów przyrządu będzie częściowo oparty o moje osobiste wrażenia podczas testów, a częściowo o opinie osób na co dzień pracujących z tym miernikiem:
Plusy:
- bardzo liczne funkcje m.in. możliwość przeprowadzenia nawet dość zaawansowanej obróbki danych w tym samym programie, od razu po zakończeniu pomiarów (lub wręcz równolegle do wciąż odbywających się, ale na danych z zakończonych pomiarów)
- współpraca z sondami obu najpopularniejszych systemów ("RUST" i Standard 70)
- lekka i kompaktowa obudowa
- wysoka jakość wykonania
Minusy:
- konieczność współpracy z komputerem - brak możliwości pracy autonomicznej
- drobne problemy z aplikacją, np. przy łączeniu się z komputerem (zależne od konfiguracji)
- ryzyko pomyłki przy podłączaniu sond różnych systemów - niezależnie od wyboru rodzaju sondy, oba wyjścia WN są pod napięciem
- brak możliwości pracy wprost w trybie anty/koincydencyjnym i wynikająca z tego konieczność zaawansowanej obróbki histogramów czasu w celu zastąpienia tych trybów pracy
- wysoka cena
Jeśli macie uwagi do powyższego wpisu lub wykorzystywaliście zaawansowane funkcje RUM-2 albo dysponujecie egzemplarzem starszego modelu (RUM-1), 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!]