Radiometr półprzewodnikowy Ryś-α

Dozymetry z detektorem półprzewodnikowym rzadko pojawiają się na łamach bloga. Zwykle są to dawkomierze osobiste (DMC-2000, SOR/T), miniaturowe dozymetry do smartfonów (Smart Geiger) albo przyrządy do pomiaru bardzo wysokich poziomów promieniowania (KSMG 1/1M). 

Dziś mam okazję przedstawić bardzo ciekawy radiometr Ryś-alfa konstrukcji Karola, który wykorzystuje detektor półprzewodnikowy do selektywnego wykrywania promieniowania alfa. 

Zanim przystąpię do testów, oddaję głos Konstruktorowi:

RYŚ-α jest miniaturowym radiometrem półprzewodnikowym przystosowanym do detekcji promieniowania alfa. Jest w bardzo niewielkim stopniu czuły na promieniowanie beta i gamma. Powierzchnia czynna sensora to około 3x3 mm.

Dozymetr Siemens EPD-1

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
• równoważnik mocy dawki Hp(10), zakres 0-16 Sv/h
• równoważnik mocy dawki Hp(0,07), zakres 0-10 Sv/h

Dozymetr Mirion DMC-3000

Dozymetr ten służy do kontroli indywidualnego narażenia na promieniowanie gamma i stanowi rozwinięcie omawianych już tutaj przyrządów DMC-2000S i DMC2000XB. Podobnie jak wspomniane konstrukcje, wykorzystuje detektor półprzewodnikowy. Pozwala to na zachowanie małych wymiarów urządzenia przy jednoczesnym bardzo szerokim zakresie pomiarowym.

Przyrząd mierzy łączną dawkę od 0,1 µSv aż do 10 Sv (0,1 mrem - 1000 rem czyli 0,1 mR - 1000 R), przy czym wynik wyświetlany jest dopiero od 1 µSv. Oznacza to, że w warunkach tła naturalnego rzędu 0,1 µSv/h wskazania będą rosły o 1 µSv co 10 h. Z kolei dawka 10 Sv przyjęta w krótkim czasie na całe ciało oznacza praktycznie 100 % śmiertelność przy braku leczenia. Już przy dawce 4,5 Sv połowa napromieniowanych umiera w ciągu 30 dni (tzw. dawka LD50/30).

Dozymetr Smart Geiger PRO SGP001 firmy FTlab

Seria miniaturowych dozymetrów do smartfonów, produkowanych pod marką Smart Geiger przez firmę FTLab, liczyła łącznie 3 modele:

• Smart Geiger FSG-001, który omawiałem w 2016 r. [LINK]
• Smart Geiger Pro SGP001
• Smart Geiger BSG001 (bezprzewodowy)

Sama nazwa wprowadza w błąd, ponieważ dozymetry te nie wykorzystują licznika Geigera-Mullera, a detektor półprzewodnikowy. Przedstawię tutaj model Smart Geiger Pro SGP001, który ostatnio dość często pojawia się na portalach aukcyjnych w przystępnych cenach.

Dozymetr KSMG 1/1 M na wojnę jądrową

Przyrząd ten stanowi centralny element zestawu dozymetrycznego, funkcjonującego pod zbiorczą nazwą KSMG-1/1, czyli Kernstrahlungmessgerät (miernik promieniowania jądrowego). Produkowany był w NRD przez zakłady VEB Robotron, wytwarzające aparaturę pomiarową, komputery, radia, telewizory, maszyny do pisania, podzespoły elektroniczne, maszyny liczące itp.

Dozymetr DMC 2000 S

Dozymetr DMC-2000S jest uboższą wersją DMC-2000XB, którego recenzję, autorstwa Maćka, miałem przyjemność prezentować w zeszłym roku [LINK].

 

DMC-2000S jest typowym przyrządem przeznaczonym dla oceny indywidualnego narażenia na promieniowanie jonizujące, zarówno łącznej przyjętej dawki, jak i chwilowego natężenia promieniowania. Mierzy wyłącznie promieniowanie gamma (50 keV - 6 MeV) oraz silną emisję beta (np. Sr-90). Detektorem jest dioda krzemowa, a zakres pomiaru rozciąga się od tła naturalnego aż po 10 Sv/h. Niestety wartość pomiaru mocy dawki wyświetlana jest dopiero od 10 µSv/h, choć wartości niże, aż do tła naturalnego, też są mierzone i akumulowane. Czyli zostawiając miernik w miejscu o normalnym tle promieniowania, na wyświetlaczu będziemy widzieć ciągle zero, jednak po kilku godzinach zmieni się wartość łącznej dawki. Ogranicza to funkcjonalność dozymetru w "codziennych" zastosowaniach, ale pamiętajmy, że to sprzęt mogący mierzyć bardzo wysokie poziomy promieniowania, występujące przy awariach radiacyjnych, wybuchach jądrowych, radioterapii itp. Zakres pomiaru dawki kończy się na 10 Sv, czyli ponad dwukrotności dawki śmiertelnej (ok. 4,5 Sv) . Pomiar mocy dawki prowadzony jest do aż  10 Sv/h - godzina ekspozycji całego ciała w takich warunkach to pewna śmierć, zaś pół godziny - 50 % szans na śmierć w ciągu miesiąca przy braku leczenia. Miernik nie powinien ulec nasyceniu (cofaniu wskazań) przy mocy dawki do 50 Sv/h, zaś maksymalny zakres dawki jest podawany na 100 Sv. Jak widać, są to warunki rodem spod IV bloku Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej chwilę po wybuchu. Trudno się dziwić, że przy takich założeniach konstrukcyjnych dozymetr pomija wyświetlanie mocy dawki poniżej 10 µSv/h (1 mrem/h).

 

Dozymetrem tym bezpośrednio zmierzymy moc dawki tylko od silniejszych źródeł, w rodzaju zegarów lotniczych czy niektórych minerałów. Niektóre źródła zaś mogą powodować oscylacje wyniku na granicy 1 mrem/h, np. wysokoaktywna ceramika uranowa czy soczewki ze szkła torowanego, co mogłoby świadczyć o nienajlepszej kompensacji energetycznej licznika. Poniższa soczewka, opisywana w ubiegłym roku, emituje moc dawki gamma rzędu 3-4 µSv/h [LINK], zaś kafel z uranową glazurą samego promieniowania gamma zaledwie 0,4 µSv/h, reszta to cząstki alfa, beta i niskoenergetyczne kwanty gamma. Tymczasem wynik zahacza o 1 mrem/h czyli 10 µSv/h.

Być może charakterystyka energetyczna została dobrana pod kątem przebywania w polu promieniowania a nie w bezpośredniej bliskości źródła punktowego.

W przypadku słabszych emiterów zostaje pośrednia metoda pomiaru - musimy zostawić dozymetr ze źródłem na 24 h i odczytać zliczoną dawkę. Przy silniejszych źródłach czas ten może być krótszy, rzędu kilku godzin lub nawet jeszcze krócej. Poniżej przykładowe wartości, niestety z różnych względów nie mogłem zachować stałego czasu pomiaru:

•  tło naturalne w domu 0,2 mrem/24 h
• wnętrze gablotki ze szkłem uranowym - 0,2 mrem/17 h
• wnętrze kielicha ze szkła chryzoprazowego - 1 mrem/27 h
• kafel z glazurą uranową - 4,7 mrem/11,5 h
• medalion "Angel Wings" - 0,6 mrem/21 h

Niestety najmniejsza podziałka miernika wynosi 0,1 mrem (1 µSv), zatem widząc np.  0,2 na wyświetlaczu nie wiemy, czy dozymetr przyjął równo 2 µSv w chwili zakończenia pomiaru, czy może już 2,9 µSv. Jest to oczywiście nieistotne przy wyższych dawkach.

 

Powyższa metoda pomiaru pozwoli nam ustalić, jaką dawkę przyjmiemy, przebywając w pobliżu w/w obiektów. W pewnych przypadkach wartość dobowej dawki może być bardziej przejrzysta niż moc dawki na godzinę

Środek układu pomiarowego zaznaczony jest niewielkim krzyżykiem wytłoczonym na przedniej ściance urządzenia, po przeciwnej stronie przycisku. Nie jest on dobrze widoczny, musimy spojrzeć pod światło, na poniższym egzemplarzu krzyżyk jest na granicy wytłoczenia obudowy, skrywającego detektor.

Dane pomiarowe odczytujemy na małym wyświetlaczu LCD. Domyślnie wyświetlana jest bieżąca moc dawki, czyli według standardów tego miernika "zero". Przekroczenie progu alarmowego sygnalizowane jest dźwiękiem o sile min. 85 dB z 30 cm, więc nie sposób go nie usłyszeć. Dodatkowo alarmuje nas czerwona dioda LED z lewej strony ekranu. Poniżej przypadek przekroczenia alarmu mocy dawki (rate alarm):

Miernik obsługujemy jednym przyciskiem, wciskając go na chwilę lub przytrzymując dłużej. Krótkie wciśnięcie pozwala wejść do menu łącznej dawki. Długie dezaktywuje przyrząd, powodując wejście w tryb "pause". Pomiar wówczas nie odbywa się, ale możemy sprawdzić dawkę, ustawiony próg itp. Poruszanie się w menu, a zwłaszcza zmiana ustawień, wymaga pewnej wprawy.

• W trybie "pause" many następującą kolejność menu: [pause] → [change] → [modif] → [serial number] → [reset dose/add up] → [łączna dawka] →  [najwyższa moc dawki] → [czas pracy dozymetru] → [próg dawki] → [próg mocy dawki] → [liczba dźwięków] → [tryb pracy] → [zewnętrzny detektor]
• Włączenie - wcisnąć raz, wyświetli się [change], poczekać, wyświetli się [enter], wcisnąć raz, wyświetli się [in], pojawi się dźwięk i błysk diody, dozymetr się włączy.
• Wyłączenie - przycisnąć 8-10 s, wyświetli się [change], trzymać dalej, pojawi się [go out], puścić przycisk, pojawi się [out], a następnie dźwięk, błysk i jesteśmy w trybie [pause]
• Zmiana parametrów
• Zaczynamy z trybu [pause]. Wciskamy przycisk raz, wyświetla się [change], wciskamy znowu, wyświetla się [modif], czekamy chwilę, aż pokaże się [enter] i wtedy znowu naciskamy przycisk. Jesteśmy wówczas w trybie modyfikacji. Naciśnięcie przycisku pokaże nam numer seryjny przyrządu, a kolejne wciśnięcie ukaże słowo "reset" poprzedzone migającym P. Oznacza to, że możemy zmodyfikować ustawienia. Odbywa się to w 3 krokach:
• przewijamy menu do interesującego nas parametru (alarm lub ostrzeżenie przekroczenia progu dawki lub mocy dawki, reset dawki) w trybie, gdy  miga litera P
• wybranie cyfry do zmiany, gdy miga D
• wybranie przyrostu wartości, gdy miga I
• Przy zmianie parametrów trzeba się spieszyć, gdyż po chwili nieaktywności dozymetr wróci do trybu [pause]
• Pomiar łącznej dawki może być prowadzony albo z resetem po każdym wejściu w tryb pause [dose reset] albo w trybie ciągłym, kiedy dawka nie jest resetowana [dose total]. Aby wybrać jeden z w/w trybów, wciskamy przycisk przy migającym P i trzymamy, póki P nie zamieni się w I. Wtedy wciskamy przycisk raz, by wyświetlić [total]. Przyciskamy przycisk i trzymamy, aż I zmieni się w P, by zmienić parametr.

• Aby zmienić wartość progów, wciskamy przycisk, aż pojawi się żądany parametr, wtedy przytrzymujemy przycisk, aż P zmieni się w D. Gdy D miga, wciskamy przycisk, aż żądana cyfra będzie podświetlona, następnie trzymamy go, aż D zmieni się w I. Wtedy wciskamy go znowu, a gdy skończymy, przytrzymujemy przycisk, by I zmieniło się w D. Wtedy możemy wybrać inną cyfrę do zmiany i potem powtarzamy proces. Gdy skończymy, puszczamy przycisk i dozymetr wejdzie w tryb [pause] w ciągu ok. 10 s.

Nie jest to szczyt ergonomii, na szczęście ustawienia zmieniamy dość rzadko. Warto przede wszystkim wyłączyć funkcję "dose reset", jeśli nie chcemy tracić zapisanej dawki przy każdym wyłączeniu miernika. Jeśli zaś będziemy używać DMC2000S do pomiarów, lepiej wyłączyć alarm progowy, gdyż jest bardzo głośny i zużywa baterię.

Wyświetlacz oprócz wyniku pomiaru wyświetla też w razie potrzeby komunikaty błędów, od wyczerpania baterii  po problemy z oprogramowaniem. Ciekawie rozwiązano kwestię wskaźnika spadku napięcia baterii. W trybie aktywnym  pojawia się komunikat [ba loX], gdzie X to liczba pozostałych godzin pracy (1-9). W trybie [pause] mamy tylko [ba lo], komunikat oznaczający, że zostało jedynie 72 godzin pracy w tym trybie. Komunikaty te pojawiają się zamiennie z normalnie wyświetlanym komunikatem. Warto zaznaczyć, że dozymetr w ekranie głównym może wyświetlać różne dane, wystarczy go tylko odpowiednio zaprogramować w menu.

Błędy oprogramowania wymagają użycia podłączonej do komputera przystawki LDM-101, która umożliwia też odczyt danych. Najprawdopodobniej za jej pomocą można uaktywnić opcję wyświetlania wyniku już od 1 µSv/h, dostępną w bliźniaczym DMC-2000XB. Koszt przystawki wynosi ok. 100 $

https://www.ebay.com/itm/MGP-instrument-Dosimeter-reader-LDM101/282329655411

Producent zastrzega konieczność stosowania baterii Renata CR2450N lub Toshiba CR2450, w przeciwnym wypadku może dojść do zwarcia styków od obu biegunów zasilania. Lepiej więc uważać z bateriami CR2450 innych producentów. Komora baterii jest zakręcana specjalnym kluczem, który w razie potrzeby zastąpimy suwmiarką, podobnie jak przy odkręcaniu dekla zegarka:

Dozymetr jest wykonany bardzo solidnie - wg specyfikacji wytrzymuje upadek z 1,5 m na beton i wibracje w zakresie 10-30 Hz do 2 g. Producent zapewnia o jego bryzgoszczelności i klasie ochronnej IP42. Zanurzenie do 1 m jest "opcją", podejrzewam, że dotyczy wersji DMC-2000XB, bo w prezentowanym modelu woda mogłaby się dostać przez otwór głośniczka.

Zajrzyjmy jeszcze do wnętrza - mojego egzemplarza nie rozbierałem z racji fabrycznych plomb, zostają więc materiały producenta:

DMC-2000S to bardzo specjalistyczny dozymetr, którego zakup powinien być dobrze przemyślany. Jego najważniejszym zadaniem jest pomiar łącznej dawki promieniowania oraz alarmowanie o przekroczeniu zaprogramowanego progu mocy dawki. Sam pomiar mocy dawki jest funkcją drugorzędną, a poniżej 10 µSv/h z punktu widzenia użytkownika praktycznie się nie odbywa, gdyż wyświetlacz pokazuje 0, pomimo akumulacji dawki. Stąd też nie będzie to dozymetr do chodzenia na targi, chyba że szukamy mocnych zegarów lotniczych. Przyda się za to podczas wędrówek po terenie skażonym (Strefa, Kowary) czy podróży samolotem, w czasie wizyty w Świerku i w innych sytuacjach, gdy chcemy kontrolować, jaką dawkę przyjęliśmy. Może też nas zaalarmować o nagłym zdarzeniu radiacyjnym, gdy przypadkiem znajdziemy się w pobliżu porzuconego źródła izotopowego bez osłony lub ktoś taki obiekt będzie wiózł obok nas w autobusie. Oba przypadki są mało prawdopodobne, ale się zdarzają. Przykładowo w Poznaniu złodzieje otworzyli w garażu skradzione pojemniki izotopowe, a następnie wydobyte z nich źródła porzucili w krzakach [LINK]. Z kolei podczas incydentu w Goianii resztki źródła zostały zawiezione autobusem do szpitala (!). Taki mały przyrząd, noszony zawsze przy sobie, może w porę ostrzec nas i inne osoby w otoczeniu. Oczywiście taką funkcję mogłyby pełnić pełnowymiarowe dozymetry z alarmem progowym, mają jednak znacznie większe gabaryty oraz pobór prądu. DMC-2000S to niewielki gadżet wyglądający jak pager, który możemy mieć w kieszeni koszuli czy kurtki, i nie zauważać jego noszenia, dopóki nagle nie zawyje, reagując na zagrożenie radiacyjne. Łączną dawkę możemy sprawdzać co kilka dni, by upewnić się, że nie przebywaliśmy na obszarze podwyższonego promieniowania.

Dozymetr Air Counter_S

Dozymetr ten opracowano w Japonii niedługo po katastrofie w Fukushimie i przeznaczony był wyłącznie na rynek japoński. Jest to prosty miernik mocy dawki gamma, wykorzystujący detektor półprzewodnikowy. Zaletą takiego czujnika są znacznie mniejsze wymiary oraz niższe napięcie pracy w porównaniu z licznikiem Geigera-Mullera, nie występuje też czas martwy. Detektor półprzewodnikowy nie jest on jednak zbyt popularny przy pomiarach małych mocy dawek - z dostępnych obecnie mierników stosuje go tylko  Smart Geiger do smartfonów (zauważcie mylącą nazwę, wszak nie ma tam licznika Geigera!). Z profesjonalnych przyrządów warto wymienić GammaRae II, gdzie detektor ten odpowiada za wyższy zakres pomiarowy (niższy obsługiwany jest przez czujnik scyntylacyjny).

Air Counter_S ma kształt walca z małym wyświetlaczem LCD i dwoma gumowymi przyciskami obok oraz przesuwnym włącznikiem na bocznej ściance. Jego zakres pomiarowy zaczyna się od 0,01 µSv/h a kończy już na 9,99 µSv/h, jest zatem bardzo mały, przypomina prymitywny dozymetr Master-1 z początku lat 90. Z nowszych przyrządów tak niski zakres ma tylko ekotester Anmez Greentest ECO-5. Standardem jest zakres co najmniej dziesięciokrotnie wyższy (99,9 µSv/h), który trudno przekroczyć nawet silniejszymi źródłami z naszego otoczenia. 

Tak mały zakres pomiarowy Air Countera S wynika z przeznaczenia przyrządu, który ma mierzyć moc dawki gamma w powietrzu na wysokości 1 m nad ziemią. Jeśli w takich warunkach moc dawki przekracza 9,99 µSv/h, oznacza to poważną awarię radiacyjną i konieczność ewakuacji. Przypomnijmy, że tło naturalne zawiera się między 0,1 a 0,4 µSv/h, zaś za granicę  "bezpiecznego" poziomu dla długotrwałego narażenia przyjęto 0,5-0,6 µSv/h. Okresowo, np. podczas lotu samolotem, można być poddanym większej mocy dawki, rzędu 2-5 µSv/h, tak samo jak podczas wycieczki do Strefy czy Kowar, jest to jednak narażenie krótkotrwałe. Zatem w większości przypadków, użytkowania miernika zgodnie z przeznaczeniem zakres do 9,99 µSv/h będzie wystarczający. Co innego, jeśli chcemy nim mierzyć "świecące" przedmioty, wówczas zabraknie nam zarówno zapasu skali na końcu zakresu, jak i czułości na jego początku.

Detektorem promieniowania są 4 fotodiody PIN, umieszczone obok siebie na spodniej stronie miernika. Są osłonięte metalowym ekranem, zatem mierzą jedynie moc dawki promieniowania gamma i silniejszego beta. 

https://vrtp.ru/index.php?showtopic=21454

Aby wyeliminować wpływ światła słonecznego pokryto je dodatkowo nieprzezroczystą folią:

https://vrtp.ru/index.php?showtopic=21454

Zdjęcia pochodzą z rosyjskiego forum, swojego przyrządu nie rozbierałem, aby nie tracić gwarancji i odradzam podobne manipulacje, chyba że chcecie dokonać jakiejś przemyślanej przeróbki.

***

Przejdźmy teraz do obsługi. Air Counter_S jest bardzo prosty w eksploatacji. Włączamy go  przesuwnym przełącznikiem na boku obudowy.

Po włączeniu odbywa się pierwszy pomiar, trwający 35 s, podczas którego dozymetr wyświetla cyfry od 35 do 0. Następnie wyświetlany jest wynik, aktualizowany co 10 sekund. Pomiar możemy zresetować w każdej chwili przyciskiem "reset", wówczas zacznie się ponowne odliczanie 35 sekund, po którym dozymetr wyświetli wynik. Polecam tą metodę, jeśli chcemy szybko zmierzyć moc dawki od danego źródła - przybliżamy dozymetr środkiem układu pomiarowego do obiektu i wciskamy "reset". Po 35 sekundach mamy wynik, choć warto jeszcze chwilę poczekać, bo może nieco wzrosnąć (np. z 2,3 na 2,7 µSv/h). Pomocna w tym jest czerwona dioda LED, która miga jeszcze przez pewien czas po zakończeniu odliczania, w tym czasie wynik jeszcze może się nieznacznie zmienić (np. z 1,7 na 1,5 µSv/h lub odwrotnie).
Jeśli byśmy chcieli mierzyć bez resetowania, zbliżając do źródła miernik wskazujący tło naturalne rzędu 0,15 µSv/h, to na wynik musielibyśmy poczekać aż do 3 minut (wg instrukcji czas pomiaru jest krótszy niż 2 minuty). Różnice w pomiarach obiema metodami są nieznaczne, mieszczące się w dokładności pomiaru tego dozymetru, wynoszącej +/-  20 %. Środek układu pomiarowego znajduje się pomiędzy "nóżkami" pod spodem przedniej części obudowy przyrządu.

Gdy zbliżamy dozymetr do źródła, pierwszy skok wyniku pojawia się już po kilku sekundach, choć jest nieznaczny. Przy siatce żarowej z tła rzędu 0,07 µSv/h w kilka sekund mamy 0,18 µSv/h, a po 15 sekundach już 0,40 µSv/h. Po 50 s już 0,80 µSv/h, a następnie  wynik przyrasta powoli, po 2 minutach 0,9 µSv/h. O wzroście mocy dawki informuje nas mała kropka w prawym dolnym rogu wyświetlacza, która miga, gdy następuje wzrost mierzonego poziomu promieniowania. Spadek wyniku po odsunięciu źródła jest równie powolny - w 1 minutę z 0,9 do 0,7 µSv/h, następnie w 1,5 minuty do 0,5 µSv/h. Zatem polecam korzystanie z resetu, oszczędzimy ok 2,5 minuty.

***

Jeżeli chodzi o czułość, to jest ona ograniczona na początku zakresu, szczególnie dla niskoenergetycznego promieniowania. Sztabka szkła uranowego o łącznej emisji 4 µSv/h, tutaj osiąga zaledwie 0,2 µSv/h, zaś bardzo aktywny kielich z Marienbad (9 µSv/h) zaledwie 0,35 µSv/h. Podobnie wygląda sprawa z ceramiką uranową, choć wzrost wskazań jest wyższy (w nawiasie wyniki Sosny): 

• 2,70 µSv/h (50 µSv/h)
• 1,10 µSv/h (10 µSv/h)

Nietrudno zauważyć, że poniżej pewnego poziomu mocy dawki od ceramiki uranowej pomiar tym przyrządem będzie w granicach tła naturalnego. Na szczęście większość wyrobów ceramicznych generuje moc dawki beta+gamma rzędu 10-40 µSvh. Gorzej sprawa wygląda przy szkle uranowym, gdyż "gorące" egzemplarze trafiają się bardzo rzadko, większość oscyluje wokół 1 µSv/h, zahaczajac momentami o 2 µSv/h.

Lepiej za to sprawdza się Air Counter przy farbie na bazie radu, jeśli tylko jej ilość nie jest zbyt duża. Zegarki na rękę, budziki oraz tarcze czy wskazówki od nich zmierzymy bez problemu, choć wynik może zbliżać się do końca zakresu:

• zegarek Majak bez szkiełka - 6,5
• wskazówka budzika - 7,7 
• zegarek Delbana ze szkiełkiem - 0,33

Często jednak brakuje skali na końcu zakresu. Przełącznik lotniczy z małą świecącą kapsułką (12 µSv/h emisji gamma) już przekracza zakres - miernik pokazuje 9,99 µSv/h i niestety bez żadnego symbolu informującego, że jesteśmy poza skalą. Przypomnijmy, że busole Adrianowa emitują często i 15 µSv/h, zaś zegary lotnicze między 10 a 60, µSv/h, zatem tego typu źródła trzeba mierzyć z pewnej odległości, a faktyczną moc dawki obliczać z prawa odwrotnych kwadratów. 

W zakresie pomiarowym tego miernika najlepiej zmieszczą się źródła zawierające Th-232. Będą to elektrody WT-20, siateczki żarowe, obiektywy czy medaliony Quantum Pendant (w nawiasie pomiar beta+gamma oraz tylko gamma dozymetrem Sosna).

• medalion Crystal Bio Disc - 0,88-0,93 µSv/h (6,3/0,7)
• medalion Quantum - 1,58 (1,6/11,8)
• obiektyw do projektora - 3,9-4,4 µSv/h (2,15/12)
• soczewka ze szkła torowego - 5,5 µSv/h (3/27)
• siatka żarowa GL-5 - 1,2 µSv/h (0,76/20)
• elektroda WT-20 - 0,6 µSv/h (0,48/1,26)

Jak widać, w większości wypadków Air Counter mierzy swoistą mieszankę emisji gamma i silniejszego promieniowania beta. Wynik jest nieco wyższy niż pomiar samego promieniowania beta przy użyciu dozymetru z zamkniętym filtrem odcinającym emisję beta, ale znacznie mniej niż pomiar tym samym dozymetrem z całkowicie otwartym filtrem. Jest to cecha charakterystyczna praktycznie wszystkich współczesnych kieszonkowych dozymetrów, w których detektor osłonięty jest tylko przez plastik obudowy albo ma jedynie dodatkowy cienki blaszany ekran.  Temat szerzej rozwinę w osobnej notce poświęconej współczesnym trendom w konstruowaniu dozymetrów.

Wracając do naszego dozymetru, warto zwrócić uwagę na fakt, że wąska obudowa ułatwia  mierzenie w trudno dostępnych miejscach. Dozymetr możemy  włożyć do większości wazonów ze szkła uranowego czy ceramiki, uzyskując geometrię układu pomiarowego 4 pi, znacznie wydajniejszą od typowej 2 pi. Pozwala to choć częściowo zniwelować braki czułości na początku zakresu.

  

W dozymetrze zwraca uwagę brak dodatkowych funkcji. Air Counter_S nie ma sygnalizacji progowej ani pomiaru skumulowanej dawki, co mocno dziwi, jak na przyrząd służący do oceny indywidualnego narażenia na promieniowanie. Szczególnie, że miernik jest dość mały, dzięki czemu możemy go zawsze mieć przy sobie w roli osobistego dawkomierza. Jedyną dodatkową opcją jest dźwięk impulsów, który możemy wyłączyć. Przydałoby się chociażby alarmowanie głośniejszym sygnałem o przekroczeniu wartości 0,6 µSv/h, przyjętej jako graniczna wartość dla stałego przebywania ludności.

Zasilanie odbywa się z pojedynczego "paluszka" AA, dołączonego w fabrycznym zestawie. Niestety bateria ta starcza na zaledwie kilka godzin, a w moim komplecie była kompletnie martwa, dając napięcie zaledwie 0,2 V. Przy porządnym ogniwie miernik powinien pracować 60 h. Spadek napięcia zasilania sygnalizowany jest przez miganie symbolu baterii z lewej strony wyświetlacza. Zabrakło niestety procentowego wskaźnika poziomu zasilania, który pozwoliłby zorientować się, jak długo jeszcze możemy pracować. Baterię wymieniamy, przekręcając i zsuwając niebieską "skuwkę" na końcu dozymetru. 

Samo mocowanie tej pokrywki nie wygląda na dosyć pewne i obawiam się, że przy przenoszeniu miernika w kieszeni, torebce czy plecaku mogłoby się odkręcić. Końcówka tej "skuwki" jest na tyle szeroka, że możemy dozymetr postawić pionowo w sposób względnie stabilny, co jest przydatne podczas dłuższych pomiarów mocy dawki w powietrzu.

Zerknijmy jeszcze na obudowę. Miernik jest najdłuższy z miniaturowych dozymetrów dostępnych obecnie na rynku - mierzy aż 17 cm, dla porównania Soeks 112 - 12,5 cm, Rodnik 3 - 11 cm. Długa obudowa ułatwia pewny chwyt, trudniej jednak taki miernik schować w kieszeni, jest też bardziej narażony na zginanie. Osobiście bym go skrócił, zmieniając źródło zasilania na mniejsze, aby długość całego dozymetru zmniejszyć o 3-4 cm. Z drugiej strony krótki  korpus Soeksa 112 uparcie wyślizgiwał się z ręki i utrudniał manipulowanie przyciskami.

Nóżki w przedniej części dozymetru zapobiegają jego turlaniu się - czego brakowało w Soeksie 112 - ale tylko na idealnie równych powierzchniach. Brakuje dodatkowych nóżek na tylnej części, gdzie znajduje się osłona pojemnika baterii. Na parapetach i innych niezbyt wypoziomowanych płaszczyznach dozymetr będzie się przekręcał. W przedniej części korpusu znajduje się ucho do smyczy, ale przydałby się też klips, umożliwiający zaczepienie dozymetru o kieszeń czy pasek. Obudowa jest wykonana solidnie, jedynie osłona wyświetlacza wykazuje tendencje do odklejania się.

Włącznik zasilania jest na prawym boku obudowy, stąd jego obsługa lewą ręką nie jest zbyt wygodna, aczkolwiek możliwa. Preferuję jednak bardziej uniwersalne rozwiązania.

Na koniec - kwestia instrukcji. Otóż jest ona jedynie w języku japońskim i nigdzie nie można znaleźć angielskiej wersji, nawet u producenta. 

Co prawda Air Counter jest dosyć intuicyjny  w obsłudze i większość informacji można wywnioskować z ilustracji, ale do instrukcji dołączono ciekawą książeczkę z podstawowymi informacjami o promieniowaniu. Wyjaśniono w niej statystyczny charakter promieniowania, przykładowe dawki i wiele innych zagadnień, niestety treść ta dla Europejczyka nie będzie dostępna.
Całość konfekcjonowana jest w takim oto pudełku,  mieszczącym dozymetr, baterię oraz wspomnianą dokumentację:

Na tylnej ściance pudełka umieszczono też bardzo skrótową instrukcję, która jest na tyle obrazowa, że nawet laik opanuje obsługę przyrządu, jednak pewne szczegóły trudno wyczytać z obrazków.

Przyszedł czas na podsumowanie. Air Counter to tak specyficzny miernik, że trudno o jednoznaczną końcową ocenę. Czytelnik niech sam zadecyduje na podstawie przedstawionej charakterystyki przyrządu, czy jest to dozymetr odpowiedni dla jego zastosowań. 

Dozymetr osobisty GammaRae II R

Kolejna bardzo ciekawy dozymetr recenzowany przez Maćka. Mierniki scyntylacyjne nie są zbyt popularne w Polsce, zatem czym prędzej oddaję głos Autorowi:

Tym razem prezentuję dozymetr osobisty amerykańskiej firmy RAE Systems. Model ten został wycofany z oferty w 2019 r. Przeznaczony jest do rejestracji wyłącznie promieniowania gamma. Urządzenie ma wymiary 12.5x6.8x3.5cm i z dwiema bateriami AA (popularny paluszek) waży ok. 312g. Jest to konstrukcja hybrydowa wykorzystująca do detekcji promieniowania kryształ scyntylacyjny Cs(Tl) o objętości 3 cm3, który przeznaczony jest dla niższego zakresu mocy dawek oraz kompensowaną energetycznie diodę półprzewodnikową PIN dla wyższego zakresu mocy dawek (niestety producent nie podaje wartości tych zakresów; dla wersji z detektorem neutronów i mniejszym kryształem jest to 200µSv). Dozymetr jest czuły na kwanty o energiach od 60 keV do 3 MeV i rejestruje moc dawki od 0.01 µSv/h do 6 Sv/h . Czułość scyntylatora to ok. 100cps (zliczeń na sekundę) na 1µSv/h i reaguje on na zmiany poziomu promieniowania w niecałe 2 sekundy. Obudowa dozymetru pokryta jest przyjemną w dotyku gumą, jest odporna na upadki z wysokości do 1.5 m, jest też pyło- i cieczoszczelna w klasie IP67*. Dozymetr może pracować w temperaturach od -20 do 50 st. C.

Na górnej ściance znajdują się: 

• Monochromatyczny wyświetlacz LCD o wymiarach 30.5x19 mm
• Alarmowe diody LED i czujnik oświetlenia dla trybu automatycznego podświetlenia

Na przedniej ściance znajdują się:

• Przyciski MODE i SET służące do obsługi
• Głośnik w kształcie „koniczynki”
• Logo producenta

Na bocznej ściance znajduje się pokrywka komory dwóch baterii AA przykręcana śrubką.

Opisywany egzemplarz to tzw. „leżak magazynowy” kupiony na portalu Ebay. W zestawie znajduje się dozymetr, klips do paska, łańcuszek na nadgarstek, klucz imbusowy do odkręcania pokrywki baterii, instrukcja i płyta z oprogramowaniem.

Po włączeniu przez kilkadziesiąt sekund dozymetr sprawdza poprawność działania poszczególnych podzespołów oraz dokonuje „kalibracji” w oparciu o promieniowanie tła. Następnie pojawia się ekran z wartością pomiaru i symbolami graficznymi informującymi o statusie urządzenia. Konfiguracji można dokonywać z poziomu menu lub korzystając z dołączonego oprogramowania. Komunikacja z komputerem odbywa się poprzez Bluetooth. Można ustawiać m.in. wyświetlane jednostki (µR, µSv, cps), progi alarmowe, włączać w dowolnej konfiguracji alarmy spośród trzech typów (dźwiękowy, świetlny, wibracyjny), obracać widok ekranu w zależności jak trzymany jest dozymetr, podświetlenie, czas i datę. 

Alarmy można ustawić dla m.in. niskiej/wysokiej mocy dawki, otrzymanej dawki, przekroczenia krotności poziomu tła. W trybie wyświetlania przyjętej dawki jesteśmy dodatkowo informowani jak długo bezpiecznie możemy przebywać w danych warunkach. Dozymetr może również rejestrować pomiary w zadanych odstępach czasu (1-3600 s) w sposób ciągły lub po przekroczeniu wartości alarmowej. Wbudowana pamięć pozwala na rejestrację 30000 pomiarów, a po jej zapełnieniu zapis może zostać wstrzymany lub kontynuowany poprzez nadpisywanie najstarszych wartości. Czas pracy na dwóch bateriach alkalicznych w zależności od konfiguracji wynosi do 600 godzin. Mnie na pierwszym komplecie przy dość intensywnym początkowym testowaniu udało się osiągnąć równe 3 tygodnie (500 godzin).

Jeśli chodzi o pomiary to dozymetr nie reaguje na ameryk z czujki dymu i bardzo słabo nawet na wysoko aktywne szkło uranowe. Natomiast błyskawicznie reaguje na farbę radową czy koszulki Auera.

Miernik ze względu na czułość znakomicie nadaje się do poszukiwania lub ostrzegania przed źródłami promieniotwórczymi i szybkich, dokładnych pomiarów zwłaszcza niższych poziomów mocy dawek. Rozmiar i waga mogą zniechęcić niektórych do noszenia go na co dzień. Do wszystkomającego ideału zabrakło mu czułości na niższe energie, np. od 30-35 keV oraz funkcji identyfikacji mierzonych źródeł.

Na deser GammaRae II R w otoczeniu rówieśników oraz starszych kolegów:

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

* klasa ta oznacza: 6 - całkowitą ochronę przed kurzem, 7 -  odporność na zanurzenie w wodzie do głębokości 1 m [LINK], ale tylko przez czas krótszy niż pół godziny [LINK], jeżeli urządzenie ma być używane dłuższy czas pod wodą, konieczna jest klasa IP-68 [przyp. red.]

Dozymetr osobisty DMC2000XB

Kolejna recenzja autorstwa Maćka, oddaję głos Autorowi:

Jest to najbardziej zaawansowany dozymetr osobisty z serii „2000” będący w ofercie francuskiej firmy Mirion Technologies/MGP Instruments w latach 1998-2018. Przeznaczony jest dla pracowników przemysłu, energetyki i medycyny nuklearnej. Może pracować w trybie autonomicznym lub zespołowym wraz z czytnikami i oprogramowaniem umożliwiającym zaawansowaną konfigurację i zarządzanie zarejestrowanymi danymi. Jego wymiary to: 86.5x48x17mm, a waga to zaledwie 56 g. Konstrukcja jest odporna na wstrząsy i upadki. Dozymetr za pomocą diody krzemowej wykrywa promieniowanie gamma i X w zakresie 20 keV - 6 MeV oraz beta w zakresie 60 keV - 3.5 MeV. Dokonuje pomiaru równoważnika dawki pochłoniętej głębokiej w standardzie Hp(10) oraz powierzchniowej Hp(0.07) w zakresie od 1 µSv do 10 Sv oraz równoważników mocy dawek od 0.1 µSv/h do 10 Sv/h (UWAGA: wyświetlane są wartości dopiero od 0.01 mSv/h). Obsługa i konfiguracja wygląda analogicznie jak w omawianym wcześniej dozymetrze SOR/T. Największe różnice to brak aż tak wzmocnionej konstrukcji oraz dodatkowa obecność sygnalizacji optycznej i możliwość skonfigurowania aż 8 progów alarmowych.

Na górnej ściance urządzenia znajdują się:

• wyświetlacz LCD
• dioda sygnalizująca

Na przedniej ściance znajdują się:

• złącze elektroniczne umożliwiające m.in. połączenie z czytnikiem, sondą zewnętrzną lub kontrolę napięcia baterii za pomocą woltomierza
• brzęczyk alarmujący o przekroczeniu wartości progowych, sygnalizujący zwiększenie pochłoniętej dawki o ustaloną wartość lub informujący o wyczerpującej się baterii
• okienko detektora promieniowania beta (jest delikatne więc należy obchodzić się w miarę ostrożnie)
• wytłoczony symbol „+”nad okienkiem, wskazujący położenie detektora gamma wewnątrz obudowy

Na tylnej ściance znajdują się:

• klips do paska
• komora baterii guzikowej CR2450 o napięciu 3V z zakręcaną pokrywką (ciągły czas pracy to ok. 6 miesięcy, ze względów konstrukcyjnych zalecane są baterie firmy Renata lub Toshiba).

Wnętrze wersji DMC2000S wygląda tak, wersja XB niewiele się różni:

Opisywany egzemplarz pochodzi z brytyjskiego rynku wtórnego (portal aukcyjny Ebay). Model wydaje się ciekawy ze względów kolekcjonerskich/hobbystycznych głównie z uwagi na bardzo szeroki zakres energetyczny, zwłaszcza jego dolną część i rejestrację zarówno promieniowania gamma i beta, co w urządzeniach tego typu nie jest częste. Różnice we wskazaniach w stosunku do najbardziej powszechnych mierników widać od razu. Przykładowy pomiar szkła uranowego, za pomocą np. Sosny, RKS107, Gamma Scout daje 4.5-9.5 µSv/h, natomiast DMC2000XB przy bezpośrednim kontakcie z okienkiem pomiarowym daje odczyty mocy dawki Hp(0.07) na poziomie 0.01-0.02 mSv/h z czasowymi skokami nawet do 0.04 mSv/h, a wyznaczona moc dawki na podstawie dawki pochłoniętej po kilku godzinach wyniosła 0.016 mSv/h. Wyświetlanie mocy dawki dopiero od 0.01  mSv/h i kilkudziesięciosekundowy czas oczekiwania na pierwszy wynik/aktualizację (przynajmniej dla niezbyt mocnych źródeł) ogranicza jednak jego zastosowanie. Pozostałe wady i zalety są analogiczne jak w dozymetrze SOR/T.

Smart Geiger - dozymetr w telefonie! [TEST]

Wreszcie udało mi się nabyć egzemplarz, który współpracuje z moim telefonem Sony Xperia i Samsung Galaxy.

 ***

LICZNIK DO NABYCIA [TUTAJ] - POWOŁAJ SIĘ NA MÓJ BLOG, A OTRZYMASZ WYSYŁKĘ GRATIS :)

 ***

 Poprzednie walki z wersją miernika o czerwonej obudowie omówiłem TUTAJ. Teraz skupię się na prezentowanym egzemplarzu, również wyprodukowanym przez FT Lab, tyle że w czarnej obudowie i bez oznaczenia FSG-001 na korpusie.

Miernik jest detektorem półprzewodnikowym, waży 6 g, ma średnicę 10 mm , długość 30 mm (z wtyczką 47 mm), zakres pomiarowy od 0.1 do 200 µSv/h, błąd pomiaru < +/- 30% , pomiar promieniowania gamma i rentgenowskiego (w rzeczywistości również odpowiednio mocnej emisji beta). Deklarowany zakres pomiarowy zawiera się między tłem naturalnym (0.1 µSv/h = 0.010 mR/h) a górnym zakresem w dozymetrze Polaron (200 µSv/h = 20 mR/h, najmocniejsze zegary lotnicze osiągały prawie 70 µSv/h czyli 7 mR/h czyli raczej zakresu nie przekroczymy tak łatwo).

Jeżeli chodzi o czułość miernika, to jest ona bardzo dobra, nie licząc najsłabszych źródeł o aktywności 3-10 cps mierzonej monitorem EKO-C (granit, związki potasu, szkło uranowe z uranu zubożonego). Miernik reaguje na obiektyw Biometar 2.8/80 z dodatkiem toru (20 cps), torowaną elektrodę TIG fi 3 mm (14 cps) i typowe szkło uranowe (20 cps), choć przy szkle dużo zależy od kąta przyłożenia - najlepiej miernik przykładać końcówką, prostopadle do mierzonego obiektu. Przy przykładaniu bokiem czułość jest dużo niższa nawet dla silnych źródeł. Słabsze źródła powodują oczywiście dłuższy czas reakcji SmartGeigera (ok. 10-15 s) niż źródła silne, na które miernik reaguje natychmiast. Ceramika uranowa (150 cps) powoduje momentalny wzrost wskazań, że o farbie świecącej z kompasów nie wspomnę. Zauważyłem też, że szkło uranowe, nawet to bardziej aktywne (50 cps) wykazuje dużą zmienność mierzonej aktywności, wywołaną nieregularnymi kształtami wyrobów szklanych (np. nóżek od kielichów). Ten sam przedmiot mógł wywołać raz gwałtowny skok wyniku, innym razem brak wskazań lub ich nieznaczny wzrost. Oczywiście pamiętajmy o niewielkiej energii promieniowania uranu i jego silnym tłumieniu nawet przez cienką obudowę miernika. Przy pomiarze promieniowania tła czasem zdarzają się skoki do 0.31 µSv/h albo i więcej, choć w pobliżu nie znajdują się dodatkowe źródła promieniowania. Również dotknięcie czujnika czy manipulowanie nim może powodować taki "skok" z racji dodatkowych impulsów na stykach złącza słuchawkowego.

Z kolei przy silnych źródłach (farba świecąca) miernik czasem przeszacowuje wynik, podając np. dla wskazówki z kompasu Adrianowa aż 100 µSv/h, choć faktyczna moc dawki, nawet przy uwzględnieniu łącznej emisji gamma i beta, jest sporo niższa (10 µSv/h). Poniżej test na zegarkach i innych mocniejszych artefaktach:

Oprócz promieniowania gamma miernik mierzy też emisję beta, szczególnie tą silną, np. od kontrolek z wojskowych rentgenoradiometrów i tu również wynik wydaje się być zawyżony. Na filmie dwa telefony i dwie wersje miernika - czerwona i czarna:

Aplikacja SmartGeiger posiada kołowy wskaźnik mocy dawki, w którym poszczególne kolory oznaczają bezpieczny, podwyższony i niebezpieczny poziom promieniowania (żółty, pomarańczowy, czerwony). Pośrodku koła wyświetlana jest moc dawki w µSv/h. Dodatkowo ekran błyska na czerwono przy skoku dawki, trochę jak w strzelankach FFP gdy oberwiemy  ;) Cenną funkcją jest robienie screenshotów podczas pomiaru:

W czasie pracy telefonu z włączoną aplikacją SmartGeiger nie zauważyłem szybszego rozładowania baterii. Producent co prawda zaleca przejście w tryb samolotowy, wyłączenie WiFi i komórkowej transmisji danych, ale nie zaobserwowałem, by miało to wpływ na dokładność pomiaru, a oszczędza dodatkowych manipulacji. Również auto-kalibracja przed pracą zwykle nie jest konieczna, producent zaleca ją w razie nienormalnych wskazań.

Przychodzi czas na podsumowanie - czy warto? Moim zdaniem tak, miernik jest bardzo mały, można go mieć zawsze ze sobą, a parafrazując znane przysłowie "lepszy SmartGeiger w garści niż Polaron w szufladzie". W wielu przypadkach najlepszy dozymetr to ten, który mamy przy sobie - a ten miniaturowy breloczek zawsze możemy mieć ze sobą, tak samo jak telefon, klucze i dokumenty. Trudno wszędzie chodzić z Polaronem czy nawet Biełłą. Oczywiście miernik ma pewne niedogodności, ale nie jest to laboratoryjny radiometr, tylko podręczny indykator pozwalający szybko oszacować moc dawki czy aktywność danego artefaktu. Już widzę tych wszystkich mądralińskich, jak na targ staroci noszą RUST-3 z sondą licznikową albo scyntylacyjną...