Miedziany trójkąt z glazurą uranową

Z glazurą uranową do niedawna spotykałem się jedynie na naczyniach ceramicznych. Dopiero w zeszłym roku pojawiła się miedziana plakietka z wyobrażeniem rycerza, która w jednym miejscu wykazywała znaczny wzrost aktywności, z wyraźnie wykrywalną obecnością cząstek alfa [LINK]. Niedawno zaś, podczas testów radiometru RK-100, znalazłem ten oto trójkąt. Moją uwagę przykuły pomarańczowe zdobienia, choć ich odcień był zbyt jaskrawy jak na glazurę uranową, dozymetr jednak zarejestrował natychmiastowy wzrost wskazań.

Brązowa glazura uranowa

Glazura uranowa występuje najczęściej w barwie pomarańczowej, znacznie rzadziej żółtej, a wyjątkowo rzadko zielonej czy czarnej [LINK]. Ten ostatni kolor pojawia się praktycznie tylko na porcelanie elektrotechnicznej, choć są wyjątki, jak komplet kieliszków do jajek omawianych niedawno [LINK]. Barwa glazury zależy od stężenia jonów dwuuranianowych: żółta powstaje przy najniższym, pomarańczowa przy umiarkowanym, zaś czarna przy najwyższym. W literaturze spotkałem się z informacją o uranowej glazurze brązowej, jednak do tej pory nie natrafiłem na żadne egzemplarze, choć obecnie sprawdzam absolutnie wszystkie przedmioty ceramiczne na "skorupowych" stoiskach, po prostu "skanując" kartony dozymetrem. Kolor brązowy występuje na ceramice bardzo często, niestety zwykle są to pospolite wyroby niezawierające uranu, jak chociażby produkty Mirostowickich Zakładów Ceramicznych w Mirostowicach Dolnych. 

W końcu jednak pojawił się ten oto wyrób - podstawka na jajka w kształcie ślimaka. Aktywność wykazuje tylko ciemnobrązowa glazura na zewnątrz, jaśniejsza od spodu nie przekracza tła. Wymiary 7x 5,3 cm:

Dozymetr DBG-06T

Przyrząd ten należy do całej serii radzieckich, rosyjskich i ukraińskich dozymetrów promieniowania gamma o bardzo szerokim zakresie pomiarowym:

• DRG-06T
• DRG-01T1
• DBG-06T
• MKS-151

Wszystkie te przyrządy wyróżniają się masywną metalową obudową, pracą w dwóch trybach („izmier” i „poisk”) oraz typowym drobnym wyświetlaczem LCD znanym z „Biełły”, ale za to podświetlanym żaróweczką. Dwa pierwsze modele miały ogromny zakres aż do 100 R/h (1 Sv/h) dzięki kombinacji 4 liczników SBM-20 oraz 2 szklanych SI-34G, natomiast omawiany tutaj DBG-06T ma jedynie 4 liczniki SBM-20 i zakres „tylko” do 100 mR/h (1000 µSv/h).

Od lewej: DRG-01T, DRG-01T1, DBG-06T, MKS-151

Miernik był produkowany przez Centralne Stowarzyszenie Badawczo-Produkcyjne „Leniniec” w Leningradzie. Stosowany był w ochronie radiologicznej. Z tego co udało mi się wyczytać na forum RHBZ, często pracował w parze z radiometrem scyntylacyjnym SRP-68, który służył do poszukiwania źródeł promieniowania, zaś DBG-06T mierzył moc dawki "do protokołu". W ten sposób poszukiwano źródeł promieniowania np. w muzeach, znajdując głównie wyroby z radową farbą świecącą.

Sonda powierzchniowa SGB-3P

Sonda powierzchniowa SGB-3P jest „starszą siostrą” omawianej niedawno SGB-1P [LINK]. Podobnie jak ona służy do pomiaru aktywności emiterów promieniowania beta i gamma, ale zamiast 3 liczników G-M ma aż 6, co przekłada się na dwa razy większą łączną powierzchnię czynną - 300 cm2. 

Sonda była produkowana przez ZZUJ „Polon” wraz z innymi konstrukcjami serii SGB, SSU i SSA, wprowadzonymi pod koniec lat 60. i współpracującymi z radiometrami RUST i URL. Wykonano zaledwie 200 egzemplarzy, zatem bardzo rzadko pojawia się na rynku, w przeciwieństwie do SGB-1P (2000 szt.), stanowiącej „podstawowe” wyposażenie RUST-2 i RUST-3.

Dozymetr Atomtex MKS AT6130

Białoruska firma Atomtex oferuje nowoczesne dozymetry i spektrometry do użytku profesjonalnego.  Jednym z nich jest kieszonkowy AT6130, który występuje w 3 wersjach:

• AT6130 - pomiar promieniowania beta (300 keV - 3,5 MeV) i gamma (20 keV - 3 MeV), port IrDa
• AT6130A - pomiar tylko promieniowania gamma (60 keV - 3 MeV)
• AT6130B - pomiar tylko promieniowania gamma (60 keV - 3 MeV), port IrDa

Prezentowany model AT6130 ma najszersze możliwości pomiarowe i jest najbardziej przydatny dla dozymetrysty amatora.

Przyrząd mierzy moc dawki promieniowania gamma o energii od 20 keV do 3,5 MeV oraz strumień cząstek beta od 300 keV  do 3,5 MeV. Detektorem jest okienkowy licznik G-M typu Beta-1, znany z MKS-01SA1M i RadiaScan 701A. Niestety jego okienko przykryto cienką metalizowaną folią, która odcina cząstki alfa i najsłabsze beta. 

Dozymetry produkowane po Czarnobylu - podsumowanie

Właśnie opublikowałem swój drugi artykuł w Postępach Techniki Jądrowej. Pierwszy dotyczył rozwiązań konstrukcyjnych stosowanych we współczesnych dozymetrach do użytku popularnego [LINK]. Teraz podjąłem próbę podsumowania i usystematyzowania całej radzieckiej i postradzieckiej produkcji sprzętu dozymetrycznego dla ludności, jaka miała miejsce po katastrofie w Czarnobylu. Produkowane wówczas przyrządy podzieliłem na 3 grupy (indykatory, dozymetry, radiometry), a następnie omówiłem każdą z nich wraz z przedstawieniem najważniejszych przykładów. Niektóre z przyrządów omówiłem szerzej, gdyż do dziś zachowują wysokie walory użytkowe, szczególnie dla dozymetrysty-amatora. W przypadku innych zwróciłem uwagę na absurdalne rozwiązania konstrukcyjne, przypominające wszystkie dowcipy o radzieckiej nauce. Artykuł jest ilustrowany autorskimi zdjęciami, niestety do rzadszych przyrządów nie miałem fotografii, które mógłbym opublikować, dodałem więc jedynie odnośniki do stron kolekcjonerów, głównie z Rosji.

Radiometr RK-100

Firma Polon-Alfa z Bydgoszczy wywodzi się ze Zjednoczonych Zakładów Urządzeń Jądrowych „Polon”, głównego krajowego producenta sprzętu dozymetrycznego od lat 70. aż do początku 90. W swojej ofercie ma profesjonalne mierniki promieniowania, stosowane głównie w ochronie radiologicznej, a także aparaturę sygnalizacji pożarowej i systemy detekcji gazów. Współczesne wyroby tej firmy dość rzadko pojawiają się na rynku wtórnym, ostatnio jednak udało mi się nabyć prezentowany tutaj radiometr RK-100-2.

 

Fot. Polon Alfa - https://www.polon-alfa.pl/pl/products/1973/RK-100-2

Przyrząd składa się z pulpitu z wbudowanym miniaturowym licznikiem G-M do pomiaru mocy dawki promieniowania gamma oraz dołączanej sondy z licznikiem okienkowym do pomiaru aktywności skażeń alfa, beta i gamma.

Dozymetr SDR-2

Mam przyjemność zaprezentować kolejny dozymetr skonstruowany przez Karola, autora m.in. radiometrów UDR-1, UDR-2. UDAR-1, SCMD i SCM-2. Jest to kompaktowy (67x61x32mm licząc z włącznikiem) i lekki (90 g) miernik promieniowania gamma.

Detektorem promieniowania jest miniaturowy licznik G-M typu 3G88 XERAM, zapewniający zakres pomiarowy od 1 µGy/h do ok. 10 mGy/h z dokładnością do 1 µGv/h. 

Dozymetr Radex Obsidian

Recenzję tego dozymetru planowałem opublikować 25 lutego. Dzień wcześniej Rosja napadła na Ukrainę, zajmując m.in. teren Czarnobylskiej Strefy Wykluczenia. Musiałem więc szybko zająć się zwalczaniem dezinformacji i objawów paniki, gdyż ludzie już zaczęli masowo wykupywać płyn Lugola, którym mogliby sobie tylko zaszkodzić. Następnie prowadziłem bieżące pomiary promieniowania, aby potwierdzić brak jakiegokolwiek powodu do paniki, i udzielałem konsultacji osobom planującym zakup dozymetru. Jednocześnie oboje wraz z Żoną wspieraliśmy zbiórki na rzecz uchodźców z Ukrainy. Wprowadziłem też bojkot rosyjskich przyrządów dozymetrycznych, które przestały pojawiać się na moich profilach, choć nadal używam ich do bieżących pomiarów. Wahałem się więc, czy publikować ponownie recenzję Obsidiana, czy pozwolić jej zniknąć między starszymi postami. Z drugiej strony jej przygotowanie zajęło mi dużo czasu, a miernik jest ciekawą, oryginalną konstrukcją. Obecnie i tak zakup czegokolwiek z Rosji nie jest obecnie możliwy, zaś w przyszłości powinien rodzić zastrzeżenia etyczne z powodu licznych rosyjskich zbrodni wojennych w Ukrainie. Tekst więc umieszczam, jednocześnie zalecając nieuleganie dozymetrycznej panice [LINK] - pieniądze na zakup dozymetru lepiej wydać na pomoc Ukraińcom.

***

Firma Quarta-Rad jest jednym z wiodących rosyjskich producentów sprzętu dozymetrycznego. W swej ofercie ma głównie przyrządy wykorzystujące licznik G-M, z których niektóre były omawiane na blogu:

• Radex RD-1008
• Radex RD-1212
• Radex RD-1503
• Radex RD-1706
• Radex One

Quarta-Rad oferuje również miniaturowy dozymetr z detektorem scyntylacyjnym, nazwany Radex Obsidian:

Jaki dozymetr wybrać - w skrócie

Atak Rosji na Ukrainę, poza zajęciem Czarnobylskiej Strefy Wykluczenia, przyniósł w ostatnich dniach ostrzał elektrowni jądrowej w Zaporożu i pożar budynku szkoleniowego na jej terenie, który na szczęście został już ugaszony. 

https://wiadomosci.gazeta.pl/wiadomosci/7,114881,28183144,wojna-w-ukrainie-pozar-na-terenie-zaporoskiej-elektrowni-jadrowej.html

Jak do tej pory nie ma na terenie Polski zagrożenia radiologicznego, o czym pisałem również w poprzednim wpisie. Mimo to obserwuję w ciągu ostatniego tygodnia zwiększone zainteresowanie sprzętem dozymetrycznym. Moje stare ogłoszenie z dozymetrem Terra-P sprzedanym pół roku temu nadal wyświetla się w Google i otrzymałem już 11 zapytań.

Dozymetr Inspector Alert

Dozymetr ten wyprodukowany został przez amerykańską firmę International Medcom Inc (IMI), założoną w 1986 r. i specjalizującą się w sprzęcie ochrony radiologicznej. Całość produktów firmy to:

• Radalert 100X z miniaturowym licznikiem okienkowym LND-712 i alarmem progowym
• Rad 100 z miniaturowym licznikiem okienkowym LND-712
• Inspector Alert v2 z licznikiem okienkowym LND-7317
• Inspector Alert BLE z licznikiem okienkowym LND-7317 i łącznością Bluetooth
• Inspector Alert EXP z licznikiem okienkowym LND-7317 w sondzie zewnętrznej, już nieprodukowany
• Onyx – miniaturowy dozymetr z licznikiem okienkowym LND-7317

Dozymetry z tej serii produkowane były też przez firmę S.E. International Inc., która nadal rozwija kolejne modele, np. Radiation Alert Ranger, Ranger EXP z sondą zewnętrzną, Monitor 200 i Monitor 1000EC.  

Prezentowany miernik to starsza wersja przyrządu Inspector Alert z 1996 r., obecnie w ofercie jest już Inspector Alert v2. Obsługa obu modeli jest taka sama, a różnice są drugorzędne, najbardziej widoczne są czarne etykietki zamiast niebieskich.

Rosyjski atak na Ukrainę

Od czwartku 24 lutego trwa atak Rosji na terytorium Ukrainy. Ukraińcy stawiają zaciekły opór, w czym szczerze im kibicuję. Niestety w toku walk Rosjanie zajęli teren Czarnobylskiej Strefy Wykluczenia wraz z nieczynną elektrownią jądrową, której personel został zakładnikami. Niedługo później zarejestrowano również podwyższony poziom promieniowania w Strefie. Wartości podawano w nanosiwertach: z 3090 do 65000 nSv/h, co potęgowało panikę, choć w mikrosiwertach nie wygląda to już aż tak groźnie: z 3,09 µSv/h do 65 µSv/h. 

Źródło 

Spowodowało to lawinę fake newsów i objawy paniki w Polsce, m.in. wykupywanie płynu Lugola w aptekach. 

Miedziana plakietka z glazurą uranową

Prowadzenie poszukiwań metodą „na przyrządy” pozwala wykryć obiekty, które zwykle są pomijane z racji niepozornego wyglądu lub ukrycia w gąszczu innych przedmiotów na targach. Przykładem może być ta oto plakietka, wykonana z blachy miedzianej o wymiarach 98x114 mm. Nie spodziewałem się glazury uranowej na wyrobach metalowych, jednak wzrost wskazań „żelazka” był jednoznaczny. 

Po zakupie przystąpiłem do dokładnych badań. Początkowo podejrzewałem, że aktywność wykazuje żółta glazura na płaszczu i pasie wizerunku rycerza, ale sonda UABG-1 z miniaturowym licznikiem okienkowym tego nie potwierdziła. Nie były aktywne również inne elementy samej figury rycerza, zacząłem więc badać tło, w końcu odczyt skądś musiał się brać. Dokładne pomiary stwierdziły obecność promieniowania tylko na jednym narożniku plakietki, gdzie emalia jest wyraźnie jaśniejsza. Wziąłem więc MKS-01SA1M i prowadziłem pomiary w różnych punktach na obwodzie plakietki, za każdym razem czekając na osiągnięcie dokładności 10%. Wyniki pomiarów łącznej emisji alfa+beta+gamma w trybie "alfa", wyrażone rozpadach na minutę z centymetra kwadratowego, przedstawiają się następująco (tło 35 rozp/min/cm2):

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.

Richard Rhodes - Jak powstała bomba atomowa

Gdy dostałem tą książkę, spodziewałem się paru stron wstępu z podstawami fizyki jądrowej oraz najważniejszymi odkryciami „od Skłodowskiej do Fermiego” przy położeniu głównego nacisku na Projekt Manhattan i ewentualnie dalszy wyścig zbrojeń. Publikacja tymczasem sprawiła mi dużą niespodziankę, ukazując na pierwszych 300 stronach historię odkryć, które umożliwiły w ogóle myślenie o broni jądrowej. Mamy przedstawioną całą plejadę wybitnych badaczy ze szczególnym uwzględnieniem Szilarda, Einsteina, Rutherforda, Oppenheimera i Bohra, w dodatku osadzonych w kontekście historycznym. Dowiemy się również o przebiegu I wojny światowej z całym jej morderczym arsenałem broni, od karabinów maszynowych po gazy bojowe, a także o genezie niemieckiego nazizmu i jego wpływie na życie naukowe. Całość okraszona licznymi szczegółami mniej lub bardziej związanymi z tematem, np. opisem ataku na Pearl Harbor, wysadzenia fabryki ciężkiej wody Norsk Hydro, bombardowań Niemiec i Japonii bombami zapalającymi czy zależnością koloru glazury uranowej od stężenia jonów uranowych. Takie „smaczki” ubarwiają lekturę, która bez tego i tak wciąga, choć wymaga absolutnego skupienia i pewnej podstawowej wiedzy z fizyki. Nieco mniej ciekawe były dla mnie administracyjne przepychanki i zmiany organizacyjne różnych komitetów nadzorujących prace, zanim całość zebrano w Projekt Manhattan. Nie zabrakło oczywiście aspektu moralnego prac nad bombą atomową oraz jej użycia, szczególnie przeciwko ludności cywilnej. Sporą część pracy stanowią rozważania o zmianach w świecie, jakie wywoła pojawienie się bomb jądrowych i konieczności stworzenia systemu międzynarodowej kontroli przemysłu nuklearnego. Zasady odstraszania oraz wzajemnego gwarantowanego zniszczenia były rozważane przez naukowców, zanim jeszcze powstały dokładniejsze koncepcje budowy bomby atomowej i jej zastosowania.

Jednostki pomiaru promieniowania

Zostałem poproszony o przedstawienie zestawienia wszystkich jednostek stosowanych przy pomiarach promieniowania jonizującego wraz z przelicznikami. Zanim jednak zacznę, przypomnę podstawowe pojęcia w dozymetrii, jakimi są dawka i moc dawki.

Dawka oznacza sumę skutków wywołanych przez promieniowanie w danej objętości ośrodka. Z kolei moc dawki to prędkość, z jaką dawka jest przyjmowana. Najbardziej obrazowo można to porównać do objętości i prędkości przepływu. Kufel piwa (0,5 l) możemy wypić "na hejnał" albo sączyć przez godzinę. W obu wypadkach wypijemy tyle samo piwa, czyli przyjmiemy taką samą dawkę, jednak z różną prędkością (mocą dawki). Inny też będzie skutek, zarówno w przypadku piwa, jak i promieniowania, ale o tym za chwilę.

***

Warto zapamiętać, że gdy mówimy o dawce, zwykle odnosi się ona do jakiegoś czasu. Może to być rok, dzień, przelot samolotem, badanie diagnostyczne, czas trwania akcji ratowniczej, sesja radioterapii itp. Generalnie dawkę stosuje się do dłuższych odcinków czasu lub jeśli chcemy oszacować skutki napromieniowania na skutek przyjęcia określonej "porcji" promieniowania. W językach obcych określana jest jako ang. dose, niem. Dosis, ros. doza.

Z kolei moc dawki oznacza szybkość przyjmowania dawki promieniowania i wyrażana jest w jednostkach dawki (R, Sv) podzielonych na jednostkę czasu, zwykle godzinę, rzadziej sekundę. Obie wielkości są od siebie zależne - przy mocy dawki od tła naturalnego rzędu 0,3 µSv/h otrzymamy przez rok 2628 µSv (2,628 mSv), zaś otrzymawszy w czasie 5 godzin lotu dawkę 22,5 µSv możemy obliczyć moc dawki, jaka panowała na pokładzie samolotu - 4,5 µSv/h. Moc dawki wykazuje zawsze pewne wahania, wynikające ze statystycznego charakteru promieniowania - rozpady promieniotwórcze następują w sposób losowy, ze zmienną (nieznacznie) częstotliwością. Używając naszej piwnej analogii, każdy łyk piwa różni się objętością, czasem zdarzy się łyk podwójny, a czasem tylko symboliczny. Często więc łatwiej mierzyć łączną dawkę, niż śledzić ciągłe wahania mocy dawki. Inną analogią będzie deszcz padający ze zmienną intensywnością, ale dający w ciągu doby określony łączny opad w litrach na metr kwadratowy albo w ciągu roku, wyrażony w litrach. 

Dozymetr RadiaScan 701A

Firma RadiaScan (https://radiascan.com/) produkuje wysokiej klasy dozymetry, zarówno scyntylacyjne (RadiaCode 101), jak również z licznikiem G-M, do których zalicza się prezentowany tutaj RadiaScan 701A. Przyrząd ten należy do całej serii urządzeń:

• RadiaScan 501 – czuły na promieniowanie gamma i silniejsze beta
• RadiaScan 601 – czuły tylko na promieniowanie gamma, za to z zakresem rozszerzonym aż do 3 Sv/h
• RadiaScan 701 – czuły na promieniowanie gamma, beta i silniejsze alfa
• RadiaScan 801 – j.w., tylko z profesjonalnym wzorcowaniem

Wszystkie te przyrządy występują w odmianie „A” czyli z możliwością ładowania akumulatorków bezpośrednio w przyrządzie przez port mini-USB. 

RadiaScan 701A jest kieszonkowym radiometrem-dozymetrem promieniowania alfa, beta i gamma, wykorzystującym okienkowy licznik Beta-1-1, znany choćby z MKS-01SA1M. 

Beta-1-1 wykrywa promieniowanie gamma o energii od 65 keV do 3 MeV, beta od 50 keV, zaś czułość na promieniowanie alfa nie jest podana w specyfikacji, producent potwierdza jednak wykrywanie cząstek alfa ameryku-241 i plutonu-238 oraz 239. Licznik osłonięty jest zdejmowaną klapką, której jedna strona ma metalową wkładkę i odcina promieniowanie beta, zaś druga, wykonana tylko z cienkiego plastiku, eliminuje jedynie promieniowanie alfa:

O atomie słów parę

Przekonanie, że świat składa się z atomów, sięga aż starożytności. Po raz pierwszy sformułował je Leucyp (Leukippos) z Miletu w V w. p.n.e., jednak przeważająca część pism tego filozofa zaginęła. Musimy więc posiłkować się pismami ucznia Leucypa, Demokryta z Abdery. Teoria atomistyczna następnie była rozwijana przez Epikura (341-271 p.n.e.). Atomy uważano wówczas za:

1. małe
2. niepodzielne
3. niezmienne
4. nieprzenikliwe
5. różnią się rozmiarami i kształtem
6. otoczone próżnią
7. znajdujące się w wiecznym ruchu
8. właściwości ciał zależą od rodzaju tworzących je atomów i ich rozmieszczenia:
1. substancje twarde - atomy ułożone gęsto, miękkie - luźno
2. słodki smak - gładkie atomy
3. pozostałe smaki - ostre, nierówne atomy
9. istnienie jest skupieniem atomów, a śmierć rozproszeniem.

Teoria ta nie miała ścisłych podstaw eksperymentalnych, a jedynie filozoficzne, poparte prostymi obserwacjami przyrody. Mimo to, z pewnymi zastrzeżeniami (pkt. 2 i 3), niektóre założenia są nadal aktualne (pkt. 1, 5, 7 i częściowo 8). Atomy początkowo uważano za niepodzielne, czyli niemożliwe do rozbicia na mniejsze całości. Stąd też  ich nazwa, wywodząca się od gr. atomos. Miała ona również odbicie w języku polskim - wybitny polski chemik Ursinus Leopolita ze Lwowa (XIV w.) nazwał je „niesiekomymi”, czyli niedającymi się dzielić ("siekać"). Jak się jednak miało okazać na przełomie XIX i XX w., atomy mogą zarówno mogą się zmieniać jeden w drugi, jak również i dzielić - ale nie wyprzedzajmy faktów. 

Jak zrobić domek osłonny obniżający tło?

Domki osłonne, zwane też domkami pomiarowymi, stosowane są przy pomiarach małych aktywności oraz spektrometrii promieniowania gamma. W obu przypadkach służą do obniżenia wpływu promieniowania tła naturalnego, które przy małych aktywnościach byłoby silniejsze niż promieniowanie pochodzące z próbki, zaś przy spektrometrii wprowadzałoby dodatkowe piki zaciemniające obraz. Promieniowanie tła pochodzi zarówno z kosmosu, jak również z naturalnych i sztucznych radionuklidów obecnych w skorupie ziemskiej.

Domki osłonne najczęściej wykonuje się z ołowiu, stąd potoczna nazwa „domek ołowiany”. Ołów  jako materiał osłonny ma niewątpliwą zaletę w postaci dużego ciężaru właściwego (11,35 g/cm3), przekładającego się na wysoką krotność osłabienia promieniowania. Zaletą jest też niska temperatura topnienia (327 st. C), pozwalająca na odlewanie dowolnych kształtów nawet w warunkach domowych. Metal ten jest miękki, daje się więc łatwo formować: ciąć, zwijać, wyginać, kuć, wiercić bez użycia dużej siły. Niestety ma też wady. Przede wszystkim jest trujący, zarówno przy narażeniu przez skórę, jak i drogą oddechową, w tym przy wdychaniu oparów podczas topienia. Ma też porowatą strukturę, wychwytującą zanieczyszczenia i skażenia, trudną zaś do dekontaminacji. I wreszcie ostatnia kwestia, czyli cena. Obecnie koszt 1 kg ołowiu to ok. 30 zł. Do budowy domku pomiarowego nadaje się ołów w każdej postaci, jednak jeśli chcemy oszczędzić sobie topienia, mamy do wyboru:

• kulki o następujących średnicach i masie nasypowej, wszystkie po 850 zł za 25 kg:
• 2,5 mm – 6-7 kg/l (OFERTA)
• 6,2 mm – 7,5 kg/l (OFERTA)
• 8 mm – 7,5 kg/l (OFERTA)
• blacha o następujących grubościach
• 0,5 mm – 110 zł/m2 (OFERTA)
• 1 mm – 229 zł/m2 (OFERTA)
• 1,5 mm – 370 zł/m2 (OFERTA)
• 2 mm – 500 zł/m2 (OFERTA)
• 3 mm – 750 zł/m2 (OFERTA)
• 4 mm – 999 zł/m2 (OFERTA)

Domek osłonny możemy więc wykonać, bądź obsypując granulatem rurę o średnicy odpowiadającej naszemu detektorowi bądź też owijając ją wieloma zwojami blachy. W obu wypadkach koszt ołowiu będzie jednak znaczny. Jest jednak jeszcze jedno rozwiązanie, które właśnie przetestowałem.

Otóż na osłony przed promieniowaniem stosuje się również żelazo. Ma ono nieco mniejszy ciężar właściwy niż ołów (7,8 g/cm3 wobec 11,35 g/cm3), jest jednak nieporównywalnie tańsze. Zatem przy użyciu nieznacznie grubszej warstwy żelaza uzyskamy taką samą krotność osłabienia jak stosując cieńszą warstwę drogiego ołowiu. Ponieważ żelazo ma dużo wyższą temperaturę topnienia niż ołów (1538 st. C) i jest nieporównywalnie twardsze, pozostaje nam zastosowanie granulatu. Można użyć kulek, blaszek lub gradowiny, czyli odpadu po produkcji gwoździ. Masa nasypowa wynosi 4,5 kg/litr, zaś cena 25 kg zaledwie 200 zł. Dostępna jest zarówno gradowina ze stali surowej, jak i ocynkowanej. Możemy zalać ją żywicą lub parafiną, by nadać stałą formę. Zależy to od naszej inwencji i potrzeb.

***

Teraz przedstawię mój domek pomiarowy. Kupiłem 25 kg granulatu, w postaci drobnych krążków fi 2 mm ze stali ocynkowanej.

Jako obudowy użyłem starej puszki CSS "Społem" o wymiarach 17x25,5 cm i pojemności 5,7 litra.

Najpierw włożyłem do puszki gruby worek od śmieci i wywinąłem brzegi na zewnątrz. Następnie nasypałem na dno warstwę ok. 5 cm gradowiny. Następnie pośrodku umieściłem krążek z ołowiu o grubości 1 cm, stanowiący podstawę komory pomiarowej. Na nim umieściłem rurkę tekturową od ręczniczka papierowego – najlepiej co prawda użyć miedzianej lub aluminiowej, aby odcinała promieniowanie rozproszone w ołowiu, niestety nie miałem takiej pod ręką. Następnie zacząłem obsypywać boki gradowiną. 

Rurka szybko ustabilizowała się , mocno trzymana po bokach przez grubą warstwę granulatu. Materiał sypałem aż do krawędzi puszki, wtedy brzegi worka zwinąłem do środka i przymocowałem gumką wokół części rurki wystającej ponad brzeg puszki. 

Nastał moment testu. Uruchomiłem miniaturowy dozymetr scyntylacyjny RadiaCode 101 wraz z aplikacją na telefonie. Poczekałem na ustabilizowanie się tła – wyniosło w moim pokoju 0,122 µSv/h (6,2 cps). Umieściłem dozymetr w domku i zacząłem obserwować wskazania w aplikacji. Wynik zaczął bardzo szybko spadać aż osiągnął 0,02 µSv/h (0,98 cps). Obniżenie tła było więc rzędu 7,5 razy. Domek jeszcze nie miał zakrycia od góry. Warstwa granulatu wynosiła 5 cm po bokach, zaś od spodu była dodatkowo wzmocniona przez 1 cm ołowiu. Następnie umieściłem w kanale domku woreczek z gradowiną, ale jego wpływ na spadek wskazań był praktycznie zerowy.

Następnie uruchomiłem SRP-68. Miernik ten, stosowany w prospekcji geologicznej, ma znacznie większy kryształ scyntylacyjny. Po odczekaniu minuty tło naturalne oscylowało między 15 a 17 µR/h (~0,15-0,17 µSv/h). Zacząłem wsuwać sondę do domku. Już po zanurzeniu jej końca w pierwszych warstwach granulatu wynik zaczął spadać poniżej 10 µR/h. Gdy koniec sondy spoczął na dnie, wynik wahał się między 3,5 a 5,5 µR/h. Przyjmując uśrednione wartości 0,16 µSv/h i 0,045 µSv/h mamy obniżenie tła 3,5x.

Skąd taka różnica w krotności osłabienia? Otóż RadiaCode 101 rejestruje zarówno promieniowanie gamma o niskich energiach, jak również część promieniowania beta, o czym łatwo można się przekonać za pomocą uranowej glazury czy kontrolki od rentgenoradiometrów. Domek pomiarowy bardzo skutecznie odcina te emisje, zaś promieniowanie wysokoenergetyczne, głównie twarda składowa promieniowania kosmicznego, słabo działa na mały kryształ CsI(Tl), stanowiący detektor w RadiaCode 101. Z kolei SRP-68 ma duży kryształ NaI(Tl), osłonięty zarówno aluminium, jak i gumą. Jest więc znacznie mniej czuły na emisję beta i niskoenergetyczną gamma, co łatwo sprawdzić zarówno glazurą czy kontrolką, jak również innymi „codziennymi” źródłami, np. siateczkami żarowymi. Przy pomiarach SRP-68 rejestruje głównie twarde promieniowanie, czyli też wysokoenergetyczną składową promieniowania kosmicznego. To promieniowanie jest mniej wydatnie osłabiane przez 5 cm stali, stąd mniejsza krotność osłabienia.

Po przeprowadzeniu pierwszych testów postanowiłem skonstruować „korek”, zamykający domek od góry.  Użyłem w tym celu woreczka strunowego z garścią gradowiny. Umieszczałem go w kanale domku po włożeniu tam dozymetru. Nie zarejestrowałem jednak zauważalnego dalszego osłabienia promieniowania. 

Przy okazji  - woreczki wypełnione granulatem ze stali lub ołowiu mogą służyć również za segmentowy domek osłonny - obłożymy nimi badany obiekt wraz z detektorem, jeśli całość nie zmieści się w domku.

 ***

Prezentowany projekt domku osłonnego jest skalowalny. Jeśli krotność osłabienia tła będzie za mała, można użyć większego naczynia i dosypać granulatu lub po prostu włożyć cały domek do dużego wiadra z warstwą granulatu na dnie i obsypać po bokach. 

Zastosowana rurka mieści "na styk" spektrometr µSpect, z niewielkim luzem sondę od SRP-68 i ze sporym zapasem miniaturowe dozymetry takie jak RadiaCode 101. 

Niestety nie zmieszczą się do niej mierniki o większych obudowach, na szczęście możliwa jest bardzo szybka "przebudowa" domku i zastosowanie rurki o większej średnicy. Zastosowanie granulatu (obojętnie, stalowego czy ołowianego) ułatwia nam przebudowy, oszczędzając ponownego topienia lub zwijania blachy. 

***

Zerknijmy jeszcze na przykłady fabrycznych domków osłonnych, zaczynając od katalogów z lat 60.:

Cyt. za: Aparatura jądrowa - informator techniczny, Warszawa b.r.w. [1961]

Cyt. za: Katalog 37R - izotopowa aparatura przemysłowa i techniczna, Warszawa 1969.

Radziecki "domek ołowiany ciężki" typu DS-000, ważący 73 kg, i przeznaczony do detektora z okienkowym licznikiem G-M typu MST-17 wchodzącym w skład zestawu DP-100:

https://promieniowanie.blogspot.com/2018/12/radiometr-dp-100.html

Istniał też typ "lekki" w kształcie prostopadłościanu, o nieco cieńszej ściance, z wbudowanym licznikiem G-M typu STS-6:

https://promieniowanie.blogspot.com/2018/12/radiometr-dp-100.html

Innym rozwiązaniem jest forma szafeczki, jak np. domek pomiarowy do radiometru RKB-20.01 Beta, o grubości ścianki ok. 2,5 cm i ważący 20 kg:

https://promieniowanie.blogspot.com/2017/11/radiometr-beta-rkb-2001.html

Zerknijmy jeszcze na współczesne konstrukcje - LC-201 o ściance złożonej z 100 mm ołowiu i 2 mm miedzi:

https://modelmedical.pl/produkty/niskotlowy-domek-olowiany-lc201/

A także domek SDO-1 firmy Polon-Alfa złożony z półpierścieni o grubości ścianki 30 mm, zapewniających 5x obniżenie tła dla scyntylatora NaI(Tl) 40x40 mm. Domek ten jest  wyposażony w statyw mocujący sondę, pasujący do współczesnych sond scyntylacyjnych "Polonu":

https://www.polon-alfa.pl/pl/products/2076/SDO-1

Jeżeli budowaliście własne domki osłonne lub macie propozycje ulepszeń mojej konstrukcji, dajcie znać w komentarzach!

Radiometr scyntylacyjny SRP-88N

Gdy planowałem zakup przenośnego radiometru scyntylacyjnego, rozważałem kilka modeli, w tym SRP-68, SRP-88 lub któryś z DRGZ (02 lub 03). Ostatecznie wybór padł na bardzo udany SRP68, omawiany w zeszłym roku [LINK]. Oba DRGZ odpadły z uwagi na wyskalowanie w µR/s, zaś SRP-88 był znacznie droższy niż SRP-68, a jednocześnie mniej funkcjonalny. Postanowiłem jednak omówić SRP-88, ponieważ moim zdaniem kompletnie nie opłaca się jego zakup.

https://www.ebay.pl/itm/353832185472?hash=item52620aae80:g:kK8AAOSwk~1hynaK