Radioaktywne obiektywy

Kolejnymi przedmiotami codziennego użytku zawierającymi substancje promieniotwórcze są niektóre obiektywy fotograficzne. Do szkła, z którego wyrabiano soczewki, dodawano dwutlenku toru był dla polepszenia jego właściwości optycznych. Szkło optyczne powinno mieć jak najwyższy współczynnik załamania światła, dzięki czemu można uniknąć dużej krzywizny soczewki, a sama soczewka może być cieńsza. Jednak wysoki współczynnik załamania światła oznacza też wysoką dyspersję, czyli różnicę w stopniu załamania światła o różnej długości fali (czyli barwach składowych tworzących światło białe). Powoduje to powstawanie aberracji chromatycznej - kolorowych obwódek na krawędziach jasnych obiektów na ciemnym tle. Dodatek związków toru umożliwiał zachowanie wysokiego współczynnika załamania przy jednoczesnej niskiej dyspersji.
Maksymalna zawartość toru sięgała 30 % [LINK]. Szkło torowe, czy raczej "torowane" (thoriated glass) stosowano w bardzo wielu obiektywach, nie tylko fotograficznych, ale również kamerach telewizyjnych czy w czytnikach mikrofilmów. Oprócz toru dodawano też związków lantanu i ceru.
Obiektywy z torowymi soczewkami wytwarzali producenci z Niemiec, ZSRR i Japonii. Właśnie z kraju Kwitnącej Wiśni pochodzi jeden z najbardziej aktywnych obiektywów, czyli Super Takumar 1,4/50 [LINK].

Inne obiektywy tej firmy, np. Super Takumar 1,8/55 czy 2/55, również wykazują radioaktywność, jednak nie wszystkie, tylko niektóre serie i wykonania. Podobnie w przypadku innych producentów, generalnie niewiele jest obiektywów, wykonywanych zawsze z torowanego szkła. Dlatego też jeśli nie mamy możliwości sprawdzenia obiektywu dozymetrem, nie ryzykujmy zakupu online. We wstępnej identyfikacji pomocne może być to kompendium obiektywów podejrzewanych o radioaktywność

www.if.pw.edu.pl/~sala/papers/Obiektywy.pdf

***

Pierwszym obiektywem, którego radioaktywność udało mi się zmierzyć, był Biometar 2,8/80 do aparatu Pentacon Six. 

  

Wyniki pomiarów tego obiektywu przy przedniej soczewce przestawiają się następująco (beta+gamma/gamma):

• ANRI Sosna z 2 licznikami rozstawionymi szeroko - 1,35/1,81 µSv/h
• ANRI Sosna z 2 licznikami rozstawionymi wąsko - 1,6/1,9 µSv/h
• Polaron Pripyat - 2,5/1,8 µSv/h
• RK-67 - 2,2/3,8 µSv/h
• Soeks Ecovisor F4 - 1,9 µSv/h emisji łącznej

Z kolei moc dawki mierzona przy tylnej soczewce stanowiła zaledwie ułamek wartości zmierzonej przy przedniej, a różnica między pomiarem gamma a beta+gamma była bardzo mała (odpowiednio 0,69 i 0,86 µSv/h wg ANRI Sosna z 2 licznikami blisko siebie). 

Pozwala to wnioskować, że tylko przednia soczewka była wykonana z torowego szkła, dlatego przy tylnej zmierzyć mogłem jedynie twardą składową gamma całej emisji, która była w stanie przedostać się przez pozostałe, nieaktywne soczewki.

Co ciekawe, inny egzemplarz Biometara 2,8/80, różniący się tylko wykonaniem (tzw. zebra, czyli z paskami trawionego aluminium na pierścieniach ostrości i przesłony) nie wykazywał  promieniowania powyżej tła. 

https://www.megapixel.cz/carl-zeiss-jena-biometar-80mm-f-2-8-pro-pentacon-six-bazar

Nieradioaktywny okazał się też Biometar 2,8/120, który miałem możliwość testować. Od tego czasu poszukiwałem obiektywów wykazujących podwyższony poziom promieniowania, ilekroć byłem na targu, jednak sukces przyszedł dopiero w 2019 r. Trafiłem wówczas obiektyw do projektora, dający przy przedniej soczewce 15 µSv/h łącznej emisji i aż 4,5 µSv/h promieniowania gamma [LINK]. Rok później trafiła się sama soczewka od podobnego obiektywu [LINK], bardziej dogodna do pomiarów z uwagi na możliwość bezpośredniego zbliżenia do okienka pomiarowego dozymetru.

***

Jako źródło promieniowania obiektywy mają pewne wady. Przede  wszystkim rzadko występują i nie da się ich odróżnić wizualnie od nieradioaktywnych. Powoduje to konieczność testowania każdego egzemplarza za pomocą dozymetru, gdyż nawet w obrębie jednego modelu mogą się trafiać nieradioaktywne. Zakup w ciemno to zły pomysł. Nawet lekkie zżółknięcie szkła, które może być skutkiem działania promieniowania nie zawsze jest stuprocentowym wyznacznikiem. Cena zwykle jest wysoka i wynosi kilkaset złotych, zaś generowana moc dawki nie jest zbyt duża, rzędów kilku µSv/h. Źródłem promieniowania zwykle jest przednia soczewka, odsunięta od krawędzi, co dodatkowo osłabia szczególnie niskoenergetyczne promieniowanie. Do pomiarów należałoby ją wymontować z obiektywu, nie zawsze jednak chcemy go rozkręcać. Zatem jeśli nie kupujemy takiej optyki w okazyjnej cenie i z możliwością testu, odpuśćmy sobie obiektywy w roli źródeł promieniowania.

Pozostaje odpowiedź na pytanie, czy radioaktywne obiektywy są szkodliwe dla użytkownika aparatu fotograficznego? Zdecydowanie nie, ponieważ promieniowanie skierowane do tyłu ograniczane jest przez wiele warstw metalu (lustro, migawka, płytka dociskowa filmu oraz tylna klapka aparatu), zaś z przodu obiektyw jest skierowany "w przestrzeń" albo schowany w futerale i przykryty dekielkiem. Nawet jak celujemy, przystawiając aparat do oka, to światło biegnie przez pryzmat pentagonalny (lub wizjer kominkowy), ale promieniowanie jonizujące nie ulega odbiciu w ten sam sposób, jak światło widzialne czy fale radiowe. Promieniowanie jonizujące ulega rozpraszaniu i absorpcji, nie ma możliwości, aby niczym światło odbiło się wielokrotnie w pryzmacie pentagonalnym i przez wizjer trafiło nam do oka.
Zresztą zwykle z torowanego szkła jest tylko przednia soczewka, zatem dodatkowym filtrem są pozostałe szkła układu optycznego oraz łączna odległość, jaką promieniowanie ma do pokonania.  Szkło dość silnie pochłania promieniowanie jonizujące, szczególnie niskoenergetyczne, którym jest m.in. emisja od toru-232 i jego produktów rozpadu. Poniżej przekrój przykładowej lustrzanki analogowej:

https://libreshot.com/inside-slr-camera/

Jak widać, promieniowanie obiektywu ma do pokonania długą drogę, zanim jego resztki przedostaną się przez tylną ściankę aparatu i dotrą do ciała użytkownika.

***

Dodatkowe informacje o obiektywach produkcji japońskiej, niestety tytuły "sensacyjne":

http://fotoblogia.pl/2011/11/06/obiektywy-przy-ktorych-miernik-geigera-przestanie-byc-spokojny

http://www.mowimyjak.pl/newsy/internet-technologie/czy-obiektywy-fotograficzne-moga-byc-radioaktywne,33_65221.html

Jeśli trafiliście kiedyś na radioaktywne obiektywy albo macie taki w swojej "szklarni", dajcie znać w komentarzach!

Świecące zegary lotnicze - podsumowanie

Wskaźniki i zegary lotnicze malowane farbą świecącą na bazie radu są jednymi z najmocniejszych źródeł promieniowania, z którymi możemy się zetknąć w codziennym życiu. Niektóre emitują nawet 50 µSv/h (5 mR/h) emisji gamma! Inne z kolei tylko nieznacznie przekraczają tło, stąd konieczność stworzenia krótkiego przeglądu przyrządów występujących w polskim obrocie kolekcjonerskim. Zegary uszeregowałem według rosnącej mocy dawki i dodatkowo podzieliłem na kategorie. Moc dawki mierzona była radiometrem ANRI 01-02 Sosna z szeroko rozstawionymi licznikami G-M, który zapewnia najkorzystniejszą geometrię układu pomiarowego.

1. Silnie aktywne:

Wysokościomierz PRW-46 - 6,8 mR/h - jak dotąd rekord.

Manometr ciśnienia tlenu IK-18 - 6,2 mR/h

Wysokościomierz barometryczny, typ nieznany - 5,8 mR/h

Wariometr WR-10 - 5,5 mR/h, bez szkła aż 6,8 !

Skala paliwomierza KES-857, od MiG-15, 5 mR/h

Radiokompas SUP-7, moc dawki między 3 a 5 mR/h

Żyrokompas GPK-48 - 3,5 mR/h 

Chronometry ACzS -1 - z prawej starsza wersja, bardziej aktywna (farba jest ciemniejsza) - ok. 2,5 mR/h.  

2. Średnio aktywne

Paliwomierz SBE-1056 - 1,6 mR/h 

Wysokościomierz z myśliwca z II wojny - produkcja brytyjska - Bulova B-11 - 1,8 mR/h

 

Szwedzki wysokościomierz z lat 60. - 0,9 mR/h

Amperomierz WA-46 - 1,3 mR/h

Bardzo stary radziecki sztuczny horyzont AGP-2  - 1,2 mR/h

3. Słabo aktywne

Chronometr 8-dniowy od Messerschmitta - tylko 0,076 mR/h 

Wskaźnik dostrojenia radiostacji - 0,18 mR/h

Obrotomierz  - gamma ledwo 0,020 mR/h.

Zakrętomierz z chyłomierzem EUP-46M produkcji PZL, emisja minimalna, ale wykrywalna np. Polaronem

Wskaźnik wychylenia klap UZP-47, emisja ledwo wykrywalna.

Wskaźnik wychylenia steru (?) UPU - j.w.

Teraz zegary nieradioaktywne, z farbą okresowego świecenia lub zupełnie bez farby

Termometr TCT-1, farba okresowego świecenia 

Manometr - zwykła biała farba

Termometr GR-1 od TS-11 Iskra - j.w.

Wskaźnik różnicy ciśnień - j.w.

Żyrokompas PZL UK-3 -farba przypomina radową ale nie wykazuje aktywności...

...świeci jedynie w ultrafiolecie - jak się przekonałem, niektóre stare farby okresowego świecenia wizualnie przypominają
farbę radową, do odróżnienia niezbędny jest dozymetr

Żyrokompas UGK-1 - j.w.

Paliwomierz podobny do ukazanego wyżej, lecz bez żadnej farby świecącej.

Wskaźnik kursu od TS-11 Iskra i nie tylko - stara farba okresowego świecenia.

Świeci jedynie w UV i to na 2 kolory

Manometr ciśnienia w ogumieniu od mobilnej wyrzutni rakiet.

Wysokościomierz UB-P-1-N - brak farby świecącej, przyrząd przystosowany do oświetlenia żarówką,
emisja zerowa, choć niektóre elementy wewnątrz lekko świecą (zielona ceramika).

Współczesny wysokościomierz UB-57

Jak widać, przy oznaczaniu aktywności zegarów niezbędny jest dozymetr, gdyż czasami zżółkła farba może być zupełnie nieaktywna, jak w przypadku wskaźnika kursu i żyrokompasu od Iskry. 

Uwaga BHP - jak już wspomniałem w notce o skażeniach, przedostanie się izotopów do naszego organizmu stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia. Zegary lotnicze, jeśli mają nieuszkodzone szkło i hermetyczną obudowę (można poznać po plombach i braku śladów otwierania) - są bezpieczne jeśli chodzi o groźbę skażenia. Promieniowanie, nawet o mocy 5 mR/h słabnie znacząco w odległości 20 cm, a z 1 m jest ledwo wyczuwalne - por. Prawo odwrotnych kwadratów. Zatem jeśli trzymamy tego typu przedmioty np. w metalowej kasetce z dala od miejsc częstego przebywania - nic nam nie grozi. Niebezpieczne jedynie może być dostanie się drobin pyłu do organizmu np. po otwarciu albo stłuczeniu takiego zegara. Farba z wiekiem kruszy się i osiada np. na szkle, a pył jest na tyle drobny, że niewidoczny gołym okiem. Wykryją go tylko czułe dozymetry z "wyższej półki". Lepiej więc dmuchać na zimne.

Poniżej filmiki ukazujące różnice w aktywności różnych zegarów samolotowych (ostatni nie mój):

Podoba Ci się mój blog i chcesz wesprzeć twórcę? Zapraszam na Patronite - https://patronite.pl/anonymousdosimetrist

Wpływ napięcia zasilania na dokładość pomiaru licznikiem Geigera

Z tego, co zaobserwowałem, radzieckie dozymetry są dość odporne na nawet całkiem spory spadek napięcia baterii. Przetestowałem Polarona, Sosnę i RKSB-104 i jeszcze przy 6V pracują poprawnie, siadać zaczynają dopiero ok. 4V i przy 3 wyłączają się. Sosna alarmuje ciągłym piskiem o spadającym napięciu baterii, ale mierzy nadal i zatrzymuje pomiar po przepisowych 20 s, tylko nie wydaje końcowego piknięcia (bo wyje ciągle). Polaron ma coraz cichszy dźwięk, w RKSB-104 dźwięk zaczyna zmieniać ton, ale wyniki są porównywalne. Zresztą zobaczcie sami:

Biełły nie przetestowałem, bo zdążyłem ją w międzyczasie sprzedać, ale jestem prawie pewien, że efekty byłyby podobne. Wniosek - do radzieckich dozymetrów nadają się nawet wyeksploatowane baterie alkaliczne. Ich duża pojemność (ok. 500mAh) oznacza, że nawet częściowo rozładowane zapewniają wystarczające napięcie do poprawnej pracy miernika.

Dozymetr MS-04B Expert - pomiar alfa po raz drugi

Dozymetr "Expert" - wersja radziecka i eksportowa.

Tym razem opiszę rzadko występujący w Polsce dozymetr, wyposażony w tubę z okienkiem mikowym SBT-11, mogący mierzyć promieniowanie alfa. Poprzednio opisany "Strielec-1" miał tę funkcję wyłącznie dla picu, gdyż cząstki alfa nie byłyby w stanie przeniknąć plastikowej obudowy miernika. Tutaj mamy okienko sondy umieszczone za plastikową kratką z przesuwną klapką. Sonda jest większa, to tuba typu "pancake", okienko pomiarowe ma prawie 4x2 cm.

Miernik mierzy moc równoważnika dawki w mikrosiwertach na godzinę, zarówno przy pomiarze emisji gamma, jak i beta czy alfa. Sprzęt ma dwa zakresy - 1x  i 10x i dwa tryby pomiarowe (R i K). Wynik wyświetla się trochę za krótko (3-4 s), po czym miernik mierzy od nowa. Brak przycisku reset takiego jak w ANRI Sosna. Przełącznik R/K skraca czas pomiaru o połowę - czyli z 70 s w zakresie x1 do 35 s oraz z 7 s do 3.5 s w zakresie x10. W najkrótszym trybie miernik mierzy tak - przydatne jak musimy szybko zmierzyć ileś punktów w danym artefakcie:

Teoretycznie tryb R służy do pomiaru gamma, a K - alfa/beta, oczywiście należy odjąć wynik pomiaru z klapką od pomiaru bez klapki, co rodzi inny problem - jak odróżnić pomiar emisji beta od alfa? Nowoczesny dozymetr Gamma Scout ma przesłonę z 3 położeniami (alfa - bez przesłony, beta - cienka metalowa, gamma - gruba metalowa) i wtedy pomiar ma sens. Tutaj jak widać konstruktorzy zatrzymali się w pół drogi, zwłaszcza, że pomiar emisji alfa i beta dokonuje się w takich samych jednostkach jak emisji gamma - pewnie trzeba przeliczać jak w ANRI Sosna. Instrukcja podaje nawet sposób obliczania aktywności pierwiastków promieniotwórczych w produktach oraz stopnia skażenia powierzchni [specyfikacja i instrukcja po angielsku - LINK].

Dozymetr jest bardzo ciekawą i rzadką konstrukcją, choć ergonomia daje sporo do życzenia. Tuba jest umieszczona w wybrzuszeniu miernika, zatem po położeniu na badanej powierzchni miernik nie przylega do niej równolegle, co może zaburzać pomiar. Okienko pomiarowe tuby oddalone jest dość znacznie od kratki ochronnej, a sama kratka ma gęsto rozmieszczone szczebelki, co tłumi sporą część promieniowania alfa.
Zaletą jest duży zakres pomiarowy - od promieniowania tła aż do 500 µSv/h czyli 50 mR/h - na drugim zakresie (x10) wynik trzeba przemnożyć 10-krotnie. Najmocniejsze zegary lotnicze z jakimi się zetknąłem dawały 6-7 mR/h, a na hali reaktora w Świerku powinno być 10 mR/h (100 µSv/h).
Dozymetr ma niezbyt wygodne przełączniki, obudowa lepsza niż w Strielcu, ale nadal trochę wiotka. Zasilanie z baterii 6F22 9V. Wyświetlacz taki sam jak w dozymetrze "Biełła", "Raton-901" itp., gdy bateria zaczyna się rozładowywać, przestaje wyświetlać kreski - właśnie napięcie spadło w moim egzemplarzu do 4,8 V, choć przed chwilą mierzył jeszcze poprawnie. Pracę miernika ukazuje film:

Sam dozymetr ma swoje humory, już drugi egzemplarz z rzędu zaczyna piszczeć i wyświetlać dziwne znaki po kilku pomiarach bez przerwy na wyższym zakresie. Trzeba wówczas go wyłączyć, odczekać parę sekund i włączyć ponownie. Myślałem, że to może kwestia styku baterii, ale po wymianie na nowoczesny problem pozostał. Problem był zlokalizowany gdzie indziej - dzięki pomocy Michała udało się go rozwiązać [LINK]. Poniżej zdjęcia płytek drukowanych miernika:

 

Przyrząd występował w dwóch wersjach, różniących się zarówno detalami nalepek, jak i ułożeniem elementów na płytce drukowanej:

 Starsza wersja ma flagę Rosji u góry, nowsza - połowę tęczy? ;)

Inna wersja kolorystyczna na rynek rosyjski, podobna do eksportowej:

Ulepszona wersja Expert M:

i Expert M2:

Expert 3 współpracujący z USB! (specyfikacja TUTAJ):

Tak ostatecznie podsumowując ten rozbudowany post - po sprzedaniu dwóch poprzednich egzemplarzy, wreszcie trzeci, odpowiednio przerobiony aby nie piszczał i się nie zawieszał, zagościł u mnie na stałe. Przezenaczenie - szybki pomiar bardzo aktywnych źródeł oraz punktowych źródeł alfa i beta-aktywnych, pomiar wybranych małych powierzchni np. na ceramice uranowej.