V našej dobe katastrof spôsobených človekom je potrebné chrániť sa pred ich následkami v podobe rádioaktívnej kontaminácie. A na to musí byť detekované ionizujúce žiarenie. Preto pri absencii priemyselných zariadení sa každý rádioamatér môže pokúsiť vyrobiť Geigerov počítač vlastnými rukami.
Čo je Geigerov počítač?
Na meranie rádioaktívneho pozadia vyvinuli vedci a inžinieri zariadenia – Geigerove počítače. Ako senzor pre alfa, beta a gama žiarenie sa používa utesnená plynová výbojka naplnená zmesou inertných plynov, pomenovaná po vynálezcoch Geiger-Mullerovho počítača. Profesionálne zariadenia však nie sú ľahko dostupné pre moderného laika a sú dosť drahé.
Bolo vyvinutých niekoľko druhov takýchto štruktúr. Urob si sám Geigerov pult z neónovej lampy dokáže aj toho najnepripravenejšieho stalkera prežiť v postapokalyptickom svete.
Rôzne improvizované návrhyGeigerove počítadlá
Geigerov pult bol vyvinutý a vyrobený mnohými amatérskymi dizajnérmi vlastnými rukami. Existuje veľa možností dizajnu. Najbežnejšie schémy domáceho vývoja sú známe:
- Rádiometer využívajúci fluorescenčný alebo neónový štartér ako beta a gama senzor.
- Jednoduchý domáci indikátor žiarenia založený na senzore STS-5.
- Najjednoduchší dozimeter so snímačom SBM-20.
- Malý indikátor žiarenia založený na senzore SBT-9.
- Indikátor ionizujúceho žiarenia založený na senzore z polovodičového zariadenia - diódy.
- Najjednoduchší indikátor žiarenia s podomácky vyrobeným výbojom vyrobeným z PET fľaše a plechovky.
Výhody a nevýhody dizajnov
Konštrukcie vlastnoručne vyrobených dozimetrov a indikátorov žiarenia pomocou snímačov SBM-20, STS-5, SBT-9 sú pomerne jednoduché a majú vysokú citlivosť. Majú však veľmi dôležitú nevýhodu – sú to priemyselné senzory ionizujúceho žiarenia, ktoré sú ťažko dostupné a drahé na nákup.
Indikátor žiarenia so snímačom polovodičového zariadenia je lacný, ale vzhľadom na nelineárnosť charakteristík polovodičov je náročný na nastavenie, citlivý na zmeny teploty a napájacieho napätia.
Zariadenie s podomácky vyrobeným senzorom z PET fľaše je mimoriadne jednoduché, ale vyžaduje si obvod s tranzistorom s efektom poľa, ktorý nie je pre domácich majstrov vždy dostupný. Okrem toho sú tranzistory s efektom poľa náchylné na poruchu pri silnom zaťaženížiarenie.
Najdostupnejšie sú dizajny so štartovacími senzormi z chybných žiariviek alebo neónových lámp. Nevýhody snímača zo štartéra, podobne ako neónovej lampy, zahŕňajú citlivosť na zmeny teploty a napájacieho napätia, nutnosť tienenia snímača pred svetlom a elektromagnetickým žiarením. Medzi výhody patrí jednoduchosť výroby a nastavenia Geigerovho počítadla vlastnými rukami.
Schéma indikátora žiarenia s neónovou lampou ako senzorom
Výroba Geigerovho počítača vlastnými rukami by mala začať preštudovaním schémy zapojenia zariadenia. Tento obvod používa neónovú žiarovku ako gama a beta senzor.
Pozrime sa na schému zapojenia.
Dióda D1 sa používa na usmernenie striedavého prúdu. Na zabezpečenie konštantného napätia 100 V bol použitý stabilizačný obvod založený na zenerovej dióde D2. Parametre rezistora R1 závisia od napájacieho napätia Vac a sú vypočítané pomocou vzorca
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
Variabilný odpor R2 nastavuje napätie na neónovej žiarovke mierne pod napätie zapaľovania. Neónová lampa v pohotovostnom režime by nemala svietiť. Keď rádioaktívne častice preletia sklenenou bankou, inertný plyn sa ionizuje a lampa bliká.
V momente, keď lampa bliká, dôjde k poklesu napätia na odpore R3 a rozsvieti sa neónová lampanapätie, menšie ako prídržné napätie. Na lampe nebude prúdiť žiadny prúd, kým ju nezapáli ionizujúca častica. V momente, keď lampou prejde krátky prúd, sa v reproduktore ozve hlasné cvaknutie. Po zostavení Geigerovho počítača vlastnými rukami z neónovej lampy ho môžete začať nastavovať.
Nastavenie a kalibrácia Geigerovho počítadla
Vyvinutý model postapokalyptického Geigerovho počítača sa dá ľahko nastaviť vlastnými rukami. S premenlivým odporom R2 sa zariadenie prepne do pohotovostného režimu, na hranici spustenia senzora z neónovej lampy. Ďalej sa pre experiment priblíži k indikátoru rádioaktivity zaprášená handra a citlivosť zariadenia sa nastaví regulačným odporom R2. Keďže prach je plný rádioaktívnych izotopov, neónový indikátor rádioaktivity by mal pri správnom nastavení pravidelne blikať, hlava reproduktora by mala vydávať cvrlikanie a cvakanie.
Pre presnejšiu kalibráciu zariadenia musíte použiť dostupný zdroj žiarenia. Môže to byť prepínač z vojenského rádiového zariadenia s aplikovaným svetelným rádioaktívnym fosforom. Kalibrácia sa vykonáva pomocou príkladného štandardného dozimetra. Frekvencia prevádzky domáceho Geigerovho počítača je prispôsobená frekvencii počítania úrovne žiarenia priemyselného dozimetra. Na kalibráciu možno použiť aj štandardný zdroj žiarenia, ktorý je zvyčajne vybavený vojenským dozimetrom.
Materiály a nástroje na zostavenie Geigerovho počítača
Pri montáži Geigerovho pultu vlastnými rukami materiálovmožno použiť akékoľvek, ktoré má rádioamatér k dispozícii. Hlavná vec je, že hodnotenia rádiových komponentov zodpovedajú vyššie uvedenému diagramu. Je potrebné správne vybrať neónovú lampu ako snímač tak, aby napätie zapaľovania približne zodpovedalo 100 V. V tomto prípade môžu byť rádiové komponenty dovezené aj domáce. Parametre dielov je potrebné zvoliť pomocou referenčnej literatúry.
Je dôležité poznamenať, že v uvedenej schéme zapojenia sa používa striedavé napájacie napätie zo siete Vac \u003d 220 V podľa beztransformátorového obvodu, čo je nebezpečné pre zásah elektrickým prúdom do tela. Aby sa predišlo úrazu elektrickým prúdom, kryt prístroja by mal byť vyrobený z elektricky izolačného materiálu. Na tento účel sú vhodné plexisklo, getinax, sklolaminát, polystyrén a iné lamináty.
Pri zostavovaní Geigerovho počítača vlastnými rukami sa používa najrozmanitejší nástroj:
- Na spájkovanie rádiových komponentov je potrebná 60W elektrická spájkovačka.
- Píla je široko používaná na rezanie fóliových sklolaminátov pri výrobe dosiek plošných spojov. Používa sa na rezanie a rezanie plastových častí tela.
- Elektrická vŕtačka sa používa na vŕtanie otvorov do dosky plošných spojov, montáž puzdra na rohy.
- Kliešte sú nevyhnutné na prácu s malými dielmi pri spájkovaní a montáži elektrického obvodu.
- Na rezanie vyčnievajúcich vodičov rádiových komponentov sa odporúčajú bočné rezáky.
- Pre uvedenie zariadenia do prevádzky je absolútne nevyhnutný elementárny tester, s ktorým budete potrebovaťvykonajte merania napätia v testovacích bodoch, ako aj iných elektrických parametrov.
- Pre autonómne napájanie skutočne postapokalyptického Geigerovho počítača je vhodné pripojiť 4,5-9 V batériu, pre ktorú použite ľubovoľný jednoduchý obvod meniča napätia až do 220 V AC.
Pri práci s elektrinou a rádioaktívnymi materiálmi je potrebné dodržiavať bezpečnosť.
